CN108459564B

CN108459564B - 控制系统

Info

Publication number: CN108459564B
Application number: CN201711162784.8A
Authority: CN
Inventors: 田村嘉英
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2020-09-15
Anticipated expiration: 2037-11-20
Also published as: US20180239309A1; CN108459564A; EP3364258B1; JP2018136715A; JP6816553B2; EP3364258A1

Abstract

本发明提供一种控制系统，使得控制系统中的标准设备侧与安全设备侧的设定项目的设定更切实地匹配，能够抑制双方的设定项目产生不一致。本发明包括：标准功能设定部(2a)，受理与进行设备(6)的运行控制的标准功能部(3)相关的设定项目的输入而进行设定；以及安全功能设定部(2b)，受理与进行用于管理设备(6)的功能安全的控制的安全功能部(4)相关的设定项目的输入而进行设定，且当标准功能设定部(2a)中设定有第一设定项目的值时(S102)，在安全功能设定部(2b)中，与规定的设定项目彼此相关的第二设定项目被自动设定为与第一设定项目的内容对应的规定内容(S103)。

Description

控制系统

技术领域

本发明涉及一种控制产业设备的控制系统，尤其涉及一种具备标准功能与安全功能的控制系统，所述标准功能是进行与产业设备的运行相关的控制，所述安全功能是进行与设备的安全管理相关的控制。

背景技术

控制产业设备的控制系统中，负责配设在工场内的机器人(robot)或其他产业设备(以下也简称作设备)的输入及输出控制的一个或多个控制器(可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC))、与由此控制器来控制动作的设备连接于控制系统的网络(network)。所述控制器与设备经由所述控制系统的网络来进行通信，由此来进行数据的收发，作为生产设备发挥功能。

所述控制器是通过将下述等多个要素予以组合而构成，所述多个要素为：中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，基于控制程序来执行运算；输入部，与传感器(sensor)或开关(switch)等输入装置相连接，导入来自输入装置的输入信号；输出部，与执行器(actuator)或继电器(relay)等输出装置相连接，向输出装置发送输出信号；通信部，与连接于网络的其他设备进行数据的收发；以及电源部，对各部供给电源。

当前，为了应对安全管理，产业设备的控制系统除了进行与设备的运行相关的控制的标准功能(非安全功能)以外，有时还具备进行与设备的安全管理相关的控制的安全功能。在此种控制系统中，通过所述标准功能来控制设备的标准运行，当察觉到某些危险时，通过与标准功能独立的安全功能，来进行设备的紧急停止等与安全管理相关的控制。此处，所谓安全功能，例如包括：按压紧急停止开关，或者在光幕(light curtain)等传感器检测到人的侵入等时，切实地停止设备的动作等，以确保作业者的安全。

此种控制系统中，除了用于发挥标准功能的标准控制器以外，还包含用于发挥安全功能的遵循安全标准的安全控制器、安全驱动器、安全输入单元等，与各种工作机械或者带臂的机器人等一同使用。安全控制器除了与一般的控制器(PLC)类似的逻辑运算功能、输入/输出控制功能以外，还内置安全方面的自我诊断功能，由此，在其控制下确保高度的安全性及可靠性。另外，作为所述安全标准，例如可列举国际电工委员会(InternationalElectro technical Commission，IEC)标准或欧洲标准(European Norm，EN)等。

在如上所述的控制系统中，为了除标准功能以外还使安全功能顺利地发挥作用，必须各自设定与标准功能相关的参数和与安全功能相关的参数，但一般而言，与标准功能相关的参数和与安全功能相关的参数必须各自独立地设定，并分别管理。

例如，为了以使用者容易理解的单位系来设定设备中的驱动轴(马达轴)的目标位置等，有时可对每个驱动轴设定单位。此时，各驱动轴的运行控制是由标准控制器来进行，而用于驱动轴安全的动作监控是由安全控制器来进行，因此在安全控制器侧也需要相同的单位设定。另一方面，设定工具在标准控制器侧与安全控制器侧是独立的，必须对两方的控制器单独地进行单位设定。因此，设定作业有时会繁琐而难以理解。而且，未必能确保标准控制器侧与安全控制器侧的设定的一致性。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利第4336985号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

本发明是有鉴于如上所述的状况而发明的，其目的在于提供一种技术，能够使产业设备控制系统中的、与标准功能相关的设定项目和与安全功能相关的设定项目更加容易地设定，或者能够更容易确保双方的设定项目的一致性。

