CN104035390A

CN104035390A - 包括紧急停止系统的工业自动化系统

Info

Publication number: CN104035390A
Application number: CN201410042306.3A
Authority: CN
Inventors: 加里·多森
Original assignee: Rockwell Automation Technologies Inc
Current assignee: Rockwell Automation Technologies Inc
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2014-09-10
Also published as: EP3731249A1; US20140211358A1; EP2763151B1; EP2763151A1; US9349546B2

Abstract

本发明提供了包括紧急停止系统的工业自动化系统。根据本发明的工业自动化系统包括被配置成中断去往工业控制系统的至少一部分的电力的紧急停止系统。工业自动化系统还包括与紧急停止系统相关联的用户可感知指示器，用户可感知指示器在使用中向用户提供对紧急停止系统的能工作状态的指示。

Description

包括紧急停止系统的工业自动化系统

技术领域

本发明一般地涉及一种用于控制工业自动化系统内的装置的系统。更具体地，本发明的实施例涉及被用在工业自动化系统中的紧急停止系统。

背景技术

已知用于使工业过程自动化的工业自动化系统。例如，工业自动化系统已被用于材料处理、机器人技术、机场行李处理、水和废水处理、水泥生产、半导体制造、电力、娱乐、食品加工、采矿、饮料和包装操作、滑雪缆车操作、林产品加工、生命科学、物流流程、纤维和纺织品加工、金属成型、汽车、石油和化学加工、塑料加工、自动化运输、卫生保健、农业、邮政和航运及其它制造过程，上面仅举数例。

相应地，工业自动化系统可以包括常常通过一个或多个网络互连的部件，比如控制器、自动化装置、致动器和传感器。另外，工业自动化系统中的这些部件中的至少一些部件的某些操作可以由紧急停止（E-Stop）系统立即终止。紧急停止系统可以包括连接到紧急停止网络并且被定位成使得操作者可以在需要时容易地访问的一个或多个紧急停止按钮。紧急停止系统可以被配置成当紧急停止按钮被起动/激活时立即终止工业自动化系统中的部件的工作。因为在紧急停止系统中可以存在多于一个的紧急停止按钮，所以为了帮助标识哪个紧急停止按钮已被起动，紧急停止按钮可以被配置成发出绿光以指示他已被起动/激活。

另外，在一些紧急停止系统中，比如通过拔去拴系件、移除或切割绳索或移出网络节点的工作范围，可以将紧急停止按钮或其上设置有按钮的装置从工业自动化系统移除。当这样的连通被中断时，该装置及相关联的紧急停止按钮的紧急停止功能可能不再工作，尽管常规系统可能不向操作者警告此事实。相应地，可能有益的是将紧急停止系统配置成指示紧急停止按钮何时工作（即，如果被起动/激活则能够立即终止工业自动化系统中的部件的工作）。

发明内容

下面对与原始要求保护的发明的范围相当的某些实施例进行概述。这些实施例并非意在限制要求保护的发明的范围，而是这些实施例仅意在提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可以包含可能与下面阐述的实施例类似或不同的各种形式。

根据第一方面，本发明提供了一种工业自动化系统，其包括被配置成中断去往工业控制系统的至少一部分的电力的紧急停止系统。该工业控制系统还包括与紧急停止系统相关联的用户可感知指示器，用户可感知指示器在使用中向用户提供对紧急停止系统的能工作状态的指示。

另外，本发明阐述了一种工业自动化紧急停止系统，其包括耦接到紧急停止按钮的紧急停止电路，其中，紧急停止电路被配置成当紧急停止电路能工作并且紧急停止按钮被起动时中断去往自动化装置、传感器、自动化控制器或它们的任意组合的电力。紧急停止电路包括被配置成确定紧急停止按钮是否处于能工作状态的状态检测逻辑。

进一步地，本发明陈述了一种工业自动化系统，其包括第一工作区和紧急停止系统，紧急停止系统被配置成当它在第一工作区内时能通信地耦接到第一工作区。紧急停止系统被配置成当它能通信地耦接到第一工作区时中断去往第一工作区的至少一部分的电力。工业自动化系统还包括与紧急停止系统相关联的用户可感知指示器，用户可感知指示器在使用中向用户提供对紧急停止系统的能工作状态的指示。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些以及其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中相同的附图标记表示相同部件，在附图中：

