CN107371364A - 协调安全联锁系统和方法 - Google Patents

Abstract

因此，公开了对安全联锁进行协调的协调安全联锁系统和方法的示例性实施方式。在示例性实施方式中，公开了一种用于提供多个机器之间的协调安全联锁的系统。该系统通常包括多个机器控制单元，其各自被配置为控制所述多个机器中的至少一个。该系统还包括至少一个操作者控制单元，其被配置为限定包括所述多个机器控制单元的子集的动态集群。所述至少一个操作者控制单元被配置为控制动态集群中的各个机器控制单元之间的安全联锁。该系统可用于提供诸如起重机桥架和起重机吊车等的多个元件和/或机器之间的协调安全联锁。

Description

协调安全联锁系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年3月25日提交的美国临时申请No.62/138,045的权益和优先权。上述申请的完整公开通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及对安全联锁进行协调的协调安全联锁系统和方法。

背景技术

此部分提供与本公开有关的背景信息，其未必是现有技术。

机器(例如，起重机吊车、桥架等)可能需要多个元件之间的安全联锁，以使得如果一个元件停止，则其它元件也停止。例如，可在一起操作的两个起重机之间承载负载，以将大的物体从一点移至另一点。负载可悬吊在每一个起重机上的吊车下面，同时两个起重机桥架承载吊车单元。当起重机桥架移动时，如果一个桥架停止，则另一桥架也应该停止以避免掉落负载。

发明内容

此部分提供本公开的一般概述，并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

根据各个方面，公开了对安全联锁进行协调的协调安全联锁系统和方法的示例性实施方式。在示例性实施方式中，公开了一种用于提供多个机器之间的协调安全联锁的系统。该系统通常包括多个机器控制单元，其各自被配置为控制多个机器中的至少一个。该系统还包括至少一个操作者控制单元，其被配置为限定包括所述多个机器控制单元的子集的动态集群。所述至少一个操作者控制单元被配置为控制动态集群中的各个机器控制单元之间的安全联锁。

该系统可用于提供诸如起重机桥架和起重机吊车等的多个元件和/或机器之间的协调安全联锁。例如，该系统可用于针对多个起重机桥架以及各自连接至对应一个起重机桥架的多个起重机吊车提供协调安全联锁。在此示例中，所述多个机器控制单元中的每一个可连接至、被配置为控制和/或对应于对应一个起重机桥架或对应一个起重机吊车。

协调安全联锁系统的示例性实施方式通常包括多个起重机桥架和多个起重机吊车。各个起重机吊车连接至对应一个起重机桥架。该系统还包括多个机器控制单元。各个机器控制单元连接至对应一个起重机桥架或对应一个起重机吊车，并且被配置为控制对应起重机桥架或对应起重机吊车。该系统还包括至少一个操作者控制单元，其被配置为限定包括所述多个机器控制单元的子集的动态集群，并且控制动态集群中的各个机器控制单元之间的安全联锁。

在另一示例性实施方式中，公开了一种协调系统中的安全联锁的方法。该方法通常包括在至少一个操作者控制单元处通过选择多个机器控制单元的子集来限定机器控制单元的动态集群。该方法还包括在所述至少一个操作者控制单元处从动态集群中的各个机器控制单元接收操作状态。该方法还包括从所述至少一个操作者控制单元向动态集群中的各个机器控制单元发送安全联锁控制消息以控制机器控制单元之间的安全联锁。安全联锁控制消息包括动态集群中的各个机器控制单元的操作状态。

该方法可用于协调诸如起重机桥架和起重机吊车等的多个元件和/或机器之间的安全联锁。例如，系统可包括多个起重机桥架以及各自连接至对应一个起重机桥架的多个起重机吊车。在此示例中，所述多个机器控制单元中的每一个可连接至、被配置为控制和/或对应于对应一个起重机桥架或对应一个起重机吊车。

根据本文的描述，其它适用范围将变得显而易见。本发明内容的描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文所描述的附图仅用于例示所选择的实施方式，而非所有可能的实现方式，并且不旨在限制本公开的范围。