[解决问题的技术手段]

用于解决所述问题的本发明是一种控制系统，对设备进行控制，所述控制系统包括：

标准功能部，进行所述设备的运行控制；

安全功能部，进行用于管理所述设备安全的控制；

标准功能设定部，进行与所述标准功能部的控制相关的设定项目的设定；以及

安全功能设定部，进行与所述安全功能部的控制相关的设定项目的设定，

在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的其中一个中设定有第一设定项目的值时，在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的另一个中，与所述第一设定项目彼此相关的第二设定项目自动设定为与所述第一设定项目的内容对应的规定内容。

据此，当使用者在标准功能设定部或安全功能设定部的其中一个中设定有第一设定项目时，在标准功能设定部或安全功能设定部的另一个中，与第一设定项目相关的第二设定项目将被自动设定为与第一设定项目的内容对应的规定内容。因而，使用者能够更容易地设定标准功能设定部及安全功能设定部中的设定项目。而且，能够抑制使用者只在标准功能设定部或安全功能设定部的其中一个中进行第一设定项目的设定，而不在标准功能设定部或安全功能设定部的另一个中进行第二设定项目的设定，而作为控制系统整体的功能或安全性受损的情况。另外，所述设定项目的内容除了设定参数的值自身以外，还包含单位系等随附于设定参数的项目。

而且，在本发明中，也可为：当在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的其中一个中设定有第一设定项目的值时，通知使用者所述第二设定项目将被设定为与所述第一设定项目的内容对应的规定内容，

当得到使用者对所述通知的同意时，在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的另一个中，与所述第一设定项目彼此相关的第二设定项目也可被自动设定为与所述第一设定项目的内容对应的规定内容。

据此，当在标准功能设定部或安全功能设定部的其中一个中设定有第一设定项目的值时，首先通知使用者：在标准功能设定部或安全功能设定部的另一个中，与第一设定项目彼此相关的第二设定项目将被设定为与第一设定项目的内容对应的规定内容。并且，在得到使用者的同意时，第二设定项目被自动设定为与第一设定项目的内容对应的规定内容。

其结果，在标准功能设定部或安全功能设定部的其中一个中，由使用者设定好第一设定项目的内容后，在标准功能设定部或安全功能设定部的另一个中第二设定项目被自动设定之前，能够确认使用者的意志。因而，能够防止因缺陷导致第二设定项目的内容受到变更。

而且，在本发明中，也可为：在所述标准功能设定部和/或所述安全功能设定部中，所述第一设定项目和/或所述第二设定项目是能够与其他设定项目辨别地显示。

据此，使用者在标准功能设定部或安全功能设定部的其中一个中看到设定项目的显示时，能够更容易地辨别出其在标准功能设定部和/或安全功能设定部的另一个中，存在应设定为对应内容的设定项目。其结果，使用者在设定第一设定项目的内容时，能够更切实地确认第二设定项目已被自动设定为规定内容，或者能够促进使用者更切实地将第二设定项目设定为规定内容。

而且，本发明中，也可为：当在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的其中一个中设定有第一设定项目的内容时，请求使用者解除规定的安全锁定，当使用者解除了所述规定的安全锁定时，在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的另一个中，所述第二设定项目自动设定为与所述第一设定项目的内容对应的规定内容。

据此，在标准功能设定部或安全功能设定部的其中一个中，由使用者设定好第一设定项目的内容后，在标准功能设定部或安全功能设定部的另一个中第二设定项目被自动设定之前，能够确认使用者为关系者。因而，能够防止因外部人员的缺陷或恶意导致第二设定项目的内容受到变更。

而且，在本发明中，也可为：在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的其中一个中的所述第一设定项目的内容设定时，将所述第二设定项目通知给使用者。

据此，当在标准功能设定部或安全功能设定部的其中一个中设定第一设定项目的内容，并将其反映至第二设定项目的内容时，使用者能够更切实地确认标准功能设定部或安全功能设定部的另一个中的第二设定项目是怎样的内容。其结果，使用者能够意识到第一设定项目的变更对安全功能造成的影响范围，也能够抑制不必要的设定变更。

而且，在本发明中，也可为：在所述标准功能设定部中，可辨别地显示所述安全功能部管理安全的设备。这样，在标准功能设定部中，使用者能够一目了然地辨别出安全功能部会对哪个设备进行安全管理控制。

