[发明专利]现场总线耦合器、系统和用于配置故障保险模块的方法

说明书

本发明涉及一种用于配置故障保险模块(15)的方法，该故障保险模块通过子总线(12)连接到工业自动化系统的现场总线耦合器(11)，从而通过现场总线(3)传输模块(15)的安全相关数据，所述方法包括以下步骤：通过现场总线耦合器(11)确定与现场总线(3)兼容的安全协议(5)的类型，以及通过现场总线耦合器(11)向至少一个故障保险模块(15)发送配置指令，从而使模块(15)采用所确定类型的安全协议(5)。另外，本发明还涉及现场总线耦合器(11)或包含现场总线耦合器(11)和至少一个故障保险模块(15)的系统，该现场总线耦合器(11)或该系统被设计为实施所述方法。

技术领域

本发明涉及一种用于配置故障保险模块(以下也被简称为FS模块)的方法，该模块通过子总线被连接到工业自动化系统的现场总线耦合器，从而经现场总线传输FS模块的安全相关数据。本发明还涉及一种现场总线耦合器以及一种适合于实施所述方法的包含现场总线耦合器和FS模块的系统。

背景技术

在工业自动化系统中，现场总线被用于在一个或多个中央控制计算机(被称为主机或可编程逻辑控制器(PLCs))与现场设备之间传输控制数据和/或测量值。例如，现场设备可以是与工业自动化系统相关的传感器和/或致动器。通常并不是每一个单独的现场设备都被直接耦合到现场总线，而是如之前所述那样经现场总线耦合器进行耦合，现场总线耦合器一方面构成现场总线与专用子总线之间的接口，另一方面使多个具备总线接入能力的模块可以被耦合到所述子总线。

这些模块的多种不同的配置是已知的，例如，所述模块可以提供数字的和/或模拟的输入和/或输出通道，这些模块被设计为信号转换器或继电器模块、计数器模块或用于其他总线的接口模块。这种包括现场总线耦合器和相连模块的系统也被整体地称为模块化分散式输入与输出站点，或者简称为“远程I/O”。

为了处理与安全相关的数据，工业自动化系统要求一些在现场总线和/或子总线中通常使用的协议所不能保证的特殊安全预防措施。为了实现安全的数据传输，例如带有非常高的数据冗余水平以及提供用于检测丢失的数据和/或出错的数据的监控机制，已经开发出了特殊的安全相关的数据协议。这种功能上实现安全传输的协议也被称为故障保险协议或安全协议。例如，在本文中提到了PROFIsafe协议或Fail Safe over EtherCAT(FSoE)协议或OpenSAFETY协议。

由于安全协议是数据密集和处理密集的，通常不是所有的现场总线通信都通过这些协议来完成。取而代之的是安全相关数据根据安全协议被转换成数据包(容器)，然后采用“普通现场总线协议”传输所述数据包。例如，安全协议的校验和保证了在经现场总线或子总线传输的期间的容器的非刻意讹误被排除或不发生漏检。

为了实现安全相关数据的无瑕疵传输，在设立和配置工业自动化系统时必须注意所有的安全相关组件(即FS模块)以及评估安全相关数据的控制计算机(例如可编程逻辑控制器(PLC))使用一致的安全协议，所述安全协议还必须得到已采用现场总线协议的支持且与已采用现场总线协议兼容。

发明内容

本发明的目标是以一种理论上简单而泛用的方式阻止不兼容的安全相关组件的布置，由此增强工业自动化系统的功能可靠性。另一个目标是创造一种能增强工业自动化系统的安全性的现场总线耦合器或具有现场总线耦合器和相连FS模块的系统。

所述目标通过具备相应独立权利要求的特征的方法、现场总线耦合器以及包含现场总线耦合器与至少一个相连FS模块的系统而实现。有利的实施例和进一步的发展是从属权利要求的主题。

根据本发明的用于配置在引言中所提到类型的FS模块的方法包括以下步骤：现场总线耦合器确定与现场总线兼容的安全协议类型。现场总线耦合器随后向至少一个FS模块发送配置指令，从而使所述FS模块采用所确定类型的安全协议。