Anzeigegerät mit einem optischen Anzeigefeld

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Anzeigegerät mit einem optischen Anzeigefeld, wobei hinter dem Anzeigefeld eine erste Lichtquelle angeordnet ist, welche ausgestaltet ist, aus den Grundfarben Rot, Grün und Blau eine Grundfarbe oder eine Mischfarbe zu erzeugen, wobei die erste Lichtquelle mit einem Ansteuerbaustein verbunden ist und der Ansteuerbaustein dazu ausgestaltet ist entsprechend der zu erzeugenden Farbe die erste Lichtquelle anzusteuern.

[0002] Derartige Anzeigegeräte werden vorzugsweise in der Automatisierungstechnik zur Automatisierung industrieller Prozesse eingesetzt. Die Anzeigegeräte sind dabei vorzugsweise als Bedien- und Beobachtungsgeräte oder HMI-Geräte ausgestaltet. Weiterhin können die Anzeigegeräte als Key-Panel oder PushButton-Panels ausgestaltet sein. Die Key-Panels oder PushButton-Panels weisen in der Regel Leuchtdrucktaster für eine Maschinenbedienung auf. Da diese Anzeigegeräte bzw. Panels vorzugsweise für eine direkte Maschinenbedienung konzipiert sind, werden sie vorzugsweise über einen Feldbus, wie z.B. ein Profibus oder ein Profinet mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung verbunden. Im Wesentlichen werden derartige Anzeigegeräte für eine Weitergabe eines Maschinenstatus in Form von Farbinformationen und für eine Informationsaufnahme in Form von gedrückten oder getasteten Tasten des Anzeigegerätes eingesetzt.

[0003] Bei Tasten, welche als Leuchtdrucktasten ausgestaltet sind, können aufgrund einer eingesetzten RGB-LED, vorzugsweise die fünf Farben: Rot/Grün/Blau/Gelb/Weiß dargestellt werden. Gelb und Weiß stellen dabei Mischfarben dar. Gelb entsteht durch Rot und Grün, Weiß entsteht durch Rot und Grün und Blau.

[0004] Sollte ein Defekt an einer der LED's auftreten, wird die wiederzugebende Farbinformation verfälscht. Der Nutzer oder ein Maschinenbediener könnte den Maschinenstatus dann falsch interpretieren. Insbesondere in der Automatisierungstechnik, insbesondere in der sicherheitsgerichteten Automatisierungstechnik, wird die Farbinformation Gelb als ein abnormaler Zustand gedeutet, siehe auch die Norm IEC/EN 60204-1.

[0005] Aus der EP 2 337 430 A1 ist ein optisches Anzeigefeld mit Zellen mit jeweils zwei Lichtquellen bekannt, wobei jede Lichtquelle aus einer roten, einer grünen und einer blauen LED besteht und hieraus weißes Licht mischt. Wenn durch Abnahme der Lichtmenge einer LED in einer Zelle das gemischte Licht einen Farbstich bekommt, wird dies durch entsprechendes Ansteuern der anderen LEDs der Zelle kompensiert. Erreicht die Abnahme der Lichtmenge einer LED einer Zelle einen Grenzwert, wird nicht weiter kompensiert.

[0006] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Anzeigegerät zur Darstellung von Farbinformationen bereitzustellen, welches die Sicherheit in der Automatisierungstechnik erhöht.

[0007] Die Aufgabe wird für das eingangs genannte Anzeigegerät dadurch gelöst, dass eine zweite Lichtquelle hinter dem Anzeigefeld angeordnet ist, welche ebenfalls ausgestaltet ist, aus den Grundfarben Rot, Grün und Blau eine Grundfarbe oder eine Mischfarbe zu erzeugen, wobei die zweite Lichtquelle mit dem Ansteuerbaustein in Verbindung steht und der Ansteuerbaustein dazu ausgestaltet ist, entsprechend der zu erzeugenden Farbe der ersten Lichtquelle die zweite Lichtquelle anzusteuern, wobei ein Überwachungsmittel vorhanden ist, welches ausgestaltet ist, einen Fehler oder einen Defekt an einer der beiden Lichtquellen zu erkennen und daraufhin die fehlerbehaftete Lichtquelle abzuschalten.