而且，在本发明中，也可为：当通过从所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的其中一个将所述第一设定项目的值下载到所述标准功能部或所述安全功能部而进行设定时，通知应在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的另一个中，将所述第二设定项目的内容从所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的另一个下载到所述标准功能部或所述安全功能部。

据此，当通过从标准功能设定部或安全功能设定部的其中一个将所述第一设定项目的内容下载到所述标准功能部或所述安全功能部而进行设定时，使用者能够更切实地辨别出应在标准功能设定部或安全功能设定部的另一个中，将第二设定项目的内容从所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的另一个下载到所述标准功能部或所述安全功能部。

另外，所述用于解决问题的技术手段可适当组合使用。

[发明的效果]

根据本发明，能够使产业设备控制系统中的、与标准功能相关的设定项目和与安全功能相关的设定项目更加容易地设定，或者能够更容易确保双方的设定项目的一致性。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的控制系统的概略的框图。

图2是表示本发明的实施例的设定工具及相关结构的概略的框图。

图3是表示本发明的实施例1的设定工具中的处理内容的示例的流程图。

图4(a)及图4(b)是表示本发明的实施例1的设定工具中的画面显示的示例的图。

图5是表示本发明的实施例2的设定工具中的处理内容的示例的流程图。

图6(a)至图6(c)是表示本发明的实施例2的设定工具中的画面显示的示例的图。

[符号的说明]

1：控制系统

2：设定工具

2a：标准单元设定部(标准功能设定部)

2b：安全单元设定部(安全功能设定部)

3：标准控制器(标准功能部)

4：安全控制器(安全功能部)

5：安全驱动器

6：驱动轴(设备)

7：安全输入单元

8：安全输入装置

9：通信路径

10：通信路径

13：标准单元

14：安全单元

S101～S103、S201、S202：步骤

具体实施方式

<实施例1>

以下，参照图来说明本发明的实施例。另外，以下所示的实施例是本申请发明的一实施方式，并不限定本申请发明的技术范围。

图1是表示本实施例中的控制系统1的概略的框图。如图1所示，经由通信路径10而连接有标准控制器3、安全控制器4、安全驱动器5、安全输入单元7等各种装置，形成在各装置间进行数据收发的安全网络系统。在安全驱动器5上，连接有应在控制系统1中受到安全管理的设备的驱动轴6。而且，在安全输入单元7上，连接有紧急停止开关或光幕等安全输入装置8。并且，在标准控制器3、安全控制器4及安全驱动器5上，经由通信路径9而连接有设定工具2。另外，所述通信路径9、10既可为有线/无线的专用线路，也可利用互联网线路等。

此处，设定工具2具有对用于在控制系统1中进行各种设备的控制的、作为设定项目的参数进行设定的功能，进行标准控制器3中的参数设定及用户程序(user program)的制作、安全控制器4中的参数的设定及用户程序的制作、安全驱动器5中的参数的设定等。另外，在此设定工具2中，各参数是通过使用者的直接输入、或从系统进行数据上传(dataupload)等方法来设定。而且，各参数包含在标准控制器3、安全控制器4、安全驱动器5之间共用或者彼此相关的参数。

标准控制器3经由通信路径10来对安全驱动器5发送指令信号，以进行各种设备的驱动轴6的运行控制。而且，安全控制器4经由通信路径10来与安全输入单元7、安全驱动器5之间进行与用于安全管理的控制相关的通信。而且，安全控制器4利用安全程序来运算来自安全输入单元7的安全输入数据，并将结果输出至安全驱动器5，由此来控制安全驱动器5的紧急停止或监控功能。

安全输入单元7是与安全输入装置8连接，并且也经由通信路径10而与安全控制器4连接，将来自安全输入装置8的与安全相关的输入数据传输至安全控制器4。安全驱动器5如前所述，是对设备的驱动轴6进行控制的驱动器。基于来自标准控制器3的指令信号，对设备的驱动轴6的运行进行控制，并且基于来自安全控制器4的指令信号，对设备的驱动轴6的运行进行监控，根据需要来进行紧急停止等措施。