图1是根据本公开的一些方面的示例协调安全联锁系统的框图；

图2是另一示例协调安全联锁系统的框图和数据流；并且

图3和图4是协调安全联锁系统的示例传输消息协议的框图。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述示例实施方式。

发明人已认识到，机器(例如，起重机吊车、起重机桥架等)可能需要多个元件之间的安全联锁，以使得如果一个元件停止，则其它元件也停止。例如，可在一起操作的两个起重机之间承载负载，以将大的物体从一点移至另一点。负载可悬吊在每一个起重机上的吊车下面，同时两个起重机桥架承载吊车单元。当起重机桥架移动时，如果一个桥架停止，则另一桥架也应该停止以避免掉落负载。

发明人还认识到，该安全联锁可通过增加提供机器联锁的附加设备来实现。可能的是该联锁存在于设备相对静止的远程控制系统中，例如由各自具有吊车单元的两个起重机组成的起重机架(crane bay)。可存在两个操作者控制单元(OCU)，一个OCU与每一个起重机关联。当两个起重机串联操作时，一个OCU可控制两个起重机，并且将通过彼此通信的两个机器控制单元(MCU)实现联锁。机器控制单元可以是远程控制系统的一部分，可附接至机器(例如，起重机等)，可无线地链接至操作者控制单元，等等。

发明人还认识到，这可能没有考虑到动态集群，其中多个操作者控制单元中的一个(例如，许多操作者控制单元中的一个等)可控制多个(例如，大量等)机器控制单元中的数个(例如，若干等)。在这种情况下，协调项可为操作者控制单元。操作者控制单元可向特定机器控制单元请求并且从已经被请求加入操作者控制单元正在控制的集群的该特定机器控制单元接收消息。操作者控制单元可实现一个或更多个独特的能力以实现这一级别的控制。

根据本公开的一些方面，子寻址可用于安全地对具有远程控制的机器的动态集群进行分组和控制。例如，操作者控制单元可使用子寻址以通过选择机器控制单元的子集来限定机器控制单元的动态集群。动态集群的选择可利用子寻址来实现，其中主地址用于动态集群中的所有机器控制单元，不同的地址扩展用于唯一地标识动态集群中的各个单独的机器控制单元。

可使用扩展动态时域多址(ED-TDMA)方案以允许射频的有效共享，并且允许一个集群中的所有元件(例如，在许多集群内操作等)基本上被同时寻址。例如，ED-TDMA共享方案可将传输分离到多个时隙中以便于在操作者控制单元与动态集群中的机器控制单元之间在相同的射频上发送消息。ED-TDMA方案可包括用于OCU传输和MCU回复传输二者的扩展时隙。

OCU对集群的协调可使得允许来自许多MCU中的多个机器控制单元的动态(例如，可变等)组。例如，操作者控制单元可通过选择机器控制单元的第一子集来限定第一动态集群。然后，OCU可通过选择机器控制单元的不同子集来改变为第二动态集群。第二动态集群可包括与第一动态集群相同的一些机器控制单元，不包括与第一动态集群相同的MCU，包括与第一动态集群相同的所有MCU加上另外的MCU等。

来自机器控制单元的协调回应可允许MCU之间的安全关键功能的联锁。例如，操作者控制单元可从其集群中的各个机器控制单元接收安全状态信息。安全状态可指示在MCU的控制下的设备是否正在正确地移动、设备是否发生故障、MCU是否有给OCU的强通信信号、何种类型的机器在MCU的控制下等。然后，操作者控制单元可向集群中的所有机器控制单元发送消息以指示集群中的所有MCU的安全状态，以使得各个MCU可在已经发生安全故障的情况下确定是否停止。例如，如果操作者控制单元接收到集群中的一个机器控制单元发生故障(例如，停止移动等)的指示，则OCU可将该信息发送至集群中的所有其它机器控制单元，因此其它MCU可停止其移动。

操作者控制单元可安全地对各个机器控制单元寻址。一些示例实施方式可具有包括主地址(例如，24比特主地址等)和地址扩展(例如，在OCU的控制下的每个机器控制单元一个地址扩展等)的子寻址。在一些实施方式中，地址扩展可包括一个或更多个多比特字段，其中各个多比特字段对应于机器控制单元。在其它实施方式中，地址扩展可包括比特方式字段，其中各个比特(例如，单个比特等)对应于机器控制单元。多个ON比特可指示多个ON状态机器控制单元。各个机器控制单元可具有相同的主地址加上一个或更多个地址扩展。如果机器控制单元在来自操作者控制单元的传输中找到主地址匹配和地址扩展匹配，则该MCU在OCU的控制下。.

