[发明专利]用于控制带有多个设备硬件部件的自动化设备的安全控制装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于控制带有多个设备硬件部件的自动化设备的安全控制装置，其中所述多个设备硬件部件分别包括至少一个传感器和/或至少一个执行器。

此外，本发明涉及一种用于控制带有多个设备硬件部件的自动化设备的方法，其中所述多个设备硬件部件分别包括至少一个传感器和/或至少一个执行器。

所述类型的安全控制装置和方法以多种方式从现有技术中已知。

在本发明的意义下的安全控制装置是如下设备或者装置：其接收传感器提供的输入信号并且由此通过逻辑链接和可能另外的信号处理步骤或数据处理步骤产生输出信号。输出信号可以输送给执行器，执行器根据输入信号在环境中引起有针对性的动作或者反应。

这种安全控制装置的一个优选的应用领域是在机械安全的范围中监控应急关断按键、双手控制装置、安全门或者光栅。这种传感器用于对机器进行防护，其中在工作中从该机器中产生对于人或者材料物品的危险。在打开安全门或者在操作应急关断按键时，分别产生信号，该信号输送给安全控制装置作为输入信号。响应于此，安全控制装置于是例如借助执行机构将机器的带来危险的部分关断。

不同于“正常”控制装置，对安全控制设备典型的是，当在安全控制设备中或者与其相连的设备中出现故障时，安全控制设备于是始终保证引起危险的设备或者机器的安全状态。因此，在安全控制装置中对于自己的故障安全性提出了极高的要求，这导致在开发和制造时的巨大开销。

通常，安全控制装置在其使用之前需要通过主管的监管部门的特别许可，例如在德国通过专业协会或者许可。在此，安全控制装置必须遵守预先给定的安全标准，其例如记录在欧洲标准EN 954-1或类似的标准例如标准IEC 61508或者标准EN ISO 13849-1中。因此，以下安全控制装置理解为如下设备或者装置：其至少满足所述欧洲标准EN 954-1的安全类型3。

可编程的安全控制装置为用户提供了如下可能性：借助软件、所谓的应用程序根据其要求单独地确定逻辑链接以及必要时其他的信号或者数据处理步骤。由此，得到与以前的解决方案相比大的灵活性，在以前的解决方案中，逻辑链接通过在不同的安全模块之间的限定的布线来产生。应用程序例如可以借助市面上可获得的个人计算机(PC)并且通过使用相应地设计的软件程序来创建。

在安全控制装置中运行的应用程序确定了在通过安全控制装置控制的设备上运行的过程。该过程借助过程诊断来监控。在过程诊断的范围中，检验在限定的时刻存在要控制的设备的多个过程状态中的哪个过程状态。由此，检测允许的以及不允许的过程状态。目的是，检测不允许的过程状态、所谓的干扰，并且在显示单元上显示这些过程状态，使得要控制的设备的操作人员可以排除干扰。通常，这种显示单元是集成到要控制的设备的控制台中的显示单元。

总之，通过过程诊断和与其关联的对所检测的、即确定的过程状态的显示，在显示单元上示出了过程图像，该过程图像不仅包括允许的过程状态而且包括不允许的过程状态。

借助过程诊断检测的过程状态尤其是通过逻辑询问来确定，因此所确定的不允许的过程状态也被称为逻辑错误。在这种逻辑询问情况下，例如对于借助传感器检测的量进行边界值比较或者范围比较，即所检测的量的各存在的测量值与一个或者多个边界值比较。

对此的一个例子是监控容器的料位。为此，料位传感器与容器关联。料位传感器产生料位信号，其代表所检测到的容器的料位。通常，料位信号是电压，其中电压值与容器中存在的料位成比例。根据进一步的处理是模拟还是数字地进行，将该电压值本身或者从中导出的量与边界值比较。如果在该比较中确定超过了边界值，则这解释为“容器满”，并且不生成诊断报告。而如果在比较中确定，低于边界值，则这解释为“容器空”。据此得出，存在不允许的过程状态，错误状态。在显示单元上于是显示诊断报告，其代表该不允许的过程状态。由此，在显示单元上显示逻辑错误。

然而现在两种情况是可能的。在第一种情况中，容器确实是空的。在该情况中，所确定的过程状态、即所确定的逻辑错误与实际情况相对应。在显示单元上示出的诊断报告正确地反映了实际情况。容器要由操作人员、例如维护员填充。