DE4414860A1 - Vorrichtung zur Steuerung von Industrieanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Steue­ rung von Industrieanlagen unter Einsatz von eine speicher­ programmierbare Steuerung beaufschlagenden Sensoren, wobei diese Steuerung Aktoren, wie Magnetventile od. dgl., beauf­ schlagt.

Es gibt eine Fülle von Einsatzgebieten, in denen möglichst ausfallsichere Steuerungen vorgesehen werden müssen, wobei an die entsprechende Steuerungssicherheit je nach Einsatz­ fall unterschiedliche Kriterien angewandt werden.

Dabei ist es bekannt, spezielle Hard- und Software-Kompo­ nenten bei den Steuerungen einzusetzen, die einfach-, mehr­ fach- oder teilredundant ausgebildet sind. Diese Steuerun­ gen weisen wiederum Überwachungsmöglichkeiten der redundan­ ten Komponenten auf. Damit soll bewirkt werden, daß bei Ausfall einer Komponente deren Funktion auf die Redundanz übergeht bzw. sicherstellt, daß die Schaltung der Ausgangs­ signale in einen gewünschten, sicheren Zustand geführt wird.

Bei derartigen speicherprogrammierbaren Steuerungen ist es z. B. bei höherer als zweifacher Redundanz bekannt, ein so­ genanntes m-von-n-Auswahlverfahren einzusetzen, um bei Ver­ sagen einer Komponente der Steuerung, ein beispielsweise unabsichtliches Abschalten der überwachten und gesteuerten Industrieanlage, zu verhindern.

Ein erheblicher Nachteil der bekannten Steuerung besteht darin, daß die speicherprogrammierbaren Steuerungen spe­ zielle Hardware-Komponenten, spezielle Software- und/oder spezielle Betriebssysteme verwenden müssen, die die Überwa­ chung der m-von-n-Auswahl der redundanten Komponenten er­ möglichen. Dies bedeutet beispielsweise, daß ein Software- Fehler in den eingesetzten Steuerungen vom System selbst nicht zwingend erkannt werden kann, wenn er in den einge­ setzten Steuerungen jeweils beispielsweise gleich ist. Auch ist es nicht möglich, unterschiedliche Steuerungen neben­ einander einzusetzen, da diese normalerweise nicht mitein­ ander kompatibel sind.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Lösung, mit der ohne Rücksichtnahme auf spezielle Hard- und Soft­ ware die erwünschte Sicherung bzw. Sicherheit der Steuerun­ gen möglich gemacht wird.

Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß we­ nigstens zwei einfache, insbesondere einkanalige, speicher­ programmierbare Steuerungen (SPSen) vorgesehen sind, die ausgangsseitig ihre Signale einer Auswahlbaugruppe zufüh­ ren, die ihrerseits Steuerelemente (Aktoren) beaufschlagen.

Durch den erfindungsgemäßen "Trick", einfache speicherpro­ grammierbare Steuerungen in Verbindung mit nachgeschalteten Auswahlbaugruppen einzusetzen, werden eine Fülle von Vor­ teilen mit sich gebracht. So können unterschiedliche Steue­ rungselemente sowohl von der Hardware- als auch von der Software-Seite nebeneinander eingesetzt werden, die Aus­ gangssignale werden dann durch die Auswahlbaugruppe verar­ beitet.

Die gewählte Lösung ist damit sehr viel preisgünstiger und wirtschaftlicher, einzelne Bauelemente können problemlos gegen andere ausgetauscht werden, ohne daß die Gefahr be­ steht, daß vorhandene Fehler übersehen oder Fehler uner­ kannt eingeschleppt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei zwei einkanaligen, speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) Eins-von-Zwei-Auswahl oder Zwei-von-Zwei-Auswahlbaugruppen vorgesehen sind, wobei insbesondere in weiterer Ausgestal­ tung auch vorgesehen sein kann, daß bei drei speicherpro­ grammierbaren Steuerungen eine der Anzahl der Aktoren ent­ sprechende Zahl von Zwei-von-Drei-Auswahlbaugruppen vorge­ sehen ist.

Mit einer derartigen Steuerung ist eine sehr zuverlässige Arbeitsweise und Überwachung möglich, diese gewährleistet insbesondere eine hohe Ausfallsicherheit einer entsprechend ausgerüsteten Industrieanlage, wenn, wie oben angegeben, mindestens drei SPSen verwendet werden, deren Ausgangssi­ gnale in der erwähnten Zwei-von-Drei-Auswahlbaugruppe ver­ arbeitet werden.

Neben den oben schon erwähnten Vorteilen, bestehen weitere Vorteile darin, daß beispielsweise bei Austausch von Hard­ ware oder Änderung und Ergänzung der Software, diese gete­ stet werden können, ohne daß die in Betrieb befindliche In­ dustrieanlage dadurch nachteilig beeinflußt würde.

Auch ist es - je nach Anwendungsfall - nicht notwendig, die den SPSen nachgeschalteten elektronischen Auswahlbaugruppen in "fail-safe"-Technik auszuführen und mit Prüfzertifikat der zuständigen Überwachungsbehörde versehen zu lassen. Die Steuerlogik kann in verschiedenen Methoden der Programmie­ rung formuliert werden, wie z. B. Anweisungsliste, funk­ tionsplanorientierte Programmierung oder Programmierung in sogenannter Leiter-Logik, ohne daß das zu negativen Ein­ flüssen auf Sicherheit der Steuerungen führt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltungsbeispiel mit drei SPSen,

Fig. 2 ein Schaltbild mit n-Steuerungen.

In den Figuren ist die Vorrichtung allgemein mit 1 bezeich­ net (in Fig. 2 mit 1a), die die Anlagenparameter aufnehmen­ den Sensoren tragen das Bezugszeichen 2, jede Steuerung (SPS) das Bezugszeichen 3, die elektronischen Auswahlbau­ gruppen das Bezugszeichen 4 und die Aktoren, z. B. Magnet­ ventile, das Bezugszeichen 5.

Im Beispiel nach Fig. 1 handelt es sich bei den Auswahlbau­ gruppen 4 um solche mit einer Zwei-von-Drei-Auswahl, im Beispiel der Fig. 2 um solche mit einer m-von-n-Auswahl.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Steuerung von Industrieanlagen unter Ein­ satz von eine speicherprogrammierbare Steuerung beaufschla­ genden Sensoren, wobei diese Steuerung Aktoren, wie Magnet­ ventile od. dgl., beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei einfache, insbesondere einkanalige, speicherprogrammierbare Steuerungen (3) vorgesehen sind, die ausgangsseitig ihre Signale einer Auswahlbaugruppe (4) zuführen, die ihrerseits Steuerelemente (Aktoren) (5) be­ aufschlagen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei einkanaligen, speicherprogrammierbaren Steue­ rungen (SPS) (3) Eins-von-Zwei-Auswahl- oder Zwei-von-Zwei- Auswahlbaugruppen (4) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei drei speicherprogrammierbaren Steuerungen (3) eine der Anzahl der Aktoren (5) entsprechende Zahl von Zwei-von- Drei-Auswahlbaugruppen (4) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch i-Sensoren (2), k-Aktoren (5), n-Steuerungen (3) mit i 1, k 1 und n 2 und durch k-elektronische m-von-n-Auswahl­ baugruppen (4).