ED-TDMA方案可为射频(RF)方案，并且可在使用相对慢的数据速率的超高频(UHF)频带中操作，这可能使得难以以及时的方式更新针对机器控制单元的命令功能并且安全地联锁机器安全联锁。

本公开的一些实施方式可限定扩展时隙。例如，扩展时隙可包括不止一个时隙(例如，两个时隙、三个时隙、四个时隙等)以容纳操作者控制单元传输以及一个或更多个MCU回复传输(例如，一个MCU回复传输、两个MCU回复传输、三个MCU回复传输等)。在其它实施方式中，OCU传输可占据更多或更少的时隙，MCU回复传输可占据更多或更少的时隙，OCU传输和MCU回复传输可仅占据时隙的一部分等。

操作者控制单元可使用后台扫描(background scanning)来识别限定的电报帧中的空闲时隙。例如，OCU可扫描电报帧以检测未用于控制信号传输的时隙。该扫描可发生在OCU的后台操作期间，因此不会干扰正常OCU操作。然后，操作者控制单元可在所识别的空闲时隙内操作。例如，操作者控制单元可向占据先前识别的空闲时隙的机器控制单元发送传输和/或从其接收传输。

操作者控制单元可通过实现回应(talkback)请求控制字段来控制机器控制单元所使用的回应时隙的数量。例如，操作者控制单元可限制机器控制单元可用来向OCU发送回复传输的回应时隙的数量。该操作者控制单元可控制回应时隙的数量以提供机器控制单元之间的及时的安全联锁，允许各个机器控制单元以及时的方式发送回复传输，保持足够的时隙可用于要发送的其它控制操作数据，等等。回应请求控制字段可包括向机器控制单元指示MCU何时可发送回复(例如，回应等)消息、哪些MCU被允许发送回复消息等等的一个或更多个比特。

一个操作者控制单元可控制许多机器控制单元并顺序地请求许多机器控制单元回应。例如，OCU可发送指示MCU何时被允许向OCU发送回应消息、各个MCU被允许使用哪些时隙等等的传输。操作者控制单元可利用不同的子地址单独地对各个机器控制单元进行寻址。可顺序地从机器控制单元发送回应消息，使得各个机器控制单元可在另一个机器控制单元完成发送它自己的回应消息之后发送回应消息。

操作者控制单元可控制机器控制单元的动态集群，使得OCU可改变哪些MCU在其控制下并属于其集群。因此，随着OCU将新的MCU添加到集群，从集群去除MCU，限定新的集群，等等，包括在动态集群中的机器控制单元可随时间改变。

在一些实施方式中，操作者控制单元可从集群中的各个机器控制单元接收安全状态。然后，OCU可分析这些安全状态并向集群中寻址的所有机器控制单元发送回安全状态信息。安全状态信息可在并入操作者控制单元所发送的电报(例如，字段、帧、时隙等)中的安全状态数据字段中发送。安全状态可包括操作状态值(例如，行进/未行进、MCU所控制的机器是否正确地起作用等)。安全状态可包括通信健康测量，其可指示机器控制单元是否具有与OCU的可靠连接，使得传输将不会很快停止、给出差的信息、丢失分组和数据等。安全状态可包括机器类型比特、值等，以使得当报告故障时机器控制单元可采取不同响应。

例如，操作者控制单元可向其动态集群内的机器控制单元发送命令电报。命令电报可包括对来自各个机器控制单元的数据的顺序回应请求(其可基于时间共享标准)。当被请求时，机器控制单元可向OCU返回数据。该数据可包括基于来自本地电机驱动监测器的数字输入的运行/停止状态以及机器控制单元正在控制的功能的类型(例如，吊车、桥架等)。操作者控制单元可接收该信息并将所接收的信息与关于OCU是否能够接收MCU回应消息、是否仅相同类型的其它机器应该停止还是所有机器均应该停止等等的其它信息组合。然后，OCU将与正在控制的各个MCU有关的运行/停止比特嵌入OCU命令消息中。然后，集群中的各个机器控制单元接收该消息以确定机器控制单元是否应该运行或停止它正在控制的机器的操作。

