[发明专利]用于建筑机械的控制系统以及操作该控制系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于建筑机械(construction machine)的控制系统，所述控制系统具有至少一个传感器以及至少一个控制器，其中所述传感器和所述控制器之间有串行连接。

背景技术

为了满足操作复杂机械时苛刻的安全需求，一个可能是以冗余的或分散式的方式设计机械的重要部件。

在此连接中，数据从传感器传输到处理控制器应考虑到机械的控制系统的安全操作，因为在某些条件中，传感器要获取与机械的安全操作有关的测量参量。在此方面，冗余性可能变成必要的，以保证所需的安全条件。由于测量结果以冗余形式呈现，可以检测到整个测量链的个体部件的可能的错误。

发明内容

本发明的目的在于提高这样的用于建筑机械的控制系统的安全性。

根据本发明，此目的首先通过具有权利要求1所述的特征的用于建筑机械的控制系统实现。

因此，控制系统包括至少一个传感器和至少一个控制器，其中该至少一个传感器通过串行连接与控制器连接。因此，所述系统包括一个或多个传感器，其检测一个或多个测量参量并通过串行连接将它们传输到至少一个控制器。控制器用作操作该建筑机械的控制和/或调整单元，其基于该至少一个传感器检测到的和评估的测量值来操作。可以提供一个或多个控制器来执行相同或不同的任务。根据本发明，该控制系统的该至少一个传感器和/或控制器的每一个为双信道或多信道类型。单信道系统通常在出现错误时会失效，而双信道或多信道系统可以进行内部检查并检测可能的处理错误。一方面，该至少一个传感器为双信道或多信道类型，从而检测的测量值以安全的和冗余的形式呈现。另一方面，控制器为双信道或多信道类型，从而可以安全的和冗余的处理测量值。

有利地，这样的传感器在传感器外壳内包括至少两个转换器(transducer)以及至少两个处理单元。转换器限定为传感器的第一部分，其直接响应待检测的测量参量。优选地，每个转换器通过信号线准确地与一个处理单元连接，从而表示测量值的信号参量能传输到处理单元。为了提高传感器的可靠性和安全性，转换器和处理单元均为冗余式和/或分散式(diversitary)类型。至少两个转换器独立地获取至少两个测量值并将该测量值传输到它们所连接的处理单元。本发明将该至少两个转换器在传感器外壳中布置为只具有一个样本供给器(specimen supply)，这确保了待检测的测量参量的实际值没有时间偏差的呈现于两个转换器。优选地，转换器和/或处理单元为分散式类型。

优选地，该两个转换器在传感器外壳中的空间最小化的布置显著地减少了检测的测量值的时间偏移或几乎排除了时间偏移。更优选地，所有的转换器布置为距该样本供给器的入口有相同的距离。因此，在所有的转换器同时获得测量参量的变化。而且，本发明的传感器可以简单地实现冗余设计的传感器系统，因为在传感器外壳中已经集成了冗余性。不需要多个分离的独立的传感器的复杂布置。

更优选地，该至少两个转换器直接并排布置在传感器的样本供给器内或传感器的样本供给器的端区域中。还可以想到将转换器在样本供给器中安装到相对的点上。两个转换器之间的空间距离越小，测量参量的实际值的延时检测越小。通过本发明的布置，获取的实际值之间的时间偏移可以忽略。在传感器的无错功能下，在转换器的输出端获得几乎同时呈现的实际值。

如果测量结果取决于外部干扰参量，优选地，在传感器外壳中布置一个或多个次级传感器。可以想到合适的温度传感器或用于检测空气压力的传感器。特别地，次级传感器提供的测量值被提供到处理单元。有利地，从而通过次级传感器提供的测量数据来补偿对传感器的外部影响。

有利地，该至少两个处理单元彼此耦合。优选地，该至少两个处理单元基于公共时钟源来操作，或者采用可以彼此同步的分离的时钟源。处理单元的公共时基(time base)的使用或同步的信号处理减少了或优化了在处理单元的输出端呈现的测量值的时间偏移。优选地，个体处理单元的测量值或其他数据的相互交换通过处理单元之间的信号连接实现。因此，每个处理单元将其检测到的测量值提供到一个或所有其他处理单元。可以想到，在至少一个处理单元内部提供一个装置，通过该装置可以将至少一个第一测量值与至少一个其他测量值相比较。而且，可以想到，该至少一个处理单元将其自己的测量值与所有其他连接的处理单元的测量值相比较。