图1是根据实施例的工业自动化系统内的紧急停止（E-Stop）系统的框图；

图2是具有状态指示器的紧急停止（E-Stop）按钮的立体图；

图3是具有状态指示器的紧急停止（E-Stop）按钮的可替选实施例的立体图；

图4是控制用户可感知指示器的紧急停止（E-Stop）电路的框图；

图5是示出耦接到服务器的紧急停止（E-Stop）按钮的实施例；

图6是示出耦接到连接盒的紧急停止（E-Stop）按钮的实施例；以及

图7是示出无线地耦接到插接站的紧急停止（E-Stop）按钮的实施例。

具体实施方式

下面将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简洁描述，可能未在说明书中描述实际实现的全部特征。应当理解，在任何这样的实际实现的开发中，如在任何工程和设计项目中，必须做出大量特定于实现的决定来实现开发者的特定目的，例如遵循可能会根据不同实现而变化的系统相关以及业务相关的约束。此外，应当理解，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，然而对于享有本发明的益处的本领域技术人员，这将是设计、制造和生产的例行工作。

本发明一般地涉及被设置在工业自动化系统中的紧急停止系统，紧急停止系统可以被配置成立即停止工业自动化系统中的部件（比如控制器、装置和传感器）的工作。在一些实施例中，紧急停止系统可以包括紧急停止按钮，紧急停止按钮被配置成当被起动时立即断开去往工业自动化系统中的部件的电力。然而，紧急停止按钮（或者其上安装有该按钮自身的装置）可以从紧急停止系统和工业控制系统分离或断开。当被分离时，紧急停止按钮可能会给予操作者它仍然起作用并且能够立即终止工业控制系统中的装置的工作的错误印象。

相应地，一个所公开的实施例提供了一种工业自动化系统，该工业自动化系统包括被配置成中断去往工业控制系统的至少一部分的电力的紧急停止系统。该工业自动化系统还可以包括与紧急停止系统相关联的用户可感知指示器，用户可感知指示器在使用中向用户提供对紧急停止系统的能工作状态的指示。换言之，用户可感知指示器比如灯可以向用户或操作者指示紧急停止按钮是否连接到工业控制系统以及是否能够立即终止工业控制系统中的部件的工作。

作为介绍，图1示出了工业自动化系统11内的紧急停止（E-Stop）系统10。工业自动化系统11可以使诸如制造过程、材料处理过程、运输过程等的过程12自动化。相应地，过程12可以包括可以在工业自动化系统11内工作的任何类型的机器或自动化装置14，比如致动器、电动机、驱动系统等。一般而言，自动化装置14可以由自动化控制器16操作或控制。另外，自动化控制器16可以从传感器和输入装置18（比如按钮、存在和接近度传感器、温度传感器等）接收各种类型的信息。相应地，自动化控制器16可以包括处理器部件、存储器部件和通信部件，使得它可以通过经由通信网络20向自动化装置14发送控制信号以及从输入装置和传感器18接收输入和数据来操作自动化装置14。

如上所述，紧急停止系统10可以被配置成立即停止工业控制系统11中的部件中的某些部件（或它们的功能中的至少一些功能）（比如自动化控制器16、自动化装置14或传感器18）的工作。相应地，紧急停止系统10可以包括一个或多个紧急停止按钮22（或者其上设置有这样的按钮的装置），紧急停止按钮22被配置成使得用户或操作者能够通过起动/激活（例如，按下）紧急停止按钮22来指示对停止部件工作的期望。紧急停止系统10然后可以通过中断去往部件的电力来立即终止部件的工作。相应地，如所示出的，紧急停止按钮22经由紧急停止网络24耦接到包括诸如自动化控制器16、自动化装置14或传感器18的部件的第一工作区25。