[0008] Da nun einzelne Anzeigefelder in einem Anzeigegerät mit zwei unabhängigen Lichtquellen ausgeleuchtet werden ist eine Ausleuchtungsredundanz gewährleistet. Das bedeutet, sollte es bei einer der Lichtquellen zu einem Totalausfall kommen, so kann das Anzeigefeld weiterhin mit der jeweils anderen Lichtquelle ausgeleuchtet werden. Sollte es aber bei einer Lichtquelle zu einem Fehler kommen, welcher sich derart äußert, dass eine sichere Darstellung einer Grundfarbe oder einer Mischfarbe nicht mehr gewährleistet ist, so kann die wiederzugebende Farbinformation verfälscht werden. Problematisch ist hier insbesondere ein Farbwechsel von Gelb zu Grün. Aus den Farben Rot und Grün mischen RGB-Lichtquellen die Farbe Gelb. Die Farbinformation Gelb wird als eine sicherheitskritische Farbinformation gewertet, da Gelb einen abnormalen Zustand darstellt.

[0009] Sollte nun bei einer der RGB-Lichtquellen, beispielsweise die Lichtquellenkomponente für die Rote Farbe ausfallen, so wird die gesamte Farbinformation verfälscht. Bei vorzugsweise einer Parallelschaltung der beiden RGB-Lichtquellen würde sich wiederum eine neue Mischfarbe ergeben, weil eine Lichtquelle noch Gelb leuchtet und die andere Lichtquelle durch den Rot-Ausfall Grün leuchtet, diese neue Mischfarbe ist, jedoch stark von Grün geprägt. Grün wird aber wiederum in der Automatisierungstechnik als ein normaler Zustand gedeutet. Damit es bei dem Ausfall einer Farbkomponente einer RGB-Lichtquelle nicht zu Fehlinformationen kommt, wird erfindungsgemäß dieser Fehler erkannt und daraufhin die fehlerbehaftete Lichtquelle abgeschaltet. Damit ist die Wiedergabe der eigentlich relevanten Farbinformationen, vorzugsweise Gelb, gesichert.

[0010] In einer weiterführenden Ausgestaltung weist der Ansteuerbaustein für die erste Lichtquelle einen ersten Ausgang, einen zweiten Ausgang und einen dritten Ausgang und für die zweite Lichtquelle einen vierten Ausgang, einen fünften Ausgang und einen sechsten Ausgang auf. Für jede der beiden redundant geschalteten Lichtquellen stehen somit drei Ausgänge zur Verfügung. Vorzugsweise steuert jeder Ausgang eine Farbkomponente nämlich der erste Ausgang die Farbkomponente Rot, der zweite Ausgang die Farbkomponente Grün und der dritte Ausgang die Farbkomponente Blau. Entsprechendes gilt für den vierten bis sechsten Ausgang der zweiten Lichtquelle.

[0011] Um eine Fehlererkennung zu optimieren, weist der Ansteuerbaustein weiterhin ein Mittel zur Erkennung eines Kurzschlusses und/oder ein Mittel zur Erkennung eines Drahtbruches bezogen auf die Lichtquellen auf.

[0012] Die Sicherheit eines Anzeigegerätes wird in einer weiterführenden Ausgestaltung durch ein Meldemittel weiter erhöht. Dazu weist der Ansteuerbaustein ein Meldemittel auf, welches ausgestaltet ist, den erkannten Fehler einem übergeordneten Baustein zu melden.

[0013] Vorteilhafter Weise ist das Meldemittel mit einem Steuerbaustein verbunden und der Steuerbaustein mit dem Meldemittel das Überwachungsmittel bilden.

[0014] Für den Einsatz in einen Automatisierungsumfeld weist das Anzeigegerät eine Feldbusschnittstelle zum Anschluss an eine speicherprogrammierbare Steuerung auf. Dabei ist vorzugsweise der Steuerbaustein derart mit der Feldbusschnittstelle verbunden um eine Fehlermeldung an eine speicherprogrammierbare Steuerung weiterzuleiten.

