DE102005058359B4 - Mehrfach-Sicherheitsmonitor für AS-Interface (ASi) Netze - Google Patents

Abstract

Mehrfach-Sicherheitsmonitor zur Überwachung von zwei oder mehr AS-Interface (AS-i) Netzen mit sicherheitsrelevanten Slaves mit je einer konfigurierbaren Kommunikationseinheit für jedes anschließbare Netz zur Verarbeitung der Sicherheitscodes dadurch gekennzeichnet, • dass die Daten der sicherheitsrelevanten Slaves, insbesondere aus der Auswertung der Codefolgen, aus den verschiedenen Netzen in einen einheitlichen Datenspeicher geschrieben bzw. von dort gelesen werden, • dass eine konfigurierbare Verknüpfungseinheit die Daten dieses Datenspeichers gemeinsam bearbeitet • und dass das Ergebnis der Bearbeitung in der Verknüpfungseinheit an jeweils mehrere, an die verschiedenen Netze angeschlossene, sicherheitsrelevante Aktuatoren ausgegeben werden kann, so dass die Reaktion der sicherheitsgerichteten Ausgangsslaves in jedem Netz des Systems von den Daten eines oder mehrerer der anderen Netze bestimmt wird.

Description

• Stand der Technik
• Die Erfindung betrifft einen Mehrfach-Sicherheitsmonitor für AS-Interface (AS-i) Netze mit sicherheitsrelevanten Slaves. AS-Interface ist ein eingeführtes und genormtes1

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IEC 62026-2: Part 2: Actuator Sensor Interface (AS-i), Part 2: Actuator Sensor Interface (AS-i); 2000; oder: Kriesel, W. R., Madelung, O. W. (Hrsg.): AS-Interface Das Aktuator-Sensor-Interface für die Automation; 213 S., 2. deutsche Auflage, Carl Hanser Verlag 1999, ISBN 3-446-21064-4; oder aktualisiert: AS-International Association: Complete Specification Version 3.0 Rev. 0 (2004)

Bussystem für Anwendungen mit einfachen Sensoren und Aktuatoren. Für Anwendungen mit besonders hohen Sicherheitsanforderungen gemäß den internationalen Normen2

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z. B. EN 954-1: Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen, Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze; 1997

