Unidad de E/S y controlador industrial.

Una unidad (13, 14) de E/S para un controlador industrial, incluyendo la unidad (13,

14) de E/S un terminal (13c,14c) de conexión para conectar un dispositivo (5, 6) de E/S como un dispositivo de entrada y como un dispositivo desalida, e incluyendo, además, una unidad de control para recibir/enviar una señal de E/S en relación con eldispositivo (5, 6) de E/S; caracterizándose la unidad (13, 14) de E/S por comprender:

una unidad (13a, 14a) de almacenamiento para almacenar una pluralidad de algoritmos (20) de diagnóstico,correspondiéndose cada uno con un dispositivo (5, 6) de E/S distinto;

una unidad (21) de almacenamiento de la información de especificación para almacenar la información deespecificación para especificar los algoritmos (20) de diagnóstico a utilizar entre la pluralidad de algoritmos (20) dediagnóstico;

una unidad de diagnóstico para realizar un diagnóstico del dispositivo (5, 6) de E/S conectado al terminal (13c, 14c)de conexión utilizando el algoritmo (20) de diagnóstico especificado por la información de especificación almacenadaen la unidad (21) de almacenamiento de la información de especificación de la pluralidad de algoritmos (20) dediagnóstico; y

una unidad para ejecutar un proceso de anomalía cuando un resultado del diagnóstico de la unidad de diagnósticoes anómalo.

Unidad de E/S y controlador industrial Antecedentes de la invención Esta solicitud se basa en las Solicitudes de Patente Japonesas números 2009-059324 y 2010-009338 presentadas a la Oficina de Patentes de Japón el 12 de marzo de 2009 y el 19 de enero de 2010, respectivamente.

Campo de la técnica La presente invención está relacionada con una unidad de E/S y un controlador industrial y, en particular, con una función de diagnóstico de un dispositivo de E/S conectado a la unidad de E/S.

Técnica asociada Un sistema de red en FA (Automatización de Plantas) dispone de uno o una pluralidad de PLC (Controlador de Lógica Programable) responsable del control de un dispositivo de entrada y un dispositivo de salida de un robot industrial y otros medios de producción dispuestos en el interior de una planta de producción, y un dispositivo cuyo funcionamiento es controlado por el PLC, conectado a una red de un sistema de control. El PLC y el dispositivo se comunican a través de la red del sistema de control para transmitir y recibir datos de ENTRADA y datos de SALIDA (denominados de aquí en adelante en la presente solicitud como datos de E/S) , y controlar los medios de producción.

Más específicamente, el control en la unidad de la CPU del PLC introduce una señal de CONEXIÓN o una señal de DESCONEXIÓN del dispositivo de entrada, mediante un programa de usuario lleva a cabo las operaciones lógicas en función de la información de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN introducida y envía el resultado de la operación al dispositivo de salida. Dicho resultado se transforma en una orden de operación para el dispositivo de salida con el fin de operar el dispositivo de salida, controlándose de este modo los medios de producción.

Existe una demanda para la realización del diagnóstico en el momento apropiado en el dispositivo de E/S como, por ejemplo, el dispositivo de entrada y el dispositivo de salida. Dicho diagnóstico incluye, en general, la conexión de un dispositivo de monitorización al PLC y monitorizar la memoria E/S del PLC almacenando los datos de E/S del dispositivo de E/S para confirmar el estado del dispositivo de E/S y determinar si el dispositivo de E/S está funcionando correctamente.

Se conoce un sistema de diagnóstico divulgado en la Publicación de la Patente Japonesa sin Examinar número 2005-243008 para realizar el diagnóstico en la parte de entrada del dispositivo y en la parte de salida del dispositivo. Dicho sistema de diagnóstico crea un algoritmo de diagnóstico adaptado al dispositivo de entrada y al dispositivo de salida, que se convierten en el objetivo, utilizando un dispositivo utilizado como herramienta de configuración, y descarga y configura el algoritmo de diagnóstico creado en el dispositivo de entrada y en el dispositivo de salida. En el momento del funcionamiento real, el dispositivo de entrada y similares ejecutan el algoritmo de diagnóstico para determinar la presencia de anomalías, y circunstancias similares, y envía el resultado del diagnóstico a través de la red. El algoritmo de diagnóstico incluye un programa de aplicación de diagnóstico, y los parámetros utilizados cuando se ejecuta el programa de aplicación. El diagnóstico realizado en esta solicitud incluye la medición del tiempo desde el momento en el que se activa un sensor o el dispositivo de entrada hasta que el dispositivo de salida actúa, el tiempo de funcionamiento del dispositivo de salida, y similares, y la determinación de si el resultado de la medición se encuentra, o no, dentro de un rango de valores de referencia.