另外，紧急停止系统10或紧急停止按钮22可以无意或有意地从第一工作区25断开。例如，当紧急停止系统10或紧急停止按钮22被拴系到第一工作区25时，紧急停止系统10或紧急停止按钮22可以当拴系件被移除或切割时断开。另一方面，紧急停止系统10或紧急停止按钮22可以有意地断开并且连接到第二工作区25。应当理解，当紧急停止系统10或紧急停止按钮连接到第二工作区25’时，可以与第二工作区25’发生握手过程。一旦紧急停止按钮22连接到第二工作区25’，紧急停止按钮22就可以被配置成使得用户或操作者能够通过起动紧急停止按钮22来指示对停止第二工作区25’中的部件的工作的期望。第二工作区25’可以包括诸如自动化控制器16’、自动化装置14’和传感器18’的部件。

如所描述的，紧急停止按钮22可以服从全球管理标准比如国际电工委员会标准（IEC）60204-1。IEC 60204-1涉及电气设备以及禁用这样的设备。包括在IEC 60204-1中的是管理紧急停止按钮22的标准。具体地，该标准的第10节规定了紧急停止按钮22应当被着色为红色并且围绕紧急停止按钮22的背景应当被着色为黄色。另外，第10节规定了紧急停止按钮的红色不应当依赖于光的照亮。相应地，本技术满足IEC 60204-1中陈述的标准，还提供了被设计成向操作者通知紧急停止按钮或者其上设置有按钮的装置工作（即，按下按钮将对执行期望中断有效）的创新解决方案。

图2示出了具有用户可感知指示器的紧急停止按钮22的实施例。紧急停止按钮22可以包括本体26和背景28。另外，用户可感知指示器可以被配置成向用户提供对紧急停止系统10的能工作状态的指示。在一些实施例中，用户可感知指示器可以是每当紧急停止系统能工作并且能够中断去往工业控制系统11的至少一部分的电力时接通的灯。该灯可以来自于光源30A，如灯泡（例如LED或其它）。

如所示出的，光源30A可以被设置在紧急停止按钮22中。在一个实施例中，光源30A可以被嵌入在紧急停止按钮22的本体26中。本体26可以是大体上半透明的以使得来自光源30A的光能够透射。因此，紧急停止按钮可以被配置为第一颜色并且当光源30A被点亮时改变为第二颜色。如上所述，本技术满足IEC 60204-1标准。相应地，第一颜色可以是暗红色，其在光源30A被点亮时改变为浅红色。可替选地，紧急停止按钮可以是灰色的并且在光源30A被点亮时改变为红色的。在另一实施例中，光源30A可以被设置在大体上不透明的本体26的凹部中。相应地，本体26可以是不透明的红色的。

图3示出了具有用户可感知指示器的紧急停止按钮22的可替选实施例。如所示出的，光源30B可以被设置成与紧急停止按钮22相邻。例如，光源30B可以形成围绕紧急停止本体26的环。如上所述，本技术满足IEC60204-1标准。相应地，紧急停止本体26可以是红色的并且光源30B可以发出例如黄色。

图4示出了控制用户可感知指示器的紧急停止电路32中的逻辑。紧急停止电路32可以包括在紧急停止系统10中并且可以被配置成中断去往工业控制系统11的部件的电力。相应地，紧急停止电路32可以包括状态检测逻辑引擎34、灯/指示器电源36和系统开关38。

状态检测逻辑引擎34可以能通信地耦接到紧急停止按钮22并且可以被配置成确定紧急停止按钮22是否处于能工作状态。换言之，状态检测逻辑引擎34可以确定当紧急停止按钮22被起动时去往工业控制系统11的部件的电力是否将被中断。相应地，状态检测逻辑引擎34可以包括处理器部件和存储器部件。可能使得紧急停止按钮22不能工作的条件包括断开的紧急停止按钮22、断开的紧急停止系统10或者出故障的紧急停止系统10。例如，状态检测逻辑引擎34可以与紧急停止按钮22和工业控制系统11通信以确定紧急停止按钮22是否连接到工业控制系统11并且正确地起作用。