existiert eine Sicherheitsvariante unter dem Namen „Safety at Work”, in der der Datenverkehr mit den sicherheitsrelevanten Slaves durch Codefolgen abgesichert wird, die für jeden derartigen Slave individuell vergeben werden. Ein Sicherheitsmonitor verarbeitet laufend diese Codefolgen, verknüpft Ein- und Ausgangssignale der angeschlossenen Slaves und beeinflusst das angeschlossene Netz durch lokale oder entfernt angebrachte Schalter derart, dass es sich immer in einem normgerechten, sicheren Zustand befindet. Als Aktuatoren dienen hierfür bisher entweder lokal vorgesehene Relais oder ein einzelner, entfernt angebrachter Aktuator, der über das Netz angesteuert wird.
• Die Zahl der Slaves und damit der möglichen Ein- und Ausgänge innerhalb eines AS-Interface Netzes ist limitiert. Für Anwendungen mit vielen Slaves oder auch aus anderen Gründen müssen daher häufig mehrere Netze installiert werden, die im Falle „Safety at Work” bisher durch jeweils einen Sicherheitsmonitor kontrolliert werden.
• Nach dem Stand der Technik wird jeder Sicherheitsmonitor so konfiguriert, dass er die Daten der sicherheitsrelevanten Slaves seines jeweiligen Netzes miteinander verknüpft und er unter definierten Bedingungen in den Steuerungsablauf über die lokalen Relais oder den einzelnen, entfernt angebrachten Aktuator eingreift.
• Bei großen Anlagen, die mehrere „Safety at Work” Netze mit getrennten Sicherheitsmonitoren benötigen, ist jedoch eine Verknüpfung der Daten von sicherheitsrelevanten Slaves aus unterschiedlichen Netzen schwierig und nur mit erheblichem Aufwand zu realisieren. Die wünschenswerte Flexibilität durch eine Verknüpfung der Daten mehrerer Netze fehlt ebenso wie die Möglichkeit, eine größere Zahl von sicherheitsrelevanten Aktuatoren innerhalb des Netzes anzusteuern.
• Die Druckschrift US 2004/0008647 A1 offenbart beispielsweise ein Sicherheitskommunikationssystem, das auf mehreren Kommunikationsbussen Sicherheitsinformationen überträgt [0001]. Bei den Kommunikationsbussen kann es sich um AS-i-Busse handeln (Anspruch 8). Dort ist gemäß 1 i. V. m. [0023–0024] an jedem der AS-i-Busse 19 bzw. 20 jeweils ein Sicherheitsmonitor 12 bzw. 22 angeschlossen.
• Erfindung
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Verknüpfung von Daten der sicherheitsrelevanten Slaves aus zwei oder mehr AS-Interface Netzen in einfacher Weise zu ermöglichen, das Ergebnis an mehrere sicherheitsrelevante Aktuatoren zu übertragen und damit eine differenziertere Steuerung von großen Anwendungen zu unterstützen.
• Der erfindungsgemäße Mehrfach-Sicherheitsmonitor M löst das skizzierte Problem durch eine neuartige Architektur: Er wird gebildet durch zwei oder mehr Kommunikationseinheiten K, die für Empfang und Senden der Telegramme in je einem AS-Interface Netz zuständig sind und die Einhaltung der Codefolgen der sicherheitsrelevanten Slaves organisieren. Die Kommunikationseinheiten K schreiben und lesen die relevanten Daten der verschiedenen Netze jeweils in einen bzw. aus einem Bereich eines größeren, allen Netzen gemeinsamen Datenspeichers S, der damit die Eingangs- und Ausgangsdatenabbilder (E, E, ..., A, A, ...) aller angeschlossenen Netze enthält. Eine konfigurierbare Verknüpfungseinheit V enthält das für die Anwendung charakteristische Programm, das für die Verknüpfung wenigstens der sicherheitsrelevanten Ein- und Ausgänge verantwortlich ist. Diese Einheit greift auf den gemeinsamen Datenspeicher S zu und erzeugt die Ausgangsdatenabbilder der verschiedenen Netze. Die Kommunikationseinheiten K übertragen sie an die angeschlossenen, sicherheitsrelevanten Aktuatoren und steuern damit den Prozess. Wenn zweckmäßig können weitere lokale Ein- und Ausgänge E/A am Monitor angeschlossen werden.
• Die Kommunikationseinheiten K sind ebenso wie die Verknüpfungseinheit V konfigurierbar, um sie an die jeweilige Anwendung zu anpassen. Alle sicherheitsrelevanten Teile des Monitors werden entsprechend den Normen ausgeführt, beispielsweise in einem redundanten Aufbau.
• Die 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung.
• Vorteile und wirtschaftlicher Wert der Erfindung
• Der Vorteil dieses Mehrfach-Sicherheitsmonitor liegt zum einen darin, dass die sicherheitsrelevanten Daten der verschiedenen Netze sehr einfach und ohne den Zeitverzug für die Umsetzung auf eine höhere Busebene miteinander verknüpft werden. Zum anderen liegt sein Vorteil darin, dass das dabei entstehende Ausgangsdatenabbild dazu genutzt werden kann, mit einer Vielzahl sicherheitsrelevanter Aktuatoren die Anwendung flexibler, differenzierter und kostengünstiger zu steuern.

Claims (3)

1. Mehrfach-Sicherheitsmonitor zur Überwachung von zwei oder mehr AS-Interface (AS-i) Netzen mit sicherheitsrelevanten Slaves mit je einer konfigurierbaren Kommunikationseinheit für jedes anschließbare Netz zur Verarbeitung der Sicherheitscodes dadurch gekennzeichnet, • dass die Daten der sicherheitsrelevanten Slaves, insbesondere aus der Auswertung der Codefolgen, aus den verschiedenen Netzen in einen einheitlichen Datenspeicher geschrieben bzw. von dort gelesen werden, • dass eine konfigurierbare Verknüpfungseinheit die Daten dieses Datenspeichers gemeinsam bearbeitet • und dass das Ergebnis der Bearbeitung in der Verknüpfungseinheit an jeweils mehrere, an die verschiedenen Netze angeschlossene, sicherheitsrelevante Aktuatoren ausgegeben werden kann, so dass die Reaktion der sicherheitsgerichteten Ausgangsslaves in jedem Netz des Systems von den Daten eines oder mehrerer der anderen Netze bestimmt wird.
2. Mehrfach-Sicherheitsmonitor nach den Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfungseinheit zusätzlich lokale Standard- oder sicherheitsrelevante Ein-/Ausgabesignale verarbeiten kann.
3. Mehrfach-Sicherheitsmonitor nach den Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Monitor ausschließlich lokale Aktuatoren steuert.

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