Procedimiento y dispositivo de conmutación segura de un sistema de bus de automatización.

Procedimiento de funcionamiento de un sistema de automatización (1),

en el que el sistema de automatización (1) presenta al menos un sistema de bus (2) con unos abonados de bus (21 a 29) conectados al mismo, así como un dispositivo de control central (3), y en el que al menos un abonado de bus (21 a 29) ejecuta procesos generadores de peligro, cuyo procedimiento comprende

- parametrización y/o programación de al menos un abonado de bus (24, 27) por el dispositivo de control (3),

-reconocimiento de una interrupción de la unión con el dispositivo de control (3) por el al menos un abonado de bus (24, 27),

- control de al menos una salida (241, 242, 272) del al menos un abonado de bus (24, 27) por el al menos un abonado de bus (24, 27) en función de la parametrización y/o la programación al reconocer una interrupción de la unión con el dispositivo de control (3), en donde el al menos un abonado de bus (21 a 29) que realiza procesos generadores de peligro es conmutado primeramente del funcionamiento normal a un estado de casi seguridad en el que es posible conservar también el control de procesos generadores de peligro.

Procedimiento y dispositivo de conmutación segura de un sistema de bus de automatización.

La invención concierne en general a sistemas de automatización industriales y en particular a sistemas de automatización que comprenden al menos un sistema de bus con abonados de bus conectados al mismo y un equipo de control central, así como a un procedimiento de funcionamiento del mismo.

Las instalaciones de control y transmisión de datos ocupan hoy en día, debido al alto grado de automatización posible con ellas, una relevante posición en la fabricación industrial y en el control de instalaciones industriales. Está muy difundido el empleo de sistemas de bus de campo a través de los cuales se unen un gran número de unidades de entrada y salida descentralizadas con un equipo de control central.

Sin embargo, está creciendo el deseo o la necesidad de variar la configuración del sistema de bus en un proceso en marcha mediante la conexión o desconexión de unidades descentralizadas, por ejemplo para poder realizar un cambio de herramienta en robots o para poder acoger en el sistema de bus y retirar de nuevo unidades móviles que sistemáticamente se encuentran tan sólo temporalmente en el bus o para poder realizar también de manera sencilla tan sólo desconexiones temporalmente limitadas para fines de mantenimiento. Asimismo, las perturbaciones, por ejemplo debido a radiación electromagnética, pueden ser también un motivo de variaciones de configuración del sistema de bus.

Se conoce por la redes, tal como la Ethernet, el que éstas siguen trabajando al producirse variaciones de la configuración de aparatos conectados e ignoran al abonado desconectado o averiado.

Sin embargo, para respetar los estándares de seguridad se utilizan predominantemente en la técnica de automatización unos sistemas de bus de campo en combinación con componentes de bus dirigidos a la seguridad. Para las variaciones de configuración existe en sistemas INTERBUS, por ejemplo, la posibilidad de separar grupos constructivos del bus por medio de órdenes de conexión correspondientes. En este caso, como también en el caso de una perturbación, se inicializa de nuevo el sistema de bus de campo. Por consiguiente, en estos sistemas se tiene que al realizarse variaciones de la configuración, se produce por breve tiempo una interrupción de la comunicación de datos.

Si se interrumpe la comunicación con un componente del bus, éste puede conservar entonces una funcionalidad de emergencia en tanto no sea controlado por este componente del bus ningún proceso generador de peligro. En el control de procesos generadores de peligro se puede garantizar la seguridad en general solamente mediante una desconexión de la máquina controlada. A este fin, los componentes de bus dirigidos a la seguridad presentan frecuentemente una disposición de circuito interna de perro guardián que se repone únicamente después de obtenida una información correspondiente. Al faltar esta información se pone automáticamente el proceso en un estado seguro.

Las frecuentes variaciones de configuración, especialmente en sistemas que presentan también componentes de bus dirigidos a la seguridad, reducen de manera correspondiente su disponibilidad.