Recientemente se ha introducido un sistema a prueba de fallos (seguro) para el control mediante el PLC. Esto es, además del PLC y cada dispositivo por sí mismo, la red que conecta el PLC y el dispositivo también se configura para incorporar la función de seguridad. La función de seguridad garantiza la seguridad de un trabajador cuando se pulsa un botón de parada de emergencia o cuando un sensor de una cortina de luz o dispositivos similares detectan la entrada de una persona (parte del cuerpo) , y se duplican la CPU y otras unidades de proceso, de modo que el sistema a prueba de fallos funciona incluso cuando se produce un fallo en una unidad de control asociada con la seguridad y el sistema pasa al modo de seguridad para parar el funcionamiento.

Este tipo de sistema de control de seguridad incluye un controlador de seguridad que cumple con el estándar de seguridad, un terminal remoto de seguridad, y un dispositivo de E/S, y se utiliza con una máquina de corte, una máquina de desconexión, un equipo robotizado de fabricación, y equipos similares. El controlador de seguridad incorpora una función de autodiagnóstico en términos de seguridad además de la función de operación lógica similar al controlador programable general (PLC) y la función de control de entrada/salida para asegurar una alta seguridad y fiabilidad del control. El controlador de seguridad tiene una función (función a prueba de fallos) para forzar la realización de un control de seguridad de modo que su control no dé lugar a ningún peligro cuando el resultado del autodiagnóstico detecte algún funcionamiento anómalo. El terminal remoto de seguridad también tiene una función de autodiagnóstico, y tiene una función a prueba de fallos para realizar un control de modo que su control no dé

lugar a ningún peligro cuando el resultado del autodiagnóstico detecte algún funcionamiento anómalo. De este modo, el sistema de control de seguridad previene que el funcionamiento de un equipo robotizado de fabricación y equipos similares den lugar a ningún peligro.

Tal como se utiliza en la presente solicitud, seguridad tiene más específicamente un significado que incluye un estándar de seguridad normalizado. El estándar de seguridad incluye, por ejemplo, el estándar 61508 del IEC y el estándar EN. En el 61508 del IEC (Comisión Electrotécnica internacional asociada a la seguridad de funcionamiento de un sistema electrónico programable) , se define una probabilidad de de fallo peligroso por unidad de tiempo (Probabilidad de Fallo por Hora) y, en función de dicha probabilidad, un nivel SIL (Nivel de Integridad de Seguridad) clasifica dicho sistema en cuatro niveles. En el estándar EN, es obligatorio tanto evaluar la magnitud del riesgo de la máquina como llevar a cabo contramedidas para reducir el riesgo, y en el ISO 13849-1 se definen cinco categorías de seguridad. El controlador de seguridad, el sistema de control de seguridad, y similares, tal y como se denominan en la presente solicitud, corresponden a dicho estándar de seguridad. El sistema de control de seguridad se denomina, algunas veces, como “sistema de control de seguridad” y el controlador de seguridad se denomina, algunas veces, como “controlador de seguridad” o “dispositivo de control de seguridad”.

Si el controlador de seguridad es de tipo componente, cada unidad se conecta a un bus interno común para comunicarse a través del bus con la unidad de la CPU responsable del control del controlador de seguridad en su conjunto, y para intercambiar datos. La unidad de E/S acoplada también incluye un terminal de conexión, donde el dispositivo de entrada para la aplicación de seguridad o el dispositivo de salida para la aplicación de seguridad se conecta al terminal de conexión. El controlador de seguridad introduce la señal de entrada del dispositivo de entrada recibida desde el terminal remoto de seguridad a través de la comunicación de red, o la señal de entrada del dispositivo de entrada conectado a la unidad de E/S acoplada, y realiza la operación lógica en función de laCONEXIÓN/DESCONEXIÓN de la señal de entrada mediante un programa lógico almacenado previamente. En función del resultado de la operación, la señal de salida se envía al terminal remoto de seguridad y a la unidad de E/S. La unidad de E/S y unidades similares envían la señal de salida al dispositivo de salida. El conjunto de operaciones se ejecutan repetidamente de modo que el sistema completo, incluyendo el equipo robotizado de fabricación, puede ser controlado por el controlador de seguridad.

