[发明专利]安全导向的自动化系统

说明书

本发明涉及一种自动化系统，其包括：现场总线；固定连接到现场总线的至少两个自动化设备；至少两个耦合部，它们使得更换设备能够自动耦合到现场总线并自动解耦。更换设备与自动化设备通过现场总线建立功能安全连接。由此来实现的功能安全性用于避免因故障造成的错误动作。自动化设备借助安全程序获得对更换设备之一的独占访问并且在收到访问授权之后启动和控制该更换设备到耦合部的耦合，自动化设备还在耦合之后建立与更换设备的功能安全连接并向更换设备发送命令，自动化设备还用于断开与当前耦合的更换设备的功能安全连接并启动和控制更换设备与耦合部的解耦，其中，安全程序还再次释放对更换设备的独占访问。

技术领域

本发明涉及一种自动化系统，其包括：现场总线；和，至少两个自动化设备，自动化设备固定地连接到现场总线；至少两个耦合部，它们设计成，使得更换设备能自动耦合到现场总线并自动解耦，其中，更换设备设计为通过现场总线建立与自动化设备的功能安全连接，其中，由此实现的功能安全性用于避免由于错误而导致的危险的错误动作。

背景技术

在本发明的意义上，功能安全性意味着对于系统的以下部分的安全性，该部分与涉及安全性的系统的正确功能和用于降低风险的外部装置相关。功能安全性由此给出，即通过安全功能防止任何风险，从而机器可被描述为安全的。

例如，在工具更换器中需要功能安全性。例如，在制造单元中有多个机器人工作，它们利用多个工具(例如焊枪)交替工作。当机器人握住工具时，工具与控制机器人的控制器之间建立安全连接。很少使用的工具由机器人共享，因此可以在不同的机器人处交替使用。仅为了控制当前也使用工具的机器人才建立与工具的安全通讯连接。物理分离是不可能的，因为机器人的控制器必须能够相互通讯。这种情况下，耦合部代表机器人的法兰。

在夹架的情况中也需要功能安全。夹架从一个工作站移动到另一个工作站。每个工作站都有插槽。在夹架上并在工作站处有相互通讯的设备。由于工作站间也有通讯，因此只能在夹架的设备和当前工作站的设备之间建立安全连接。

DE 10 2013 003 166 A1公开了一种用于现场总线参与者和自动化系统的安全模块。为了确定安全导向的识别地址而提出，在安全模块的壳体中布置设定装置。在该设定装置中，例如DIL开关中设定唯一的识别地址。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化系统，其具有功能安全的现场总线连接的与插槽相关地建立，但是在此放弃了设定装置，例如DIL开关。

对于开头所述的自动化系统来说，该目的由此实现，自动化设备设计用于借助安全程序获得对更换设备之一的独占访问，并且在收到访问授权后启动和控制更换设备到耦合部的耦合，还设计为在耦合之后建立与更换设备的功能安全连接并且与更换设备交换数据和/或向更换设备发送命令，进一步设计用于断开与当前耦合的更换设备的功能安全连接并且启动和控制该更换设备与耦合部的解耦，其中安全程序还设计用于再次释放对更换设备的独占访问。

该解决方案基于以下假设，即自动化设备被分配给固定的插槽并且不被更换。自动化设备可以是例如机器人的控制器。此外，假定更换设备的耦合和解耦由固定设备控制。在机器人的实例中，这意味着机器人负责工具的抓取或者其自动化设备具有用于耦合和解耦的程序机制。在自动化设备或其中配属的安全程序中，执行以下步骤：

1.自动化设备获取对更换设备的独占访问权限。这在安全程序中功能安全地实现。

2.自动化设备启动更换设备在希望的插槽处的耦合。为此，相应的指令从安全程序发送到标准程序(例如“抓取工具”)。

3.自动化设备建立与更换设备的安全连接。在机器人完成其任务并想要再次放下工具后，解除连接。

4.断开安全连接。

5.自动化设备引起更换设备的解耦。

6.对更换设备的独占访问被再次释放。