另外，如上所述，紧急停止系统10或紧急停止按钮22可以被断开并且重新连接到各个工作区（即25和25’）。相应地，状态检测逻辑引擎34也可以被配置成处理握手过程。例如，当紧急停止系统10连接到工作区（例如25或25’）时，状态检测逻辑引擎可以确定紧急停止系统10是否具有控制该工作区的权限。这可以包括提示操作者是否要将紧急停止系统10连接到该工作区。

当状态确定逻辑引擎34确定了紧急停止按钮22能工作时，状态检测逻辑引擎34可以被配置成通过用户可感知指示器来向用户指示紧急停止按钮22的能工作状态。如上所述，用户可感知指示器可以是光源（例如30A和30B）。相应地，状态确定逻辑引擎34可以提供来自灯/指示器电源36的电力以点亮光源（例如30A和30B）。例如，当紧急停止按钮22连接到工业控制系统11时，状态确定逻辑引擎34向光源（例如30A和30B）供应电力，其点亮灯并且指示紧急停止按钮22能工作。

如上所述，当紧急停止按钮22能工作并且被起动时，去往工业控制系统11的至少一部分的电力被中断。具体地，系统开关38可以耦接到状态检测逻辑引擎34以确定何时要中断电力。例如，当紧急停止按钮22能工作并且被起动时，紧急停止按钮22向状态检测逻辑引擎34传达电力应当被中断。然后，状态检测逻辑34向系统开关38传达要切断去往工业控制系统11中的部件（比如自动化装置14、传感器18、自动化控制器16或它们的任意组合）的电力。在一些实施例中，系统开关38可以使电力从部件绕开。相应地，系统开关38可以通过紧急停止网络24连接到工业控制系统11中的部件。

当状态确定逻辑引擎34确定了紧急停止按钮22不能工作时，光源（例如30A和30B）不应当被点亮。相应地，如果紧急停止按钮22被起动，则去往工业控制系统11中的部件的电力不应当被中断。

图5至图7示出了耦接到工业控制系统11的紧急停止按钮22的各种实施例。每个实施例可以示出可使得紧急停止按钮22变得不能工作的情况。例如，图5示出了第一拴系式配置40。第一拴系式配置40包括服务器42、终端44A以及将服务器42和终端44A耦接的线缆46。另外，终端44A可以包括具有用户可感知指示器的紧急停止按钮22，比如图2中所示的紧急停止按钮22。

在第一拴系式配置40中，终端44A可以被配置为“瘦”终端。换言之，服务器42可以被配置成执行大部分操作；而终端44A可以被配置成简单显示信息。因此，服务器42可以包括紧急停止电路32，而终端44A容纳紧急停止按钮22。相应地，当终端44A从服务器42断开时，用户可感知指示器比如光源30A可以指示紧急停止按钮22不可工作，因为紧急停止按钮22从紧急停止系统10的其余部分断开。并且假设当包括紧急停止按钮22的终端44A连接到服务器42时紧急停止系统10以其它方式正确地起作用，则用户可感知指示器可以通过点亮光源30A来指示紧急停止按钮22可工作。

图6示出了第二拴系式配置48。第二拴系式配置48包括包含以太网开关52的连接盒50、终端44B以及将终端44B耦接到以太网开关52的以太网线缆54。类似于第一拴系式配置40中的终端44A，终端44B可以包括具有用户可感知指示器的紧急停止按钮22，比如图2中所示的紧急停止按钮22。

在第二拴系式配置48中，终端44B可以被配置为“胖”终端。换言之，终端44B可以被配置成执行大部分操作；而连接盒50被配置成将终端44B通过以太网开关52连接到工业控制系统11。因此，终端44B可以包括紧急停止系统10。相应地，当终端44B从以太网开关52断开时，用户可感知指示器比如光源30A可以指示紧急停止按钮22不可工作，因为紧急停止系统10从工业控制系统11断开。并且再次假设当终端44B连接到以太网开关52时紧急停止系统10以其它方式正确地起作用，则用户可感知指示器应当通过点亮光源30A来指示紧急停止按钮22可工作。