El documento DE 3522220 A1 revela una disposición para entregar señales de control a elementos de ajuste de un procesador.

La invención se basa en el problema de incrementar la disponibilidad de sistemas de automatización. Sería ventajoso realizar esto respetando los requisitos de seguridad de modo que el sistema de bus pueda presentar tanto abonados de bus dirigidos a la seguridad como abonados de bus no dirigidos a la seguridad.

El problema se resuelve de manera sorprendentemente sencilla por un objeto según una de las reivindicaciones independientes adjuntas. En las reivindicaciones subordinadas se transcriben formas de realización y perfeccionamientos ventajosos.

El procedimiento según la invención sirve para hacer funcionar un sistema de automatización que presenta al menos un sistema de bus con abonados de bus conectados al mismo y un equipo de control central.

Mediante el equipo de control se parametriza y/o programa al menos un abonado de bus. El abonado de bus puede reconocer una interrupción en el equipo de control y en este caso puede controlar al menos una salida según una consigna de parametrización y/o programación.

Mediante este procedimiento, especialmente mediante la parametrización o la programación del abonado de bus, es posible conservar el control de incluso procesos generadores de peligro durante cortas interrupciones de la comunicación de datos como las que se presentan en procesos de conmutación del sistema de bus.

Ventajosamente, se reconoce por parte del abonado de bus una interrupción de la unión con el equipo de control debido a que este abonado de bus no recibe ninguna señal del equipo de control durante un período de tiempo fijable.

Dado que el control autárquico por el abonado de bus no es adecuado en general para el funcionamiento permanente, el procedimiento prevé un segundo período de tiempo fijable, después de cuya terminación la al menos una salida del abonado de bus a través de la cual se efectúa el control del proceso es conmutada a un estado seguro en caso de que este segundo período de tiempo no haya restablecido la unión con el equipo de control.

Para aumentar la disponibilidad del sistema de automatización, este segundo período de tiempo es ventajosamente superior al período de tiempo que es necesario para la ejecución de un proceso de conmutación del sistema de bus.

Ventajosamente, el al menos un abonado de bus puede realizar la conexión o desconexión de al menos un grupo constructivo. Este grupo constructivo puede consistir, por ejemplo, en un actor que se conecta para garantizar la seguridad, tal como, por ejemplo, un enclavamiento de puerta. Sin embargo, se puede tratar de un actor generador de peligro que se desconecta para garantizar la seguridad, tal como, por ejemplo, un brazo de robot o un dispositivo de corte.

Para que, en determinadas aplicaciones, se puede proseguir con el proceso por parte del al menos un abonado de bus, el procedimiento prevé también que el abonado de bus presente ventajosamente al menos una entrada en la que se evalúan las señales enviadas a esta entrada por el abonado de bus y cuyas señales se aprovechan como parámetros adicionales para la operación de control a través de la al menos una salida del abonado de bus.

Queda también dentro del ámbito de la invención el indicar un sistema de automatización que sea adecuado para ejecutar el procedimiento descrito y que, por consiguiente, comprenda al menos un sistema de bus con abonados de bus conectados al mismo y al menos un dispositivo de control conectado al sistema de bus, así como al menos un abonado de bus configurado de forma parametrizable y/o programable por el dispositivo de control y dotado de medios para reconocer una interrupción de la unión con el dispositivo de control y medios para controlar al menos una salida.

Para reconocer que ha transcurrido un período de tiempo fijable, el al menos un abonado de bus comprende ventajosamente medios para vigilar el tiempo.

Asimismo, el al menos un abonado de bus comprende preferiblemente medios para conectar o desconectar al menos un grupo constructivo a fin de poder activar o desactivar actores de la instalación controlada.

En caso de que tengan que leerse sensores por el al menos un abonado de bus para controlar el proceso, el abonado de bus comprende entonces preferiblemente al menos una entrada y medios para evaluar las señales aplicadas a esta entrada.

Especialmente adecuados para la ejecución del procedimiento según la invención son unos sistemas de automatización con sistemas de bus de forma de anillo, especialmente según el estándar INTERBUS.