[0015] In einer Ausgestaltungsvariante kann das Anzeigegerät einen Tastschalter, welcher das Anzeigefeld umfasst, aufweisen.

[0016] Vorteilhafter Weise sind die Lichtquellen jeweils als eine RGB-LED ausgestaltet.

[0017] Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel und sollen die Erfindung näher erläutern. Es zeigen:

FIG 1

eine Prinzipzeichnung des Anzeigegerätes mit einer Redundanzkomponente, einer Überwachungskomponente und einer Steuerungskomponente, und

FIG 2

ein Anzeigegerät mit einer Anordnung von Tastschaltern, wobei das Anzeigegerät an eine speicherprogrammierbare Steuerung angeschlossen ist.

[0018] Gemäß FIG 1 ist die Prinzipdarstellung eines Anzeigegerätes 1 mit einer Steuerungskomponente 51, einer Überwachungskomponente 52 und einer Redundanzkomponente 53 dargestellt. Die Redundanzkomponente 53 weist im Wesentlichen eine erste Lichtquelle 11 und eine zweite Lichtquelle 12 zur redundanten Ausleuchtung eines Anzeigefeldes 2 (siehe FIG 2) auf. Durch die Andeutung der senkrecht untereinander stehenden Punkte ist gezeigt, dass ein Anzeigegerät 1 eine Vielzahl von optischen Anzeigefeldern 2 aufweisen kann. Dies ist mit der Darstellung einer weiteren ersten Lichtquelle 11' und einer weiteren zweiten Lichtquelle 12' verdeutlicht.

[0019] Die erste Lichtquelle 11 und die zweite Lichtquelle 12 sind mit einem Ansteuerbaustein 3 verbunden. Der Ansteuerbaustein 3 ist dazu ausgestaltet, entsprechend der wiederzugebenden Farbe die erste Lichtquelle 11 über einen ersten Ausgang 31 (Rot), einen zweiten Ausgang 32 (Grün) und einen dritten Ausgang 33 (Blau) anzusteuern. Als besonders kritisch gilt die Darstellung der Farbe Gelb, bei welcher von dem Ansteuerbaustein 3 der erste Ausgang 31 und der zweite Ausgang 32 angesteuert werden. Die redundante zweite Lichtquelle 12 ist ebenfalls ausgestaltet um aus den Grundfarben Rot, Grün und Blau eine Grundfarbe oder eine Mischfarbe zu erzeugen, dabei steht die zweite Lichtquelle 12 mit dem Ansteuerbaustein 3 über einen vierten Ausgang 34 (Rot), einem fünften Ausgang 35 (Grün) und einem sechsten Ausgang 36 (Blau) in Verbindung. Der Ansteuerbaustein 3 ist dazu ausgestaltet, entsprechend der zu erzeugenden Farbe der ersten Lichtquelle 11, also Gelb, die zweite Lichtquelle 12 ebenfalls so anzusteuern, dass der vierte Ausgang 34 und der fünfte Ausgang 35 aktiv sind.

[0020] Die erste Lichtquelle 11 und die zweite Lichtquelle 12 sind jeweils als eine RGB-LED ausgestaltet. Um einen Fehler oder einen Defekt an einer der beiden Lichtquellen 11,12 zu erkennen, weist der Ansteuerbaustein 3 ein Mittel 4 zur Erkennung eines Kurzschlusses und ein Mittel 5 zur Erkennung eines Drahtbruches auf. Wird ein Kurzschluss oder ein Drahtbruch in der RGB-LED erkannt, so geben die Mittel 4,5 den erkannten Fehler entsprechend an ein Meldemittel 6 weiter. In einer Variante könnte der Ansteuerbaustein 3 eigenständig arbeiten, dann ist der Ansteuerbaustein 3 dazu ausgestaltet nach Erkennen eines Kurzschlusses oder Drahtbruches die fehlerbehaftete Lichtquelle abzuschalten und die Abschaltung nach Auftreten eines Fehlers wird sofort durchgeführt.

