[发明专利]自动化总线系统的安全切换方法及装置

说明书

本申请是申请日为2005年7月22日的、题为“自动化总线系统的安全切换方法及装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及工业自动化系统，尤其涉及这样一种自动化系统及其操作方法，该系统包含至少一个具有与其相连的总线用户的总线系统和中央控制设备。

背景技术

当今的控制和数据传输系统由于其可实现高度的自动化，因而在工业制造和系统控制中呈现出一种领先地位。现场总线系统的使用非常广泛，大量分散的输入和输出单元通过现场总线系统连接到中央控制设备。

然而，越来越希望和要求通过连接或断开分散的单元而在运行过程中改变总线系统的配置，例如，为了能够在自动机械上实施变换工具，或者为了允许将被设计为只是偶尔连接到总线系统的移动单元包括到总线系统中或又从中移去，或者为了能够出于维护的目的而以一种简单的方式仅仅在有限时间内执行断开操作。此外，干扰，例如由于电磁辐射所引起的干扰，可能成为总线系统配置改变的一个原因。

由网络，例如以太网，已知，如果所连设备的配置发生变化，这些网络继续进行处理，而忽略已经断开或发生故障的用户。

然而，为了遵守安全标准，在自动化工程中，现场总线系统主要结合符合安全的总线部件而使用。举例来说，在INTERBUS系统的情况中，可以通过适当的配置变化切换指令使组件从总线断开。在这种情况下，与干扰情况一样，现场总线系统被重新初始化。这导致当这些系统发生配置变化时数据通信的短暂中断。

当到一个总线部件的通信被中断时，假如该总线部件不控制危险过程，则其因此维持紧急功能性。假如危险过程正被控制，则通常只有通过切断正被控的机器才能够确保安全。针对这一目的，符合安全的总线部件常常具有内部监督(watchdog)电路装置，该电路装置只有在接收到适当信息后才会被复位。假如没有收到这个信息，过程被自动切换到安全状态。

频繁的配置变化，尤其是在也具有符合安全的总线部件的系统中，相应地减少其实用性。

发明内容

本发明基于提高自动化系统实用性的目的。实施本发明同时又遵守安全需求是非常有益的，它使总线系统既可以具有符合安全的总线用户，又可以具有不符合安全的总线用户。

本发明的目的是通过所附独立权利要求之一所要求保护的主题以一种极其简单的方式实现的。在从属权利要求中描述了优选实施例和改进。

根据本发明的方法用于自动化系统的操作，该自动化系统具有至少一个具有与其相连的总线用户的总线系统，以及中央控制设备。

至少一个总线用户由控制设备进行参数化或配置和/或编程。总线用户可识别控制设备的中断，并且在该情况下可以根据默认的参数化或配置和/或编程来控制至少一个输出。

这种方法，尤其是总线用户的参数化和/或编程，使得可能在数据通信短暂中断时保持危险过程的平稳控制，例如在总线系统切换过程期间发生的那些危险过程。

通过在可定义的时间周期期间没有从控制设备接收到任何信号，总线用户有利地识别与控制设备相关的中断。

由于总线用户的自足或自主控制一般不适合连续操作，所以本方法提供了可定义的第二时间周期，在第二时间周期过去之后，如果与控制设备的连接在该第二时间周期内没有恢复的话，控制过程的总线用户的至少一个输出被切换到安全状态。

为了提高自动化系统的实用性，该第二时间周期有利地比在总线系统中执行切换过程所需的时间周期更长一些。

该至少一个总线用户有利地可接通或切断至少一个组件。这个组件例如可以是为了确保安全而被接通的执行器，如门联锁器。然而，其也可以是为了确保安全而被切断的危险执行器，如机械臂或切割装置。

为了使该至少一个总线用户能够在特定情况下继续处理过程，本发明还提出总线用户有利地具有至少一个输入，在这种情况下，该输入处的信号由总线用户所评估，并且通过总线用户的至少一个输出用作进一步的控制参数。

限定这样一个自动化系统也落入本发明的范围内，该自动化系统适于执行所述方法，并因此具有包括与其相连的总线用户的至少一个总线系统、和连接到总线系统的至少一个控制设备、以及至少一个总线用户，该总线用户可由控制设备参数化和/或编程，并具有用于识别与控制设备相关的中断的装置和用于控制至少一个输出的装置。

为了识别出可定义的时间周期已经经过，该至少一个总线用户有利地包含用于监控时间的装置。

此外，为了能使启动和/或去激活被控系统中的执行器，该至少一个总线用户优选包含用来接通或切断至少一个组件的装置。