[發明專利]安全自動化構建器

有效

• 申請號: 201410045152.3
• 申請日: 2014-02-07
• 公開（公告）號: CN104007668B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 馬克·艾茲曼;克里斯托弗·布羅利;德里克·W·瓊斯;喬納森·B·約翰遜;蘭·詹姆斯·穆加特羅伊德;大衛·曼-里德;布賴恩·J·馬厄;布賴恩·阿萊·施里韋爾
• 申請（專利權）人: 洛克威爾自動控制技術股份有限公司
• 主分類號: G05B19/02
• 分類號: G05B19/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 杜誠,賈萌

技術領域

本主題申請一般地涉及工業自動化，尤其涉及用于根據工業標準引導安全系統設計和文檔提供（documentation）的系統和方法。

背景技術

現代工業自動化生產線（automation line）經常包括大量危險的機器接入點，如果這些接入點被不當地破壞則可以對操作者導致傷害。這些接入點可以將操作者暴露于與危險的機器部件相關聯的風險，包括但不限于由移動的零件粉碎、通過與暴露的高壓線或部件接觸而觸電死亡、化學燒傷、通過移動葉片的劃破或分割、輻射暴露或其它這樣的危險。

為了減輕與這些接入點相關聯的風險，工廠工程師通常實施被設計為保護與接入點交互的操作者的安全解決方案。例如，接近開關可以安裝在提供對危險機器的接入的安全門上。接近開關輸出可以連接至邏輯裝置，當接近開關指示安全門打開時，邏輯裝置操作接觸器以將電力從機器隔離。在另一示例中，使得操作者能夠將零件裝載到沖壓區的接入點可以由光幕保護，當物理身體（例如，操作者的手臂）已經通過接入點到達時光幕檢測到。當使用上面所描述的示例性接近開關時，光幕的輸出可以連接至邏輯裝置，當光幕由所檢測到的身體破壞時，邏輯裝置控制接觸器以將電力與壓力機隔離。

實施用于危險接入點的功能性安全解決方案必須符合當前工業專用功能性安全標準，諸如由國際標準化組織（ISO）或國際電子技術委員會（IEC）定義的那些標準。這種標準可以定義用于確定與機器相關聯的風險等級的正規方法，并且提供用于設計安全系統以減輕風險的法定指南。例如，安全標準可以定義指示安全系統類型和配置的要求，安全系統類型和配置必須被實現為抵御特定類型的危險。

選擇滿足工業安全標準的給定安全功能的適當的安全系統硬件會是復雜且耗時的任務，通常包括從組成安全系統的輸入裝置、邏輯裝置和輸出裝置的目錄和文檔中人工選擇安全裝置。此外，要求安全系統設計者精通現行安全標準以確保所得到的安全功能被設計得符合標準。

當今的工業控制和業務系統的上面所描述的缺陷僅意在提供常規的系統的多個問題中的一些問題的概述，而不意在窮舉。根據下面的描述的回顧，常規系統的其它問題和本文中所描述的各種非限制性實施例的相應的優點將變得更明顯。

發明內容

為了提供本文中所描述的一些方面的基本理解，下面給出了簡化的概述。該概述不是廣泛的綜述，也不意在識別重要/關鍵元件或描繪本文所描述的各個方面的范圍。其目的僅在于以簡化形式給出一些概念作為后面給出的更詳細的描述的前奏。

本公開內容的一個或更多實施例涉及工業自動化系統的安全解決方案的自動化設計和文檔。為此，安全自動化構建器可以通過標識貫穿它們的自動化系統的危險接入點的處理來引導設計者，并且設計符合工業安全標準的每個接入點的適當的安全解決方案。安全自動化構建器可以包括接口，該接口使得設計者能夠導入要對其實施一個或更多安全解決方案的機器或生產線的圖像，并且將安全設計方面（例如，地區、危險接入區域、安全功能裝置等）疊加到導入的圖像上。對于每個標識的接入點，安全自動化構建器通過定義接入點的要求的性能等級（如由對機器執行的風險評估確定）的步驟和設計滿足所要求的性能等級的一個或更多安全功能的步驟來引導用戶。為了便利每個所要求的安全功能的適當的輸入裝置、邏輯裝置和輸出裝置的自動化選擇，安全自動化構建器可以包括被配置為接入安全裝置庫的產品選擇工具，并且給出滿足由用戶定義的應用準則的經過濾的裝置的集合。

當用戶定義解決方案和選擇輸入部件、邏輯部件和輸出部件時，安全自動化構建器構建根據用戶定義的危險接入點組織的安全功能表格。該表格可以用作在生產線上待實現的所得到的安全系統的文檔的基礎（包括但不限于材料清單）。

另外，安全自動化構建器可以包括將在表格中編譯的安全功能數據導出到外部性能等級驗證工具的導出工具，以確認所得到的安全功能設計將以所要求的性能等級操作，從而符合工業安全標準。安全自動化構建器可以接收來自安全符合驗證工具的驗證報告，驗證報告可以報告由驗證工具確定的每個安全功能的性能等級驗證結果。以這種方式，安全自動化構建器可以減輕將安全功能數據人工輸入到驗證工具的所要求的字段中的需要。

為了完成上述和相關的目的，在本文中結合下面的描述和附圖描述一些說明性的方面。這些方面表示可以被實踐的各種方式，所有方式意在在本文中被覆蓋。當結合附圖考慮時，根據下面詳細的描述，其它優點和新穎特征將變得明顯。

附圖說明

圖1例示風險評估、設計驗證和安全自動化構建器之間的概念關系的總概述。