[發(fā)明專利]現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器、系統(tǒng)和用于配置故障保險(xiǎn)模塊的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680074087.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108369403A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·羅絲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威德米勒界面有限公司及兩合公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 北京市中倫律師事務(wù)所 11410
• 代理人: 楊黎峰;鐘錦舜

本發(fā)明涉及一種用于配置故障保險(xiǎn)模塊(15)的方法，該故障保險(xiǎn)模塊通過(guò)子總線(12)連接到工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器(11)，從而通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(3)傳輸模塊(15)的安全相關(guān)數(shù)據(jù)，所述方法包括以下步驟：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器(11)確定與現(xiàn)場(chǎng)總線(3)兼容的安全協(xié)議(5)的類型，以及通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器(11)向至少一個(gè)故障保險(xiǎn)模塊(15)發(fā)送配置指令，從而使模塊(15)采用所確定類型的安全協(xié)議(5)。另外，本發(fā)明還涉及現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器(11)或包含現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器(11)和至少一個(gè)故障保險(xiǎn)模塊(15)的系統(tǒng)，該現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器(11)或該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為實(shí)施所述方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于配置故障保險(xiǎn)模塊(以下也被簡(jiǎn)稱為FS模塊)的方法，該模塊通過(guò)子總線被連接到工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器，從而經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸FS模塊的安全相關(guān)數(shù)據(jù)。本發(fā)明還涉及一種現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器以及一種適合于實(shí)施所述方法的包含現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器和FS模塊的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)總線被用于在一個(gè)或多個(gè)中央控制計(jì)算機(jī)(被稱為主機(jī)或可編程邏輯控制器(PLCs))與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間傳輸控制數(shù)據(jù)和/或測(cè)量值。例如，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以是與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)的傳感器和/或致動(dòng)器。通常并不是每一個(gè)單獨(dú)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都被直接耦合到現(xiàn)場(chǎng)總線，而是如之前所述那樣經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器進(jìn)行耦合，現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器一方面構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線與專用子總線之間的接口，另一方面使多個(gè)具備總線接入能力的模塊可以被耦合到所述子總線。

這些模塊的多種不同的配置是已知的，例如，所述模塊可以提供數(shù)字的和/或模擬的輸入和/或輸出通道，這些模塊被設(shè)計(jì)為信號(hào)轉(zhuǎn)換器或繼電器模塊、計(jì)數(shù)器模塊或用于其他總線的接口模塊。這種包括現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器和相連模塊的系統(tǒng)也被整體地稱為模塊化分散式輸入與輸出站點(diǎn)，或者簡(jiǎn)稱為“遠(yuǎn)程I/O”。

為了處理與安全相關(guān)的數(shù)據(jù)，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)要求一些在現(xiàn)場(chǎng)總線和/或子總線中通常使用的協(xié)議所不能保證的特殊安全預(yù)防措施。為了實(shí)現(xiàn)安全的數(shù)據(jù)傳輸，例如帶有非常高的數(shù)據(jù)冗余水平以及提供用于檢測(cè)丟失的數(shù)據(jù)和/或出錯(cuò)的數(shù)據(jù)的監(jiān)控機(jī)制，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了特殊的安全相關(guān)的數(shù)據(jù)協(xié)議。這種功能上實(shí)現(xiàn)安全傳輸?shù)膮f(xié)議也被稱為故障保險(xiǎn)協(xié)議或安全協(xié)議。例如，在本文中提到了PROFIsafe協(xié)議或Fail Safe over EtherCAT(FSoE)協(xié)議或OpenSAFETY協(xié)議。

由于安全協(xié)議是數(shù)據(jù)密集和處理密集的，通常不是所有的現(xiàn)場(chǎng)總線通信都通過(guò)這些協(xié)議來(lái)完成。取而代之的是安全相關(guān)數(shù)據(jù)根據(jù)安全協(xié)議被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包(容器)，然后采用“普通現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議”傳輸所述數(shù)據(jù)包。例如，安全協(xié)議的校驗(yàn)和保證了在經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線或子總線傳輸?shù)钠陂g的容器的非刻意訛誤被排除或不發(fā)生漏檢。

為了實(shí)現(xiàn)安全相關(guān)數(shù)據(jù)的無(wú)瑕疵傳輸，在設(shè)立和配置工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)必須注意所有的安全相關(guān)組件(即FS模塊)以及評(píng)估安全相關(guān)數(shù)據(jù)的控制計(jì)算機(jī)(例如可編程邏輯控制器(PLC))使用一致的安全協(xié)議，所述安全協(xié)議還必須得到已采用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的支持且與已采用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議兼容。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目標(biāo)是以一種理論上簡(jiǎn)單而泛用的方式阻止不兼容的安全相關(guān)組件的布置，由此增強(qiáng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能可靠性。另一個(gè)目標(biāo)是創(chuàng)造一種能增強(qiáng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性的現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器或具有現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器和相連FS模塊的系統(tǒng)。

所述目標(biāo)通過(guò)具備相應(yīng)獨(dú)立權(quán)利要求的特征的方法、現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器以及包含現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器與至少一個(gè)相連FS模塊的系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)。有利的實(shí)施例和進(jìn)一步的發(fā)展是從屬權(quán)利要求的主題。

根據(jù)本發(fā)明的用于配置在引言中所提到類型的FS模塊的方法包括以下步驟：現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器確定與現(xiàn)場(chǎng)總線兼容的安全協(xié)議類型。現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器隨后向至少一個(gè)FS模塊發(fā)送配置指令，從而使所述FS模塊采用所確定類型的安全協(xié)議。