[發明專利]用于控制帶有多個設備硬件部件的自動化設備的安全控制裝置和方法

有效

• 申請號: 200980155400.7
• 申請日: 2009-11-20
• 公開（公告）號: CN102292681A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 馬丁·宗德勒;赫爾穆特·埃爾哈特;哈拉爾德·福斯特
• 申請（專利權）人: 皮爾茨公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05B23/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李德山;周濤

本發明涉及一種用于控制帶有多個設備硬件部件的自動化設備的安全控制裝置，其中所述多個設備硬件部件分別包括至少一個傳感器和/或至少一個執行器。

此外，本發明涉及一種用于控制帶有多個設備硬件部件的自動化設備的方法，其中所述多個設備硬件部件分別包括至少一個傳感器和/或至少一個執行器。

所述類型的安全控制裝置和方法以多種方式從現有技術中已知。

在本發明的意義下的安全控制裝置是如下設備或者裝置：其接收傳感器提供的輸入信號并且由此通過邏輯鏈接和可能另外的信號處理步驟或數據處理步驟產生輸出信號。輸出信號可以輸送給執行器，執行器根據輸入信號在環境中引起有針對性的動作或者反應。

這種安全控制裝置的一個優選的應用領域是在機械安全的范圍中監控應急關斷按鍵、雙手控制裝置、安全門或者光柵。這種傳感器用于對機器進行防護，其中在工作中從該機器中產生對于人或者材料物品的危險。在打開安全門或者在操作應急關斷按鍵時，分別產生信號，該信號輸送給安全控制裝置作為輸入信號。響應于此，安全控制裝置于是例如借助執行機構將機器的帶來危險的部分關斷。

不同于“正?！笨刂蒲b置，對安全控制設備典型的是，當在安全控制設備中或者與其相連的設備中出現故障時，安全控制設備于是始終保證引起危險的設備或者機器的安全狀態。因此，在安全控制裝置中對于自己的故障安全性提出了極高的要求，這導致在開發和制造時的巨大開銷。

通常，安全控制裝置在其使用之前需要通過主管的監管部門的特別許可，例如在德國通過專業協會或者許可。在此，安全控制裝置必須遵守預先給定的安全標準，其例如記錄在歐洲標準EN?954-1或類似的標準例如標準IEC?61508或者標準EN?ISO?13849-1中。因此，以下安全控制裝置理解為如下設備或者裝置：其至少滿足所述歐洲標準EN?954-1的安全類型3。

可編程的安全控制裝置為用戶提供了如下可能性：借助軟件、所謂的應用程序根據其要求單獨地確定邏輯鏈接以及必要時其他的信號或者數據處理步驟。由此，得到與以前的解決方案相比大的靈活性，在以前的解決方案中，邏輯鏈接通過在不同的安全模塊之間的限定的布線來產生。應用程序例如可以借助市面上可獲得的個人計算機(PC)并且通過使用相應地設計的軟件程序來創建。

在安全控制裝置中運行的應用程序確定了在通過安全控制裝置控制的設備上運行的過程。該過程借助過程診斷來監控。在過程診斷的范圍中，檢驗在限定的時刻存在要控制的設備的多個過程狀態中的哪個過程狀態。由此，檢測允許的以及不允許的過程狀態。目的是，檢測不允許的過程狀態、所謂的干擾，并且在顯示單元上顯示這些過程狀態，使得要控制的設備的操作人員可以排除干擾。通常，這種顯示單元是集成到要控制的設備的控制臺中的顯示單元。

總之，通過過程診斷和與其關聯的對所檢測的、即確定的過程狀態的顯示，在顯示單元上示出了過程圖像，該過程圖像不僅包括允許的過程狀態而且包括不允許的過程狀態。

借助過程診斷檢測的過程狀態尤其是通過邏輯詢問來確定，因此所確定的不允許的過程狀態也被稱為邏輯錯誤。在這種邏輯詢問情況下，例如對于借助傳感器檢測的量進行邊界值比較或者范圍比較，即所檢測的量的各存在的測量值與一個或者多個邊界值比較。

對此的一個例子是監控容器的料位。為此，料位傳感器與容器關聯。料位傳感器產生料位信號，其代表所檢測到的容器的料位。通常，料位信號是電壓，其中電壓值與容器中存在的料位成比例。根據進一步的處理是模擬還是數字地進行，將該電壓值本身或者從中導出的量與邊界值比較。如果在該比較中確定超過了邊界值，則這解釋為“容器滿”，并且不生成診斷報告。而如果在比較中確定，低于邊界值，則這解釋為“容器空”。據此得出，存在不允許的過程狀態，錯誤狀態。在顯示單元上于是顯示診斷報告，其代表該不允許的過程狀態。由此，在顯示單元上顯示邏輯錯誤。

然而現在兩種情況是可能的。在第一種情況中，容器確實是空的。在該情況中，所確定的過程狀態、即所確定的邏輯錯誤與實際情況相對應。在顯示單元上示出的診斷報告正確地反映了實際情況。容器要由操作人員、例如維護員填充。