作为示例，两个电动桥式(EOT)起重机可串联地操作，并且一个吊车可能发生故障。安全序列可能需要另一吊车停止，但是在没有出现危险情形的情况下可能允许两个起重机桥架继续移动。

在一些实施方式中，当相同类型的一个机器发生故障时，相同类型的其它机器可能需要停止，但是不同类型的机器可被允许继续操作。例如，如果吊车发生故障，则另一吊车的继续移动可能导致负载掉落，因为负载变得不平衡。然而，连接至各个吊车的桥架可继续移动，因为即使吊车之一发生故障，桥架的移动也将不干扰负载的平衡。

在一些实施方式中，操作者控制单元控制集群中的机器控制单元(例如，发送控制信号、针对连接至MCU的机器的移动提供指令等)。OCU可控制机器控制单元回应请求的定序、定时等。因此，操作者控制单元可控制正由机器控制单元控制的机器的安全联锁。

本文所描述的一些实施方式可能不需要任何辅助系统、附加硬件等以实现协调安全联锁，因为操作者控制单元能够实现动态集群中的机器控制单元之间的安全联锁。

本文所描述的一些实施方式可提供一个或更多个(或没有)优点，包括提供限定操作者控制单元和机器控制单元的动态(例如，变化的等)集合的能力、通过改变操作者控制单元上的机器控制单元子寻址而易于配置、等等。一些实施方式可用在包括飞机制造厂等的大型设施中，其中与各个吊车和桥架对应的许多(例如，数以百计等)机器控制单元可被分组成集群并由多个(例如，五十个等)操作者控制单元中的一个来控制。

现在参照附图，图1示出具体实现本公开的一个或更多个方面的示例协调安全联锁系统100。如图1所示，有沿着轨道行进的六个起重机桥架B1-B6。各个桥架包括一个或更多个(或没有)起重机吊车H1-H9。例如，桥架B1包括吊车H1、H2和H3；桥架B2包括吊车H4；桥架B3包括吊车H5；桥架B4包括吊车H6和H7；桥架B5包括吊车H8和H9；桥架B6不包括任何吊车。

起重机吊车可经由跨接区段XO从桥架至桥架自由横跨移动。例如，吊车H4可从桥架B2横跨或沿着跨接区段XO移动到桥架B5上。作为另一示例，桥架B6可移动直至跨接区段XO，使得吊车H4可横跨移动到桥架B6。因此，各个吊车能够与任何桥架关联。

各个桥架和吊车具有连接的机器控制单元(图1中未示出)，并且各自可由操作者控制单元控制。多个操作者控制单元被示出为在图1中的设施内操作。各个OCU能够选择多个吊车和桥架以创建集群。如图1所示，OCU1集群1控制桥架B1和吊车H1-H3。OCU1集群3控制桥架B4以及吊车H6和H7。操作者控制单元能够控制多个桥架。例如，OCU1集群2包括桥架B2及其吊车H4以及桥架B3及其吊车H5。

如果集群中的任何吊车停止，则集群中的其它吊车也应该停止。如果集群中的任何桥架停止，则集群中的其它桥架也应该停止。为此，各个吊车和桥架可向OCU发送包括该吊车或桥架的当前状态的回应消息。因此，操作者控制单元是这些动态集群的共同因素和协调装置。

集群中的所有装置可通过利用TDMA来使用相同的频率，但是一个频率用于操作者控制单元传输并且第二频率用于机器控制单元来回应也将是可能的，但是TDMA的使用将仍用于MCU。TDMA使得多个传输可共享相同的频率。一些实施方式可具有较低频率(例如，450MHz等)并且可使用TDMA。其它实施方式可使用其它频率(例如，2.4GHz、Wi-Fi频率等)。