如上所述，在两种拴系式配置（即40和48）中，终端（即44A和44B）可以被有意地或无意地从工业控制系统11断开。例如，当线缆（即46或54）被移除或切断时，终端（即44A和44B）可能被无意地断开。另外，终端（即44A和44B）可以被有意地移除以停止紧急停止按钮22的工作。另外，终端（即，44A和44B）也可以被断开并且在各个工作区（例如25和25’）之间移动。

图7示出了无线配置56。无线配置56包括插接站58和终端44C。插接站58和终端44C可以被配置成比如以电气和电子工程师协会（IEEE）802.11中陈述的协议之一进行无线通信。相应地，两者都可以包括无线适配器60。类似于终端44A和44B，终端44C可以包括具有用户可感知指示器的紧急停止按钮22，比如图2中所示的紧急停止按钮22。

在无线配置56中，终端44C可以是“瘦”或“胖”终端。换言之，终端44C可以被配置成容纳紧急停止按钮22、整个紧急停止系统10或它们之间的任意组合。类似于上述实施例，用户可感知指示器可以指示紧急停止按钮22何时可工作。然而，因为终端44C是无线的而不再是拴系式的，所以其它条件可能构成紧急停止按钮22是否可工作的因素。例如，终端44C可能在插接站58的无线范围之外，这可能抑制终端44C与工业控制系统11通信的能力。相应地，紧急停止按钮22应当不可工作并且用户可感知指示器、光源30A应当同样地指示。

可替选地，虽然终端44C不在无线范围之外，但是它可以有意地在控制的工作区之外。换言之，图1中示出的工作区（即25和25’）可以表示其中期望紧急停止按钮22可工作的区域。当终端44C离开工作区（即25和25’）时，可能不期望终端44C上的紧急停止按钮22仍然工作，因为紧急停止按钮22不再在部件（例如自动化装置14、传感器18或自动化控制器16）的附近。另外，握手过程应当在终端44C进入工作区（即25和25’）之一时发生，以确保操作者意图连接紧急停止按钮22。例如，紧急停止系统10可以在终端44C显示器上向操作者提示操作者是否希望终端44C连接到工作区（即，25和25’）。其它条件可以包括无线信号的阻碍、去往终端44C的电力的损失、无线信号中的干扰等。

本文所描述的技术可以提高工业控制系统11内的紧急停止系统10的可靠性。特别地，本文的技术可以通过使用用户可感知指示器比如光源（例如30A和30B）指示紧急停止按钮22是否工作来提高紧急停止系统10的可靠性。通过使用用户可感知指示器，可以通知用户是要使用紧急停止按钮22还是寻找另一方法来停止工业控制系统11中的部件（比如自动化装置14、传感器18或自动化控制器16）的工作。

尽管本文中已经示出并描述了本发明的仅一些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和变化。因此，应理解，所附权利要求意图覆盖全部这样的修改和变化，使其在本发明的真正精神范围之内。