Se describe seguidamente la invención con más precisión a título de ejemplo ayudándose de formas de realización preferidas y haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Símbolos de referencia iguales en los dibujos designan aquí partes iguales o semejantes.

Muestran:

La figura 1, una representación esquemática de un sistema de bus con abonados de bus conectados y dispositivo de control central, La figura 2, el sistema de bus de la figura 1 con un abonado de bus adicionalmente conectado,

La figura... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de funcionamiento de un sistema de automatización (1) , en el que el sistema de automatización (1) presenta al menos un sistema de bus (2) con unos abonados de bus (21 a 29) conectados al mismo, así como un dispositivo de control central (3) , y en el que al menos un abonado de bus (21 a 29) ejecuta procesos generadores de peligro, cuyo procedimiento comprende

- parametrización y/o programación de al menos un abonado de bus (24, 27) por el dispositivo de control (3) , -reconocimiento de una interrupción de la unión con el dispositivo de control (3) por el al menos un abonado de bus (24, 27) ,

- control de al menos una salida (241, 242, 272) del al menos un abonado de bus (24, 27) por el al menos un abonado de bus (24, 27) en función de la parametrización y/o la programación al reconocer una interrupción de la unión con el dispositivo de control (3) , en donde el al menos un abonado de bus (21 a 29) que realiza procesos generadores de peligro es conmutado primeramente del funcionamiento normal a un estado de casi seguridad en el que es posible conservar también el control de procesos generadores de peligro.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se reconoce una interrupción debido a que el al menos un abonado de bus (24, 27) no recibe ninguna señal del dispositivo de control (3) durante un período de tiempo fijable (t1) .

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, después de un período de tiempo es fijable (t2) , la al menos una salida (241, 272) del al menos un abonado de bus (24, 27) conmuta a un estado seguro cuando no se restablece la unión con el dispositivo de control (3) dentro de este período de tiempo.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un abonado de bus (24, 27) provoca la conexión o desconexión de al menos un grupo constructivo (43, 62) del sistema de automatización (1) .

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un abonado de bus (27) presenta al menos una entrada (271) y el procedimiento comprende la evaluación de señales en la entrada por medio del al menos un abonado de bus (27) .

6. Sistema de automatización (1) que comprende al menos un sistema de bus (2) con abonados de bus (21 a 29) conectados al mismo, de los que al menos un abonado de bus (21 a 29) ejecuta procesos generadores de peligro, y al menos un dispositivo de control (3) conectado al sistema de bus (2) ,

el cual presenta al menos un abonado de bus (24, 27) configurado en forma parametrizable y/o programable por el dispositivo de control (3) , cuyo abonado de bus presenta medios para reconocer una interrupción de la unión con el dispositivo de control (3) y medios para controlar al menos una salida (241, 242, 272) en función de la parametrización y/o la programación al reconocer la interrupción, y el cual presenta medios para que, al reconocer una interrupción de la unión, el al menos un abonado de bus (21 a 29) que realiza procesos generadores de peligro sea conmutado primeramente del funcionamiento normal a un estado de casi seguridad en el que es posible conservar también el control de procesos generadores de peligro.

7. Sistema de automatización (1) según la reivindicación 6, en el que el al menos un abonado de bus (24, 27) comprende medios para vigilar el tiempo.

8. Sistema de automatización (1) según cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7 anteriores, en el que el al menos un abonado de bus (24, 27) comprende medios para conectar o desconectar al menos un grupo constructivo (43, 62) .

9. Sistema de automatización (1) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 anteriores, en el que el al menos un abonado de bus (27) presenta al menos una entrada (271) y medios para evaluar señales aplicadas a la entrada (271) .

10. Sistema de automatización (1) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 anteriores, en el que el sistema de bus (2) es un sistema en anillo.

11. Sistema de automatización (1) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10 anteriores, en el que el sistema de bus (2) es un sistema de bus INTERBUS.