[发明专利]用于控制安全关键过程的装置

说明书

本发明涉及用于控制技术设备的安全关键过程的装置(10)和方法(100)。通过输入‑输出通道(18)连接至安全关键过程(20)的第一受保护信号单元(12)和第二受保护信号单元(14)被配置成在逻辑层面上彼此安全地通信以便控制安全关键过程(20)。物理连接经由电网供应(16)来实现。

技术领域

本公开内容涉及用于控制技术设备的安全关键过程的装置及其方法。该装置包括经由I/O通道连接至安全关键过程的第一安全信令单元和第二安全信令单元，第一安全信令单元和第二安全信令单元被配置成在逻辑层面上经由物理连接以故障安全方式彼此通信以控制安全关键过程。

背景技术

安全关键过程可以是在故障发生的情况下对人或物体产生不可接受的危险的任何过程。对于安全关键过程，在理想情况下必须100％确定性地确保在故障发生时该过程被转入安全状态。对于机器设备，这可以包括关闭该设备。另一方面，对于化学生产过程，这可以包括将该过程控制到非关键参数范围内，因为仅关闭该过程可能导致不受控的反应。

安全关键过程还可以是较大、较高级别过程的子过程。例如，对于液压机，材料供给可以是非安全关键子过程，而冲压工具的启动可以是安全关键子过程。安全关键(子)过程的其他示例为对安全防护装置、安全门或光栅的监测、对双手开关的控制或对紧急停止开关的监控和评估。控制安全关键过程基本上包括以下步骤：监测安全传感器或接收其他安全相关外围信号，以及基于所述监测或所接收的信号来触发安全相关反应。

参与对安全关键过程的控制的各个单元必须具有超出其实际功能的安全相关装备。这些单元主要用于错误和功能监测。通常，这样的单元具有冗余设计以确保即使在发生故障的情况下也能安全操作。与“正常”标准单元相比，具有这样的安全相关装备的安全单元在下文中被称为“安全”或“故障安全”。特别地，安全单元是如机械指令2006/42/EC或标准DIN EN ISO 13849-1中所定义的安全部件。

在安全技术的早期，安全单元使用专用线路彼此连接。该专用线路基本上独立于技术设备的实际控制来实现。通常，安全输入例如紧急停止开关、光栅等使用独立的单独线路经由继电器逻辑连接至安全输出以便实现安全功能。在更现代的系统中，这种硬接线日益被更复杂的通信系统所取代，其目的是将根据控制和自动化技术通常已知的通信装置重新用于安全技术。出于该目的，启用已知的通信装置来进行安全关键数据的传输(例如SafetyNET P)或者通过实现特定安全协议(例如，FailSafe over Ethernet)来确保经由现有通信装置进行故障安全传输。

因为安全性是通信装置固有的，所以固有安全通信装置具有使得能够非常灵活地实现安全相关特征的优势。然而，安全通信装置更昂贵，并且通常需要针对现有系统进行改造。使用已经存在的通信装置例如用于控制技术设备的现场总线系统相比之下更有利，但是却将安全功能的实现选项限制于现有通信装置。然而，在需要安全相关设备的地方，现有通信装置并不总是可用。例如，紧急停止开关可能位于对用户造成危险的从动部件上，而不是位于驱动器本身上。因此，经由专用布缆来继续实现某些安全功能并不罕见，这时因为用于对技术设备进行正常控制的现有通信装置可以被启用以供安全数据的传输，但是在需要用于安全相关设备的输入和/或输出的情况下并不总是可用。

发明内容

因此，本公开内容的目的是提供用于控制安全关键过程的装置和方法，该装置和方法使得能够灵活设计安全功能。此外，目的是指定能够成本有效地实现并且能够容易地集成到现有系统中的装置和方法。

根据本公开内容的一个方面，该目的通过上述类型的装置来实现，其中，物理连接是电力供应网络。