本文所描述的任何合适的方法可在图1的系统100中实现以经由与多个机器控制单元通信的操作者控制单元提供多个起重机桥架和起重机吊车之间的协调安全联锁。

图2示出具有操作者控制单元202以及两个机器控制单元204和206的另一示例系统200。OCU 202包括LCD屏幕以用于显示MCU 204和206的子地址(SA)、TDMA时隙指示等。OCU202还包括SA读取器指示灯和SA控制拨动开关。

如图2所示，OCU 202可向MCU 204和206发送控制电报，其可包括格式ID、系统地址、命令比特、多个子地址、多个MCU回应和运行/停止控制比特等。各个机器控制单元204和206可被配置为向操作者控制单元202发送反馈电报，其可包括格式ID、系统地址、匹配子地址比特、运行/停止状态比特和设备类型比特等。

各个机器控制单元204和206可被配置为向相应机器发送控制信号并从机器接收错误信号。尽管图2示出两个机器控制单元，其它实施方式可包括比两个更多或更少的机器控制单元。

图3示出用于操作者控制单元302与机器控制单元之间的消息传输的协议300。来自操作者控制单元302的控制电报(例如，输出(talkout)等)包括子地址SA1-SA4和EQ运行/停止比特。MCU读取子地址以确定该MCU是否被寻址，并且读取对应运行/停止比特。然后，MCU向控制下的机器发送适当控制信号。MCU还读取来自机器的错误信号并且在反馈电报(例如，回应等)中向OCU单元302发送适当的运行/停止信号。

图4示出用于操作者控制单元402与机器控制单元之间的消息传输的另一示例协议400。图4示出包括子地址SA1-SA4和MCU回应请求1-8的控制电报。MCU读取子地址和MCU回应请求以确定该MCU是否应该向OCU发送反馈电报、该MCU应该使用哪一时隙来发送反馈电报、等等。

因此，公开了对安全联锁进行协调的协调安全联锁系统和方法的示例性实施方式。在示例性实施方式中，公开了一种用于提供多个机器之间的协调安全联锁的系统。该系统通常包括多个机器控制单元，其各自被配置为控制所述多个机器中的至少一个。该系统还包括至少一个操作者控制单元，其被配置为限定包括所述多个机器控制单元的子集的动态集群。所述至少一个操作者控制单元被配置为控制动态集群中的各个机器控制单元之间的安全联锁。

该系统可用于提供诸如起重机桥架和起重机吊车等的多个元件和/或机器之间的协调安全联锁。例如，该系统可用于针对多个起重机桥架以及各自连接至对应一个起重机桥架的多个起重机吊车提供协调安全联锁。在此示例中，所述多个机器控制单元中的每一个可连接至、被配置为控制和/或对应于对应一个起重机桥架或对应一个起重机吊车。

该系统可包括多个操作者控制单元，其各自被配置为限定与一个OCU对应并且包括与该OCU对应的MCU的子集的相应动态集群。操作者控制单元可被配置为控制其动态集群中的对应机器控制单元之间的安全联锁。各个操作者控制单元可被配置为向其相应动态集群中的各个对应MCU请求并接收消息。

如本文所述，操作者控制单元可被配置为使用子寻址来限定机器控制单元的动态集群。OCU可被配置为使用ED-TDMA方案来基本上同时对其集群中的MCU寻址。OCU可限定扩展时隙，所述扩展时隙为至少三个传输宽，以容纳操作者控制单元传输和至少一个机器控制单元回复传输。OCU可被配置为扫描以识别限定的电报帧中的空闲时隙并在所识别的空闲时隙中发送消息，实现回应请求控制字段以控制动态集群中的机器控制单元所使用的回应时隙的数量，控制动态集群中的多个机器控制单元并顺序地向动态集群中的多个机器控制单元请求回应消息，等等。

操作者控制单元可被配置为通过从动态集群增加和去除机器控制单元来改变动态集群，以在不同的时间控制机器控制单元的不同子集之间的安全联锁。动态集群中的各个机器控制单元可被配置为向操作者控制单元发送指示该机器控制单元的安全状态的回应消息。操作者控制单元可被配置为分析各个机器控制单元的安全状态并经由安全状态数据字段向动态集群中的所有机器控制单元发送回所述安全状态。各个安全状态可包括操作状态值、通信健康测量值和机器类型比特值。当报告故障时，各个机器控制单元被配置为停止操作。

