[发明专利]用于错误保护地检测测量值的方法和自动化系统

说明书

本发明涉及一种用于在控制单元中错误保护地检测测量值的方法。利用第一检测部件且利用第二检测部件检测测量值，并由此提供第一和第二测量值。在控制单元中运行的安全程序中的比较步骤中，第一和第二测量值在彼此的偏差方面相比较，在达到或超过预定的最大偏差时识别错误，第一检测部件针对要设定的第一测量范围参数化，第二检测部件针对要设定的第二测量范围参数化。用于第二检测部件的测量范围借助安全程序交替地参数化，在安全程序中基于以下认知：第二检测部件刚刚如何被参数化并由此知晓当前设定的第二测量范围且因而知晓第二测量值必须位于哪个范围中，执行在第一与第二测量值之间的或然性检查，在或然性检查结果为负时同样识别出错误。

技术领域

本发明涉及一种用于在控制单元中错误保护地检测测量值的方法，其中一方面利用第一检测部件且另一方面利用第二检测部件检测测量值，并由此提供第一测量值和第二测量值，其中，在控制单元中运行的安全程序中的比较步骤中，第一和第二测量值在彼此的偏差方面相互比较，并且在达到或超过预定的最大偏差时识别错误。WO 2005/109132A1公开了这种方法。

背景技术

在工业自动化技术中，为了监控安全相关的过程值(例如压力、速度)，必须由功能安全的系统读取和处理这些值。通过遵循标准ISO 13849-1和-2以及IEC 62061，确保机械制造环境中的功能安全性。

在本发明的意义上，功能安全性理解为按照标准EN/IEC 61511的定义：“功能安全性-用于过程工业的安全技术系统”和EN/IEC 61508：“功能安全相关的电气/电子/可编程的电子系统”。

对于S7 300自动化系统、ET 200M分布式外围设备，存在西门子公司的错误保护的信号组件。此类组件通常符合IEC 61131第2部分的要求和标准。对于此类组件还存在对于CSA、UL和FM的许可。通常，组件(例如通过)被认证用于应用在根据IEC 61508：2000的安全等级SIL3(安全完整性等级)为止的或符合ISO 13849-1：2006或EN ISO 138491：2008的性能等级(PL)E和类别4的安全运行中。

因此，对于利用ET 200M组件的解决方案来说有认证的硬件解决方案，但这些组件是具有相对较大外形尺寸的组件。他们不能安装在所有机器中。对于较小系统、例如ET200S系列的组件的解决方案尚不存在。

目前还没有基于西门子SIMATIC组件ET200S或ET200SP检测例如安全的模拟值、特别是4至20mA的电流检测的解决方案。当然，虽然可以使用这些组件读取非安全的模拟值，但是对于读取安全的值来说不存在认证或承认。

发明内容

本发明的目的是，与前述相对，实现一种利用标准组件(ET200S或ET200SP)错误保护地检测测量值的解决方案，特别是利用不是基于功能上错误保护而设计的组件。

在前文所提及的用于错误保护地检测测量值的方法的情况下，该目的通过如下方式得以实现，第一检测部件针对要设定的第一测量范围被参数化，第二检测部件针对要设定的第二测量范围被参数化，其中借助安全程序，用于第二检测部件的测量范围交替地重新参数化(umparametriert)，在此，在安全程序中基于以下认知：第二检测部件刚刚如何被参数化并且由此知晓当前设定的第二测量范围且因而知晓第二测量值必须位于哪个范围中，执行在第一测量值与第二测量值之间的或然性检查，其中在负的或然性检查结果时同样识别错误。

在本发明的意义上，安全程序应理解为一种软件或工业控制程序，其在控制单元(CPU)的错误保护部分中监控模拟值。借助上述的多样地设定的参数化，可以识别FMEA中列出的各种故障模型。在硬件的系统设计中，系统承受密集的错误可能性和影响分析(FMEA-und Einflussanalyse)。在此，系统及其组件还在按照DIN 61784-3所限定的错误模型下(例如，失真、非故意重复、错误的序列等)被实验。