[0021] In einer anderen Variante gibt ein Überwachungsmittel den Befehl zur Abschaltung der Lichtquelle, dabei meldet das Meldemittel 6 einen Steuerbaustein 7 einen Fehler und der Steuerbaustein 7 gibt den Ansteuerbaustein 3 den Befehl zum Abschalten.

[0022] Als Fehlerfall wäre denkbar, dass bei der zweiten Lichtquelle 12 entweder ein Leuchtdiodenelement für die Farbkomponente Rot defekt ist oder die Leitung zwischen dem vierten Ausgang 34 und der zweiten Lichtquelle 12 gebrochen ist. Dieser Fehler bedeutet, dass die Rot-Komponente der zweiten Lichtquelle 12 nicht mehr aktiv ist und nun nur noch grünes Licht von der zweiten Lichtquelle 12 ausgesendet wird. Da die erste Lichtquelle 11 und die zweite Lichtquelle 12 normalerweise im Redundanzbetrieb arbeiten, wird somit eine falsche Farbe dargestellt. Diese falsche Farbe ist eine neue Mischfarbe weil die erste Lichtquelle 11 nach Gelb leuchtet und die zweite Lichtquelle 12 durch den Rot-Ausfall Grün leuchtet, diese neue Mischfarbe ist jedoch stark von Grün geprägt. Da insbesondere die Auswertung der Farbe Gelb in der Automatisierungstechnik auf einen abnormalen Zustand hinweist, kann dieser abnormale Zustand nicht mehr sicher angezeigt werden, darum wird die zweite Lichtquelle 12 mittels des Ansteuerbausteins 3 ausgelöst durch den Steuerbaustein 7 gänzlich abgeschaltet.

[0023] Diese Abschaltung bzw. generell das Erkennen eines Fehlers an einer der beiden Lichtquellen 11,12 wird an den Steuerbaustein 7 weitergeleitet. Dabei ist der Steuerbaustein 7 dazu ausgestaltet neben dem Ausgeben von Abschaltbefehlen die Steuerung und Überwachung aller für das Anzeigegerät notwendigen Komponenten zu übernehmen.

[0024] Gemäß FIG 2 ist ein Anzeigegerät mit neun Tastschaltern dargestellt, nämlich einem ersten Tastschalter 21 bis zu einem neunten Tastschalter 29. Die Tastschalter 21 bis 29 sind jeweils mit einem Anzeigefeld 2 versehen. Hinter dem Anzeigefeld 2 sind die in FIG 1 beschriebenen Lichtquellen redundant

[0025] Ausgehend von dem Aufbau des Anzeigegerätes 1 gemäß FIG 1 weist das Anzeigegerät 1 aus FIG 2 nun weiterhin eine Feldbusschnittstelle 8 auf. Diese Feldbusschnittstelle 8 verbindet über einen Feldbus 40 das Anzeigegerät 1 mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung 41. Dabei ist der Steuerbaustein 7 innerhalb des Anzeigegerätes 1 weiterhin mit der Feldbusschnittstelle 8 verbunden und derart ausgestaltet, dass eine Fehlermeldung bezüglich der Lichtquellen an die Feldbusschnittstelle 8 weitergeleitet wird und diese Fehlermeldung kann damit über den Feldbus 40 in die speicherprogrammierbare Steuerung 41 gelangen und als eine Störmeldung 42 einen Anwender oder einen Maschinenbediener über den Ausfall einer Lichtquelle informieren.

[0026] Ein Maschinenbediener könnte den Ausfall einer LED eventuell am Anzeigegerät von außen erkennen, da nun die fehlerbehaftete RGB-LED abgeschaltet ist um eine Wiedergabe von falschen Farbinformationen zu verhindern, aber die andere RGB-LED, welche von den Fehlern nicht betroffen ist, leuchtet weiter und erhält die Farbinformation des jeweiligen Tastschalters, lediglich die Helligkeit der Farbinformation des Tastschalters ist beeinträchtigt.

