[发明专利]用于以故障安全的方式提供模拟输出值的方法和系统

说明书

本发明涉及一种为针对功能安全性设计的控制过程以故障安全的方式提供模拟输出值(AW_a)的方法，其中，输出值(AW)被控制单元(d)给定为数字输出值(AW_d)，以及在第一步骤中借助转换装置将数字输出值(AW_d)转换成模拟输出值(AW_a)，在第二步骤中，在使用故障安全标准的情况下借助回读装置将模拟输出值(AW_a)转换成故障安全的数字输出值(AWf_d)，在第三步骤中，将原始提供的数字输出值(AW_d)与所转换的故障安全的数字输出值(AWf_d)进行比较，对于该比较得出偏差的情况或者可靠性标准被损害的情况，执行安全性动作，否则，借助于释放装置将模拟输出值(AW_a)输出给控制过程。

技术领域

本发明涉及一种用于为针对功能安全性设计的控制过程以故障安全的方式提供模拟输出值的方法，其中，该输出值由控制单元给定为数值输出值。

本发明还涉及一种用于为针对功能安全性设计的控制过程以故障安全的方式提供模拟输出值的系统。

背景技术

在自动化技术中，特别是在工厂自动化和过程自动化中，使用安全性相关控制(故障安全性，功能安全性)的范围近年来持续增加。

安全性相关控制的基本是安全状态的定义，这通常是关机状态或提供安全的替代值。在机器处，关机状态或提供安全的替代值保证了该机器此时处于或采取对操作员的生命和肢体没有风险的状态。

现今，在大多数情况下利用所谓的故障安全控制器(F-PLC)实现过程的安全性相关控制，其中，通过数字输入和输出组件来检测对此必要的信号或驱控相关的致动器。在数字输出组件中只能实现关或开这两种状态。

然而，在自动化技术中，常常也会发生所谓的模拟调节过程。为此目的也已知有故障安全的模拟输入组件，利用这种组件能够以故障安全的方式检测来自传感器的模拟信号。然而，现今对这些检测到的模拟值的响应同样以数字形式进行，即，通过数字输出，所以并未给出故障安全的模拟值调节。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种故障安全的模拟输出模块，利用该模拟输出模块可以实现直至IEC 61508的SIL3(安全完整性等级)的故障安全的模拟调节，其例如用于模拟致动器(如线性阀)、位置调节器或者具有0至20mA，4至20mA，0至10V，+/-10V等接口的伺服电机。

在方法方面，本发明由此实现一种用于为针对功能安全性设计的控制过程以故障安全的方式提供模拟输出值的方法，其中，输出值由控制单元给定为数字输出值，该方法包括以下步骤：

-在第一步骤中，借助转换装置将数字输出值转换成模拟输出值。

-在第二步骤中，在使用故障安全标准的情况下，借助回读装置将模拟输出值转换成故障安全的输出值。

-在第三步骤中，将原始提供的数字输出值与所转换的故障安全的数字输出值进行比较，对于该比较得出偏差的情况或者可靠性标准被损害的情况，执行安全性动作，否则，借助释放装置将模拟输出值输出给控制过程。

故障安全标准在此意味着，例如以两种不同方式执行计算，或者在内部以双通道的方式构建相应的组件，或者两个集成的计算处理器相互监视。此外，还使用安全性相关的总线协议，如PROFI Safe。在标准61508中描述了其他的故障安全标准。

通过将模拟值再次转换为数字值并且随后又将其反馈到控制装置中，根据第一替代设计方案，可以在控制装置中通过可靠性检查/或者比较来确定实际值与额定值之间的不允许的偏差，从而能够在有偏差的情况下开始安全状态。