当该系统用于提供多个起重机桥架和起重机吊车之间的协调安全联锁时，操作者控制单元可被配置为如果动态集群中的任何起重机吊车停止移动，则停止动态集群中的所有起重机吊车的操作，并且可被配置为如果动态集群中的任何起重机桥架停止移动，则停止动态集群中的所有起重机桥架的操作。

在一些实施方式中，操作者控制单元可被配置为在第一频率上发送消息，动态集群中的各个机器控制单元可被配置为在第二频率上发送回应消息。在其它实施方式中，操作者控制单元和动态集群中的各个机器控制单元被配置为在相同的频率(例如，约450MHz、约2.4GHz等)上发送消息。

根据另一示例实施方式，公开了一种协调系统中的安全联锁的方法。该方法可包括在至少一个操作者控制单元处通过选择多个机器控制单元的子集来限定机器控制单元的动态集群。该方法还可包括在所述至少一个操作者控制单元处从动态集群中的各个机器控制单元接收操作状态。该方法还可包括从所述至少一个操作者控制单元向动态集群中的各个机器控制单元发送安全联锁控制消息以控制机器控制单元之间的安全联锁。安全联锁控制消息可包括动态集群中的各个机器控制单元的操作状态。

该方法可包括在所述至少一个操作者控制单元处通过选择所述多个机器控制单元的不同子集来限定机器控制单元的多个集群，并且从操作者控制单元控制机器控制单元的不同动态集群的安全联锁。

该方法可用于协调诸如起重机桥架和起重机吊车等的多个元件和/或机器之间的安全联锁。例如，系统可包括多个起重机桥架以及各自连接至对应一个起重机桥架的多个起重机吊车。在此示例中，所述多个机器控制单元中的每一个可连接至对应一个起重机桥架或对应一个起重机吊车，被配置为控制和/或对应于对应一个起重机桥架或对应一个起重机吊车。继续该示例，该方法可包括如果动态集群中的任何起重机桥架已经停止移动，则停止动态集群中的其它各个起重机桥架的操作，并且如果动态集群中的任何起重机吊车已经停止移动，则停止动态集群中的其它各个起重机吊车的操作。

提供示例实施方式，以使得本公开透彻，并将范围充分传达给本领域技术人员。陈述诸如特定部件、装置和方法的示例这样的许多具体细节，来提供本公开的实施方式的透彻理解。对本领域技术人员显而易见的是，不必采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同形式来实施，且示例实施方式不应解释为限制公开的范围。在某些示例性实施方式中，不对已知工艺、已知装置结构和已知技术进行详细描述。另外，可以凭借本公开的一个或更多个示例性实施方式实现的优点和改进仅是为了例示的目的而提供的，并且不限制本公开的范围，这是因为本文所公开的示例性实施方式可以提供所有上述优点和改进或都不提供，并且仍然落在本公开的范围内。

本文所公开的具体尺寸、具体材料和/或具体形状实质上是示例，并且不限制本公开的范围。本文所公开的给定参数的具体值和值的具体范围不排除可以在本文所公开的一个或更多个示例中使用的其它值和值的范围。而且，可以想到，本文所描述的具体参数的任意两个具体值可以限定可适合于给定参数的值的范围的端点(即，公开给定参数的第一值和第二值可被解释为公开给定值也可以采用介于第一值与第二值之间的任何值)。例如，如果本文中参数X被例示为具有值A并且还被例示为具有值Z，则可以想到，参数X可以具有从约A至约Z的值范围。类似地，可以想到，公开参数的两个或更多个值范围(无论这些范围是嵌套的、交叠的还是相异的)包含了可利用所公开的范围的端点主张的值范围的所有可能组合。例如，如果本文中参数X被示例为具有在1–10或者2–9或者3–8范围内的值，则也可以想到，参数X可以具有其它值范围，包括1–9、1–8、1–3、1–2、2–10、2–8、2–3、3–10以及3–9。