Ansprüche

1. Anzeigegerät (1) mit einem optischen Anzeigefeld (2), wobei hinter dem Anzeigefeld (2) eine erste Lichtquelle (11) angeordnet ist, welche ausgestaltet ist aus den Grundfarben Rot, Grün und Blau eine Grundfarbe oder eine Mischfarbe zu erzeugen, wobei die erste Lichtquelle (11) mit einem Ansteuerbaustein (3) Verbunden ist und der Ansteuerbaustein (3) dazu ausgestaltet ist entsprechend der zu erzeugenden Farbe die erste Lichtquelle (11) anzusteuern,
dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Lichtquelle (12) hinter dem Anzeigefeld (2) angeordnet ist, welche ebenfalls ausgestaltet ist aus den Grundfarben Rot, Grün und Blau eine Grundfarbe oder eine Mischfarbe zu erzeugen, wobei die zweite Lichtquelle (12) mit dem Ansteuerbaustein (3) in Verbindung steht und der Ansteuerbaustein (3) dazu ausgestaltet ist entsprechend der zu erzeugenden Farbe der ersten Lichtquelle (11) die zweite Lichtquelle (12) anzusteuern, wobei ein Überwachungsmittel vorhanden ist, welches ausgestaltet ist einen Fehler oder einen Defekt an einer der beiden Lichtquellen (11,12) zu erkennen und daraufhin die fehlerbehaftete Lichtquelle (11,12) abzuschalten.

2. Anzeigegerät (1) nach Anspruch 1, wobei der Ansteuerbaustein (3) für die erste Lichtquelle (11) einen ersten Ausgang (31), einen zweiten Ausgang (32) und einen dritten Ausgang (33) und für die zweite Lichtquelle (12) einen vierten Ausgang (34), einen fünften Ausgang (35) und einen sechsten Ausgang (36) aufweist.

3. Anzeigegerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ansteuerbaustein (3) ein Mittel (4) zur Erkennung eines Kurzschlusses bezogen auf die Lichtquellen (11,12) aufweist.

4. Anzeigegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Ansteuerbaustein (3) ein Mittel (5) zur Erkennung eines Drahtbruches bezogen auf die Lichtquellen (11,12) aufweist.

5. Anzeigegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Ansteuerbaustein (3) ein Meldemittel (6) aufweist, welches ausgestaltet ist den erkannten Fehler einem übergeordneten Baustein zu melden.

6. Anzeigegerät (1) nach Anspruch 5, wobei das Meldemittel (6) mit einem Steuerbaustein (7) in Verbindung steht und der Steuerbaustein (7) mit dem Meldemittel (8) das Überwachungsmittel bilden.

7. Anzeigegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend eine Feldbusschnittstelle (8) zum Anschluss an eine speicherprogrammierbare Steuerung.

8. Anzeigegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend einen Tastschalter (21,...,29), welcher das Anzeigefeld (2) umfasst.

9. Anzeigegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lichtquelle (11,12) jeweils als eine RGB-LED ausgestaltet ist.

Claims

1. Display device (1) having an optical display field (2), wherein a first light source (11) is arranged behind the display field (2), which light source (11) is configured to generate an elementary colour or a secondary colour from the elementary colours red, green and blue, wherein the first light source (11) is connected to an activation module (3) and the activation module (3) is configured to activate the first light source (11) in accordance with the colour to be generated,
characterised in that a second light source (12) is arranged behind the display field (2), which is likewise configured to generate an elementary colour or a secondary colour from the elementary colours red, green and blue, wherein the second light source (12) is connected to the activation module (3) and the activation module (3) is configured to activate the second light source (12) in accordance with the colour of the first light source (11) to be generated, wherein a monitoring means is present, which is configured to identify an error or a fault on one of the two light sources (11, 12) and thereupon to shut down the faulty light source (11, 12).

2. Display device (1) according to claim 1, wherein the activation module (3) comprises a first output (31), a second output (32) and a third output (33) for the first light source (11) and a fourth output (34), a fifth output (35) and a sixth output (36) for the second light source (12).

3. Display device (1) according to claim 1 or 2, wherein the activation module (3) comprises a means (4) for identifying a short circuit with respect to the light sources (11, 12).

4. Display device (1) according to one of claims 1 to 3, wherein the activation module (3) comprises a means (5) for identifying a broken wire with respect to the light sources (11, 12).