图2中表示设定工具2及相关的结构的框图。如图2所示，设定工具2基本上是通过连接于通信路径9的个人计算机(personal computer)来实现。更具体而言，设定工具2具有监视器(monitor)等显示部；键盘(keyboard)或鼠标(mouse)等其他定点设备(pointingdevice)等输入部；基于从输入部给予的信息来进行规定的信号处理的处理部；以及连接于通信路径9的通信接口(interface)部等通常的个人计算机所具备的结构(未图示)。而且，在设定工具2中包含标准单元设定部2a与安全单元设定部2b。

在标准单元设定部2a中，能够进行与后述的标准单元13的运行相关的设定。更具体而言，具有下述等功能：选择/输入与运行相关的各种参数的数值自身或单位等，或者进行与运行相关的编程。此处所设定的参数中的一部分的内容与后述的安全单元设定部2b共用，当标准单元设定部2a中的设定受到变更时，向安全单元设定部2b发送变更内容，安全单元设定部2b中的设定也自动变更。

而且，在安全单元设定部2b中，能够进行与后述的安全单元14的运行相关的设定。更具体而言，具有下述等功能：选择/输入与安全控制相关的各种参数的数值自身或单位等，或者进行与安全控制相关的编程。此处所设定的参数中的一部分的内容与标准单元设定部2a共用，当安全单元设定部2b中的设定受到变更时，向标准单元设定部2a发送变更内容，标准单元设定部2a中的设定也自动变更。

图2中的标准单元13是指进行设备的驱动轴6的运行控制的设备整体，是包含标准控制器3、安全驱动器5的单元。而且，安全单元14是指用于管理设备安全的设备整体，是包含安全控制器4、安全驱动器5、安全输入单元7、安全输入装置8的单元。此处，标准单元设定部2a在本实施例中相当于标准功能设定部。安全单元设定部2b在本实施例中相当于安全功能设定部。标准单元13在本实施例中相当于标准功能部。安全单元14在本实施例中相当于安全功能部。

接下来，对本实施例中的设定工具2中的处理的示例进行说明。图3是与下述情况的处理相关的流程图，即，在设定工具2中，对于控制对象的驱动轴，将运动(motion)控制指令的单位、与对此动作进行安全监控时的监视器数值的单位一致地设定为相同的单位(度(degree))。

如图3所示，作为设定工具2中的处理，首先在S101中，设定工具2成为参数(设定项目)变更的受理状态。在此状态下，在S102中，使用者将运动控制指令的单位由mm变更为度(degree)。将S101中所示的变更受理时的设定工具2中的显示画面、与S102所示的进行了设定变更时的设定工具2中的显示画面的示例示于图4(a)。当S102的处理结束时，前进至S103。

在S103中，在安全单元设定部2b中自动反映出相同的设定。当S103的处理结束时，本例程(routine)暂时结束。将安全单元设定部2b中反映出本设定的前后的安全单元设定部2b的显示示于图4(b)。

如以上所说明那样，本实施例中，当使用者在标准单元设定部2a中变更了运动控制指令的单位时，将内容自动反映到安全单元设定部2b中的设定中。由此，能够自动确保与标准单元13的标准控制器3相关的参数的设定内容、和与安全单元14的安全控制器4相关的参数的设定内容的一致性，能够防止两者的参数的设定内容没有一致性而使用者发生混乱的情况。

另外，对所述标准单元设定部2a所设定的运动控制指令的单位在本实施例中相当于第一设定项目。而且，反映到安全单元设定部2b中的、安全监控时的监视器数值的单位在本实施例中相当于第二设定项目。并且，作为单位的度(degree)在本实施例中相当于第一设定项目的内容及第二设定项目的规定内容。

<实施例2>

接下来，对本发明中的实施例2进行说明。本实施例中，对下述示例进行说明，即：当使用者在标准单元设定部2a中变更了运动控制指令的单位时，并非将反映的内容直接地自动反映至安全单元设定部2b中的设定，而是由设定工具2通知将使相同的内容反映至安全单元设定部2b中的设定(这也是安全单元14中的设定)。

图5是与下述情况的处理相关的流程图，即，在本实施例的设定工具2中，对于控制对象的驱动轴，将运动控制指令的单位、与对此动作进行安全监控时的监视器数值的单位一致地设定为相同的单位(度(degree))。本实施例中，当处理开始时，在S101中，设定工具2也成为参数(设定项目)变更的受理状态。在此状态下，在S102中，使用者将运动控制指令的单位由mm变更为度(degree)。将S101中所示的变更受理时的设定工具2中的显示画面、与S102所示的进行了设定变更时的设定工具2中的显示画面的示例示于图6(a)。当S102的处理结束时，前进至S201。