Con antelación, un programador crea el programa lógico, que se convierte en el núcleo del proceso de operación lógica en el controlador de seguridad o en la unidad de la CPU. La descripción de la programación en la creación del programa puede ser un diagrama de escalera, un diagrama de bloques de funciones, un diagrama de funciones secuenciales, texto estructurado, lista de instrucciones, y otros. El lenguaje de programación puede ser un lenguaje interpretado, lenguaje... [Seguir leyendo]

1. Una unidad (13, 14) de E/S para un controlador industrial, incluyendo la unidad (13, 14) de E/S un terminal (13c, 14c) de conexión para conectar un dispositivo (5, 6) de E/S como un dispositivo de entrada y como un dispositivo de salida, e incluyendo, además, una unidad de control para recibir/enviar una señal de E/S en relación con el dispositivo (5, 6) de E/S; caracterizándose la unidad (13, 14) de E/S por comprender:

una unidad (13a, 14a) de almacenamiento para almacenar una pluralidad de algoritmos (20) de diagnóstico, correspondiéndose cada uno con un dispositivo (5, 6) de E/S distinto;

una unidad (21) de almacenamiento de la información de especificación para almacenar la información de especificación para especificar los algoritmos (20) de diagnóstico a utilizar entre la pluralidad de algoritmos (20) de diagnóstico;

una unidad de diagnóstico para realizar un diagnóstico del dispositivo (5, 6) de E/S conectado al terminal (13c, 14c) de conexión utilizando el algoritmo (20) de diagnóstico especificado por la información de especificación almacenada en la unidad (21) de almacenamiento de la información de especificación de la pluralidad de algoritmos (20) de diagnóstico; y una unidad para ejecutar un proceso de anomalía cuando un resultado del diagnóstico de la unidad de diagnóstico es anómalo.

2. La unidad (13, 14) de E/S de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que:

la unidad (13, 14) de E/S incluye una pluralidad de terminales de conexión; y la unidad (21) de almacenamiento de la información de especificación se adapta para almacenar la información de especificación que se establece para cada uno de los terminales de conexión.

3. Un controlador industrial que comprende la unidad (13, 14) de E/S de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, y una unidad (12) de CPU, caracterizada por que:

la unidad (12) de CPU tiene una función de almacenamiento y mantenimiento de la información de especificación, y de asignar la información de especificación almacenada y mantenida a la unidad (13, 14) de E/S.

4. El controlador industrial de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que:

la unidad (12) de la CPU tiene una función de almacenamiento y mantenimiento de la información de conexión de la unidad de E/S para especificar la información de identificación y una posición de colocación de la unidad (13, 14) de E/S que se va a conectar; y la unidad (12) de la CPU tiene una función de referencia de la información de conexión de la unidad de E/S y transmisión de la información de especificación cuando se confirma como correcta una unidad (13, 14) de E/S al asignar la información de especificación a la unidad (13, 14) de E/S.

5. El controlador industrial de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado por que la unidad (12) de la CPU tiene una función de establecer que la unidad (13, 14) de E/S es operable cuando la información de especificación se transmite normalmente a la unidad (13, 14) de E/S.

6. El controlador industrial de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por que la unidad (13, 14) de E/S tiene una función para determinar si, desde la unidad (12) de la CPU, se recibe normalmente o no la información de especificación, y para desactivar el funcionamiento de la unidad de control cuando no se recibe normalmente la información de especificación.

7. El controlador industrial de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque la unidad

(12) de la CPU tiene una función de inicio de la configuración de la unidad (13, 14) de E/S mediante una puesta en marcha, pulsando un interruptor, o mediante la recepción de una orden de ejecución desde un dispositivo utilizado como herramienta de configuración conectado a la unidad (12) de la CPU que actúa como activador.