发明构思

1．一种工业自动化系统，包括：

紧急停止系统，所述紧急停止系统被配置成中断去往工业控制系统的至少一部分的电力；以及

与所述紧急停止系统相关联的用户可感知指示器，所述用户可感知指示器在使用中向用户提供对所述紧急停止系统的能工作状态的指示。

2．根据发明构思1所述的系统，其中，所述用户可感知指示器包括被点亮以指示所述紧急停止系统的所述能工作状态的灯。

3．根据发明构思2所述的系统，其中，所述紧急停止系统包括按钮，并且所述灯包括被设置在紧急停止按钮内的光源。

4．根据发明构思3所述的系统，其中，所述紧急停止按钮具有第一颜色，并且当所述光源被点亮时，所述光源使得所述紧急停止按钮将颜色改变为第二颜色。

5．根据发明构思4所述的系统，其中，所述第二颜色是红色。

6．根据发明构思3所述的系统，其中，所述紧急停止按钮包括大体上半透明的部分，并且所述光源透射过所述大体上半透明的部分以指示所述紧急停止系统的所述能工作状态。

7．根据发明构思3所述的系统，其中，所述紧急停止按钮包括大体上不透明的有色本体，并且所述光源被设置在所述本体中的凹部中以便对所述用户可见。

8．根据发明构思7所述的系统，其中，所述紧急停止按钮和所述光源是红色的。

9．根据发明构思2所述的系统，其中，所述紧急停止系统包括按钮，并且所述灯包括被设置成与所述紧急停止按钮相邻的一个或多个光源。

10．根据发明构思9所述的系统，其中，所述一个或多个光源被点亮以指示所述紧急停止系统的所述能工作状态。

11．根据发明构思10所述的系统，其中，所述一个或多个光源形成围绕所述紧急停止按钮的圆圈。

12．根据发明构思9所述的系统，其中，所述按钮是红色的。

13．一种工业自动化紧急停止系统，包括：

耦接到紧急停止按钮的紧急停止电路，其中，所述紧急停止电路被配置成当所述紧急停止电路能工作并且所述紧急停止按钮被起动时中断去往自动化装置、传感器、自动化控制器或它们的任意组合的电力；

其中，所述紧急停止电路包括被配置成确定所述紧急停止按钮是否处于能工作状态的状态检测逻辑。

14．根据发明构思13所述的系统，其中，当所述状态检测逻辑确定了所述紧急停止按钮处于所述能工作状态时，灯由光源点亮。

15．根据发明构思14所述的系统，其中，所述紧急停止按钮具有第一颜色，并且当所述光源被点亮时，所述光源使得所述紧急停止按钮将颜色改变为第二颜色。

16．根据发明构思14所述的系统，其中，所述紧急停止按钮包括大体上不透明的有色本体，并且所述光源被设置在所述本体中的凹部中以便对所述用户可见。

17．一种工业自动化系统，包括：

第一工作区；以及

紧急停止系统，所述紧急停止系统被配置成当它在所述第一工作区内时能通信地耦接到所述第一工作区，其中，所述紧急停止系统被配置成当它能通信地耦接到所述第一工作区时中断去往所述第一工作区的至少一部分的电力；以及

18．根据发明构思17所述的系统，其中，所述紧急停止系统通过所述第一工作区和所述紧急停止系统之间的握手过程来无线地耦接到所述第一工作区。

19．根据发明构思17所述的系统，包括第二工作区，其中，所述紧急停止系统被配置成当它在所述第一工作区外时从所述第一工作区断开、而当它在所述第二工作区内时连接到所述第二工作区。

20．根据发明构思17所述的系统，其中，所述紧急停止系统包括紧急停止按钮，当所述紧急停止系统能通信地耦接到所述第一工作区或所述第二工作区时，所述紧急停止按钮具有第一颜色，而当所述紧急停止系统没有能通信地耦接到所述第一工作区或所述第二工作区时，所述紧急停止按钮具有第二颜色。

Claims

1.一种工业自动化系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述用户可感知指示器包括被点亮以指示所述紧急停止系统的所述能工作状态的灯。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述紧急停止系统包括按钮，并且所述灯包括被设置在紧急停止按钮内的光源。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述紧急停止按钮具有第一颜色，并且当所述光源被点亮时，所述光源使得所述紧急停止按钮将颜色改变为第二颜色。

5.一种工业自动化紧急停止系统，包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其中，当所述状态检测逻辑确定了所述紧急停止按钮处于所述能工作状态时，灯由光源点亮。

7.一种工业自动化系统，包括：

第一工作区；以及

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述紧急停止系统通过所述第一工作区和所述紧急停止系统之间的握手过程来无线地耦接到所述第一工作区。

9.根据权利要求7所述的系统，包括第二工作区，其中，所述紧急停止系统被配置成当它在所述第一工作区外时从所述第一工作区断开、而当它在所述第二工作区内时连接到所述第二工作区。

10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述紧急停止系统包括紧急停止按钮，当所述紧急停止系统能通信地耦接到所述第一工作区或所述第二工作区时，所述紧急停止按钮具有第一颜色，而当所述紧急停止系统没有能通信地耦接到所述第一工作区或所述第二工作区时，所述紧急停止按钮具有第二颜色。