在S201中，设定工具2通知使用者将使变更反映到安全单元设定部2b的相同的设定项目。将此时的设定工具2的显示装置的显示示于图6(b)。当S201的处理结束时，前进至S202。

在S202中，使用者点击(click)确认(OK)按钮(button)。当S202的处理结束时，前进至S103。在S103中，将相同的设定反映至安全单元设定部2b。当S103的处理结束时，本例程暂时结束。将安全单元设定部2b中反映出本设定的前后的安全单元设定部2b的显示示于图6(c)。

如以上所说明那样，本实施例中，当使用者在标准单元设定部2a中变更了运动控制指令的单位时，进行将反映至安全单元设定部2b(实际的显示为安全单元14)的设定的意旨的通知，通过进行使用者确认的意志显示，能够反映至安全单元设定部2b中的参数设定。由此，能够更切实地确保与标准单元13的标准控制器3相关的参数的设定内容和与安全单元14的安全控制器4相关的参数的设定内容的一致性，能够抑制两者的参数的设定内容没有一致性而使用者发生混乱的情况。

另外，所述实施例1及实施例2中，在标准单元设定部2a的显示时，对于应将设定变更的内容反映至安全单元设定部2b中的设定的设定项目，也可以能够与不需要反映的设定项目加以区分的方式予以显示，例如将背景色或文字自身设为与周围不同的颜色等。由此，能够让使用者更强烈地意识到所变更的设定项目的内容被反映至安全单元设定部2b的设定内容。

另外，所述实施例1及实施例2中，当使用者在标准单元设定部2a中变更运动控制指令的单位时，也可显示所述变更会对安全单元设定部2b中的怎样的范围的参数造成影响。据此，能够让使用者意识到设定变更的影响范围，能够抑制不必要的变更。

而且，所述实施例1及实施例2中，在使用者在标准单元设定部2a中变更运动控制指令的单位之前、或者变更后且反映至安全单元设定部2b中的设定之前，也可要求输入密码(password)。由此，能够抑制因外部人员的缺陷或恶意，导致第一设定项目及第二设定项目的内容受到变更。

而且，所述实施例1及实施例2中，对使用者通过手动输入来变更标准单元设定部2a的设定项目的内容的示例进行了说明，但本发明当然也可适用于例如从系统上传设定项目的内容的情况等。

而且，所述实施例1及实施例2中，对下述示例进行了说明，即，使用者在标准单元设定部2a中变更运动控制指令的单位时，使其内容在安全单元设定部2b中自动反映至安全监控时的监视器数值的单位设定，但本发明也可为：当使用者在安全单元设定部2b中变更安全监控时的监视器数值的单位时，使其内容自动反映至标准单元设定部2a中的运动控制指令的单位设定。

而且，所述实施例1及实施例2中，设定项目包含参数数值自身的情况、和随附于参数数值的项目的情况。例如，在所述实施例中进行了运动控制指令的目标值的单位变更，但也可适用于运动控制指令的目标值自身的变更。而且，所述实施例中，对标准单元设定部2a与安全单元设定部2b中的设定项目共用的情况进行了说明，但这些设定项目未必需要为共用，只要是维持彼此的相关性且若其中一个设定项目被决定则另一个设定项目将被唯一决定的情况便可适用。

Claims

1.一种控制系统，对设备进行控制，所述控制系统的特征在于包括：

标准功能部，进行所述设备的运行控制；

安全功能部，进行用于管理所述设备安全的控制；

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，

当在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的其中一个中设定有所述第一设定项目的值时，通知使用者所述第二设定项目将被设定为与所述第一设定项目的内容对应的规定内容，

当得到使用者对所述通知的同意时，在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的另一个中，与所述第一设定项目彼此相关的所述第二设定项目被自动设定为与所述第一设定项目的内容对应的规定内容。

3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，

在所述标准功能设定部和/或所述安全功能设定部中，所述第一设定项目和/或所述第二设定项目是能够与其他设定项目辨别地显示。

4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，

在所述自动设定之前，请求解除规定的安全锁定。

5.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，

在所述标准功能设定部或所述安全功能设定部的其中一个中的所述第一设定项目的内容设定时，将所述第二设定项目通知给使用者。

6.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，

在所述标准功能设定部中，能够辨别地显示所述安全功能部管理安全的设备。