[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。为了提高自动化系统(1)中的功能安全性，提出除了现场总线(FB)之外还敷设点对点通讯线路(11、12)。

技术领域

本发明涉及一种自动化系统，包括具有至少三个耦合部的现场总线，耦合部设计为使得自动化设备能够自动地耦合到现场总线并能自动地解耦，其中，分别耦合的自动化设备设计用于经由现场总线建立功能安全的彼此连接，其中，由此实现的功能安全性用于避免因故障产生的危险的错误动作。

背景技术

在本发明的意义上，功能安全性意味着对于自动化系统的以下部分的安全性，其与涉及安全性的系统的正确功能和用于避免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，从而机器或者其所属的自动化系统可被描述为安全的。在这种情况下所谈论是安全导向的自动化系统。

例如，在工具更换器中需要功能安全性。例如，在制造单元中，多个机器人利用多个工具(例如焊枪)交替工作。当机器人抓取工具时，在工具与控制机器人的控制器之间建立功能安全连接。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相互通讯。

这种情况下，耦合部能够是机器人的法兰。

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开关中设定了唯一的识别地址。

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的结构，但是在此放弃了设定装置、例如DIL开关。

对于前文提到的自动化系统，该目的如下地实现，即，除了现场总线之外，在至少一个第一耦合部与第二耦合部之间还存在点对点通讯线路，由此，对于能耦合到第一耦合部并能解耦的第一自动化设备来说以及对于能耦合到第二耦合部并能解耦的第二自动化设备来说，在能耦合到现场总线并能解耦的自动化设备之间存在配对关系，其中，能耦合和解耦的自动化设备分别具有点对点通讯端点，点对点通讯端点设计用于，除了现场总线通讯之外，经由点对点通讯线路附加地建立点对点通讯，并且此外，能耦合和解耦的自动化设备中的至少一个具有测试件，测试件设计用于，根据附加的点对点通讯线路实现的附加通讯可靠地测试：是否在自动化设备之间建立了期望的功能安全连接并且期望的自动化设备是否处于点对点通讯线路的对置端，并且没有错误地建立通向位于其他耦合部的、不符合配对关系的自动化设备的功能安全连接。

简单地说，根据本发明，除了现场总线或者除了现场总线通讯线路之外，还在自动化设备之间布置附加的通讯线路，其中，还存在用于将更换设备自动地耦合到耦合部的附加的插接连接器。因此，在现场总线通讯线路的同一根电缆中以及在相同的插头处，可以添加附加的通讯线路，其在功能上仅允许“点对点”通讯。点对点连接的使用使得不存在对于这种通讯协议的如下故障情况，其中由发送方发送的报文可能由不是期望接收方的其他接收方接收。这类点对点联接可以如下的建立，即，经由在时间点X给出的插接连接允许第一自动化设备与第二自动化设备安全地通讯。因此，在时间点X给出的用于点对点通讯的插接连接规定了：允许实现哪些在通讯技术上可行的连接。因此，可以对两个自动化设备可靠地进行测试：它们是否恰好真正地彼此连接。只要测试是成功的，就能够使用在自动化设备之间通过现场总线的安全的现场总线连接。

在另一个设计方案中，存在四个耦合部，并且除了现场总线之外，在第三耦合部和第四耦合部之间还存在第二点对点通讯线路，由此对于能耦合在第三耦合部并能解耦的自动化设备来说以及对于能耦合到第四耦合部上并能解耦的自动化设备来说，在能耦合到现场总线并能解耦的自动化设备之间存在另外的配对关系。