本文所使用的术语仅仅是为了描述特定示例实施方式，并非旨在限制。如本文所使用的，除非上下文中明确指示，否则单数形式“一”也旨在包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”可兼用，因此指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。本文所描述的方法步骤、处理和操作不应被解释为必须要求它们按照所讨论或者示出的特定顺序来执行，除非明确地标识了执行顺序。还应理解，可以采用附加或另选步骤。

当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”、“接合到”另一元件或层、“连接到”另一元件或层或者“结合到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、接合到另一元件或层、连接到另一元件或层或者结合到另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相比之下，当元件被称作“直接在”另一元件或层“上”、“直接接合到”另一元件或层、“直接连接到”另一元件或层或者“直接结合到”另一元件或层时，可能不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词应该按照类似方式来解释(例如，“在之间”与“直接在之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何以及所有组合。

尽管本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。本文中所使用的诸如“第一”、“第二”的术语以及其它数字术语并不暗示顺序或次序，除非上下文明确指示。因此，在不脱离示例实施方式的教导的情况下，下面所讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可被称作第二元件、部件、区域、层或部分。

对实施方式的上述说明是为了例示和说明的目的而提供的。并非旨在对本公开进行穷尽，或者限制。具体实施方式的独立元件、所预期或所描述的用途或特征通常不限于该具体实施方式，而在适用情况下可互换，并且可用于所选实施方式中(即使没有具体示出或描述)。实施方式还可以以许多方式来改变。这种变型例不被认为偏离公开，并且所有这种修改例旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (25)

1.一种协调安全联锁系统，该协调安全联锁系统包括：

多个起重机桥架；

多个起重机吊车，各个起重机吊车连接至所述多个起重机桥架中的对应一个；

多个机器控制单元，各个机器控制单元连接至所述多个起重机桥架中的对应一个或所述多个起重机吊车中的对应一个并且被配置为控制对应的起重机桥架或对应的起重机吊车；以及

至少一个操作者控制单元，所述操作者控制单元被配置为限定包括所述多个机器控制单元的子集的动态集群，所述操作者控制单元被配置为控制所述动态集群中的各个机器控制单元之间的安全联锁。

2.一种协调安全联锁系统，该协调安全联锁系统包括：

多个机器控制单元，各个机器控制单元被配置为控制起重机桥架和起重机吊车中的至少一个；以及

至少一个操作者控制单元，所述操作者控制单元被配置为限定包括所述多个机器控制单元的子集的动态集群并且控制所述动态集群中的各个机器控制单元之间的安全联锁。

3.一种用于提供多个机器之间的协调安全联锁的系统，该系统包括：

多个机器控制单元，各个机器控制单元被配置为控制所述多个机器中的至少一个；以及

至少一个操作者控制单元，所述操作者控制单元被配置为限定包括所述多个机器控制单元的子集的动态集群并且控制所述动态集群中的各个机器控制单元之间的安全联锁。

4.根据权利要求3所述的系统，其中：

所述多个机器包括多个起重机桥架以及多个起重机吊车，各个起重机吊车连接至所述多个起重机桥架中的对应一个；并且

所述多个机器控制单元中的每一个连接至所述多个起重机桥架中的对应一个或所述多个起重机吊车中的对应一个并且被配置为控制对应的起重机桥架或对应的起重机吊车。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中：

所述至少一个操作者控制单元包括多个操作者控制单元；并且

各个操作者控制单元被配置为限定与该各个操作者控制单元对应的包括所述多个机器控制单元的对应子集的相应动态集群，所述操作者控制单元被配置为控制相应动态集群中的各个对应机器控制单元之间的安全联锁。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，各个操作者控制单元被配置为向相应动态集群中的各个对应机器控制单元请求并接收消息。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中：

所述至少一个操作者控制单元被配置为使用子寻址来限定机器控制单元的所述动态集群；并且

所述至少一个操作者控制单元被配置为使用扩展动态时域多址方案来基本上同时对所述动态集群中的所述机器控制单元进行寻址。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述至少一个操作者控制单元被配置为限定扩展时隙，所述扩展时隙为至少两个传输宽，以容纳操作者控制单元传输和至少一个机器控制单元回复传输。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述至少一个操作者控制单元被配置为扫描以识别限定的电报帧中的空闲时隙并在所识别的空闲时隙中发送消息。