5. Display device (1) according to one of claims 1 to 4, wherein the activation module (3) comprises an indication means (6), which is configured to indicate the identified error to a superordinate module.

6. Display device (1) according to claim 5, wherein the indication means (6) are connected to a control module (7) and the control module (7) with the indication means (8) form the monitoring means.

7. Display device (1) according to one of claims 1 to 6, comprising a field bus interface (8) for connection to a programmable logic controller.

8. Display device (1) according to one of claims 1 to 7, comprising a pushbutton (21, ... 29) which includes the display field (2).

9. Display device (1) according to one of claims 1 to 8, wherein the light source (11, 12) is embodied in each instance as an RGB LED.

Revendications

1. Appareil ( 1 ) d'affichage ayant un champ ( 2 ) d'affichage optique, dans lequel, derrière le champ ( 2 ) d'affichage, est disposée une première source ( 11 ) lumineuse, qui est constituée pour produire, à partir des couleurs fondamentales rouge, vert et bleu, une couleur fondamentale ou une couleur mélangée, la première source ( 11 ) lumineuse étant reliée à un module ( 3 ) d'excitation et le module ( 3 ) d'excitation étant conformé pour exciter la première source ( 11 ) lumineuse conformément à la couleur à produire,
caractérisé en ce qu'une deuxième source ( 12 ) lumineuse est disposée derrière le champ ( 2 ) d'affichage et est conformée également pour produire une couleur fondamentale ou une couleur mélangée à partir des couleurs fondamentales rouge, vert et bleu, la deuxième source ( 12 ) lumineuse étant en liaison avec le module ( 3 ) d'excitation et le module ( 3 ) d'excitation étant conformé pour exciter la deuxième source ( 12 ) lumineuse conformément à la couleur à produire de la première source ( 11 ) lumineuse, un moyen de contrôle étant présent, qui est constitué pour détecter une erreur ou un défaut sur l'une des deux sources ( 11, 12 ) lumineuses et débrancher ensuite la source ( 11, 12 ) lumineuse défectueuse.

2. Dispositif ( 1 ) d'affichage suivant la revendication 1, dans lequel le module ( 3 ) d'excitation de la première source ( 11 ) lumineuse a une première sortie ( 31 ), une deuxième sortie ( 32 ) et une troisième sortie ( 33 ) et, pour la deuxième source ( 12 ) lumineuse, une quatrième sortie ( 34 ), une cinquième sortie ( 35 ) et une sixième sortie ( 36 ).

3. Dispositif ( 1 ) d'affichage suivant l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le module ( 3 ) d'excitation a un moyen ( 4 ) de détection d'un court-circuit rapporté aux sources ( 11, 12 ) lumineuses.

4. Dispositif ( 1 ) d'affichage suivant l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le module ( 3 ) d'excitation a un moyen ( 5 ) de détection d'une rupture de fil rapportée aux sources ( 11, 12 ) lumineuses.

5. Dispositif ( 1 ) d'affichage suivant l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le module ( 3 ) d'excitation a un moyen ( 6 ) d'avertissement, qui est conformé pour annoncer l'erreur détectée à un module supérieur hiérarchiquement.

6. Dispositif ( 1 ) d'affichage suivant la revendication 5, dans lequel le moyen ( 6 ) d'avertissement est en liaison avec un module ( 7 ) de commande et le module ( 7 ) de commande forme, avec le moyen ( 8 ) d'avertissement, le moyen de contrôle.

7. Dispositif ( 1 ) d'affichage suivant l'une des revendications 1 à 6, ayant une interface ( 8 ) de bus de champ pour le raccordement à un automate programmable.

8. Dispositif ( 1 ) d'affichage suivant l'une des revendications 1 à 7, ayant un commutateur ( 21, ..., 29 ) à touches, qui comprend le champ ( 2 ) d'affichage.

9. Dispositif ( 1 ) d'affichage suivant l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la source ( 11, 12 ) lumineuse est conformée respectivement sous la forme d'une diode électroluminescente rouge, vert, bleu.

Zeichnung