10.根据权利要求7、8或9所述的系统，其中，所述至少一个操作者控制单元被配置为实现回应请求控制字段以控制由所述动态集群中的所述机器控制单元所使用的回应时隙的数量。

11.根据权利要求7、8、9或10所述的系统，其中，所述至少一个操作者控制单元被配置为控制所述动态集群中的多个机器控制单元并顺序地向所述动态集群中的多个机器控制单元请求回应消息。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个操作者控制单元被配置为通过向所述动态集群增加机器控制单元和从所述动态集群去除机器控制单元来改变所述动态集群，以在不同的时间控制所述机器控制单元的不同子集之间的安全联锁。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述动态集群中的各个机器控制单元被配置为向所述操作者控制单元发送指示所述机器控制单元的安全状态的回应消息。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述操作者控制单元被配置为分析各个机器控制单元的所述安全状态并经由安全状态数据字段向所述动态集群中的所有机器控制单元发送回所述安全状态。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，各个安全状态包括操作状态值、通信健康测量值和机器类型比特值。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，当报告故障时，各个机器控制单元被配置为停止操作。

17.根据权利要求1、2或4所述的系统，其中：

所述操作者控制单元被配置为如果所述动态集群中的任何起重机吊车停止移动，则停止所述动态集群中的所有起重机吊车的操作；并且

所述操作者控制单元被配置为如果所述动态集群中的任何起重机桥架停止移动，则停止所述动态集群中的所有起重机桥架的操作。

18.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个操作者控制单元被配置为在第一频率上发送消息，所述动态集群中的各个机器控制单元被配置为在第二频率上发送回应消息。

19.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述操作者控制单元和所述动态集群中的各个机器控制单元被配置为在相同的频率上发送消息。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述频率为约450MHz。

21.一种协调系统中的安全联锁的方法，所述系统包括多个起重机桥架、各自连接至所述多个起重机桥架中的对应一个的多个起重机吊车、至少一个操作者控制单元、以及各自与所述多个起重机桥架中的对应一个或所述多个起重机吊车中的对应一个对应的多个机器控制单元，所述方法包括：

在所述至少一个操作者控制单元处通过选择所述多个机器控制单元的子集来限定机器控制单元的动态集群；

在所述至少一个操作者控制单元处从所述动态集群中的各个机器控制单元接收操作状态；以及

从所述至少一个操作者控制单元向所述动态集群中的各个机器控制单元发送安全联锁控制消息以控制所述机器控制单元之间的安全联锁，所述安全联锁控制消息包括所述动态集群中的各个机器控制单元的操作状态。

22.一种协调系统中的安全联锁的方法，该方法包括：

在至少一个操作者控制单元处通过选择多个机器控制单元的子集来限定机器控制单元的动态集群；

在所述至少一个操作者控制单元处从所述动态集群中的各个机器控制单元接收操作状态；以及

从所述至少一个操作者控制单元向所述动态集群中的各个机器控制单元发送安全联锁控制消息以控制所述机器控制单元之间的安全联锁，所述安全联锁控制消息包括所述动态集群中的各个机器控制单元的操作状态。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述多个机器控制单元中的每一个被配置为控制多个起重机桥架中的对应一个或者多个起重机吊车中的对应一个。

24.根据权利要求21或23所述的方法，该方法还包括：

如果所述动态集群中的任何起重机桥架已经停止移动，则停止所述动态集群中的其它各个起重机桥架的操作；以及

如果所述动态集群中的任何起重机吊车已经停止移动，则停止所述动态集群中的其它各个起重机吊车的操作。

25.根据权利要求21至24中的任一项所述的方法，其中，所述动态集群是第一动态集群，所述方法还包括：

在所述至少一个操作者控制单元处通过选择所述多个机器控制单元的不同子集来限定机器控制单元的第二动态集群；以及

从所述至少一个操作者控制单元控制机器控制单元的所述第二动态集群的安全联锁。