CN104380216A - Io链路用于链接现场装置的用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将IO链路用于链接现场装置到主总成的用途。

Description

IO链路用于链接现场装置的用途

技术领域

本发明涉及IO链路的用途。

背景技术

在机械和设备工程领域中以及在自动化工程中，已证明大量标准化现场总线***提供对平行单独布线的良好替代。此处，多个所谓的现场总线模块通过现场总线连接到中心控制装置。终端装置又连接到现场总线模块。最近，已将IO链路连接用于将终端装置连接到现场总线模块。在进行所述举动时，现场总线模块接替IO链路主设备的功能。例如，终端装置可为传感器、致动器、显示器装置、操作器装置或机器中的更小驱动器。在许多装配设施中，对用于配线/布线和用于电气设施的开关盒的空间要求通常超过机械搬运***的安装空间。将用于信号传输的硬件安装到机器所需的工作时间以及材料的成本几乎总是超过连接的二进制传感器和致动器的购买成本。由于这个原因，为了避免昂贵及复杂的布线并为了降低成本，经常省去具有模拟信号或串行接口的传感器、可参数化多信道传感器或具有诊断功能的装置，即使使用这些装置实际上将是有利的。

为了处理这个问题，有关制造商的联盟已指定更智能的传感器/致动器接口(被称为“IO链路”)的新标准。计划将IO链路标准化为标准IEC 61131-9中的国际公开标准。通过描述文件IODD、IO链路装置描述来描述IO链路装置。作为描述语言，IODD待标准化为标准ISO 15745中的公开标准。IO链路是用于传感器与致动器之间的信号传输的串行点对点连接及机器的IO级别。原则上，IO链路在IO链路主设备与作为从设备的所连接的IO链路装置之间传输数据。现场总线模块以及SPS接口总成可用作IO链路主设备。IO链路是与二进制标准传感器相兼容的下行链路且通常使用未屏蔽的三线或五线标准线缆。当现场总线级别负责将独立机器或独立机器的组件与设备的控制***互连时，IO链路被分配到机器或传感器致动器级别。现场总线级别包含大多数标准化现场总线，例如大致用于机械和设备工程中的现场总线。常用现场总线(例如)为PROFIBUS-DP、Interbus、DeviceNet、CC-Link和CANopen。最近，还已使用基于以太网的现场总线标准，例如PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT以及Ethernet POWERLINK。出于桥单独参与者之间的更大距离的目的(所述参与者之间的距离可为几百米高达有时超过10km)，以特别有利的方式使用现场总线。然而，这种情况造成一种问题及缺点：以经济上可行的方式在传感器/致动器级别上使用这些高性能总线***实际上是不可能的。

除了纯功能信号之外，还总是存在机器中发现的与安全性相关且用于为人们以及器械提供安全的信号。常用的安全信号来自安全装置及安全开关，例如门安全开关、门锁开关装置、光幕、应急制动开关等。在下文中，术语“安全装置”始终指代这种安全装置及安全开关。

根据DE 10 2009 013 303 A1，总所周知IO链路用于链接所谓的IO链路装置的用途。这些IO链路装置为本身已知的传感器和致动器。其他现场装置(特别是与安全相关的所述现场装置或需要参数化的所述现场装置)的链接仍根据现有技术水平以传统方式进行，即是通过直接链接到现场总线的方式进行。本发明现基于以下目标：还进一步简化其他现场装置及尤其也是与安全相关的这些现场装置的链接和自动化，及尤其进一步简化安装要求。此外，还要简化及优化主总成与现场装置之间的通信。

发明内容

根据本发明，通过使用IO链路以将现场装置链接到主总成来解决所述任务。

有利地使用IO链路来将一或多个以下现场装置连接到主总成：

-驱动器和变频器；

-显示器和操作器装置(HMI)；

-图像识别***；

-供电单元；

-门安全开关；

-安全相关光幕。

为了在避免增加材料和安装费用的需要的同时简化安装程序，增强功能、提供装置的可自动参数化及增强识别和诊断的可能性，一个有利的实施方式提供，至少一种装置状态和/或至少一比特的处理数据经传输到装置或从装置传输和/或通过IO链路传输至少一项诊断信息和/或至少一个参数。特别地，如果通过IO链路连接供电单元，那么切断输出电压及并同样对独立或多个输出电压的安全相关切断是可能的。

为了同样以简单方式促进安全装置的链接，此处设想的是通过IO链路在现场装置与主总成之间执行安全协议的双向转移。此处，安全协议有利地通过IO链路数据位转移，以使得IO链路连接充当黑色信道。

优选地能量转移也通过IO链路发生。此处，通过IO链路接口或IO链路适配器执行现场装置到主总成的链接。使用IO链路以用于链接到现场装置的优势尤其在以下事实中可见：允许可自动参数化，使执行诊断及使用现场装置的识别数据是可能的及此外不需要对装置本身或安装期间的额外费用的情况下促进以技术上简单以及成本有益的方式执行安全安装。由于IO链路装置通过标准化三线或五线线缆连接，所以尤其有利的是配线的简化。

通过使用IO链路适配器，本身已知的现场装置(例如驱动器和变频器、显示器装置和操作器单元(HMI)、图像识别***、供电单元、具有或不具有锁定功能的门安全开关和安全相关光幕)可以有利的方式连接到主总成。

附图说明

本发明的实施方式展示于图式中并且在以下描述中得以更详细描述。

图式展示现场装置通过IO链路适配器连接到主总成的示意图。

具体实施方式

图式展示主总成100的示意图，下文描述的现场装置连接到所述主总成。驱动器和/或变频器200通过外部IO链路适配器或集成IO链路接口210和IO链路连接220连接到主总成。显示器和操作器装置300通过外部IO链路适配器或集成IO链路接口310和IO链路连接320连接到主总成100。图像识别***400通过外部IO链路适配器或集成IO链路接口410和IO链路连接420连接到主总成100。供电单元500通过外部IO链路适配器或集成IO链路接口510和IO链路连接520连接到主总成100。另外，安全相关现场装置(例如具有或不具有锁定功能的门安全开关600)通过外部IO链路适配器或集成IO链路接口610和IO链路连接620连接到主总成100。安全相关光幕700通过外部IO链路适配器或集成IO链路接口710和IO链路连接720连接到主总成100。安全相关信号在最后提及的装置与主总成100之间以双向方式传输。此举可使用IO链路数据位实现，所述IO链路数据位通过本身已知的IO链路协议转移，以使得所述IO链路数据位充当所谓的黑色信道，通过所述黑色信道传输具有对所述安全协议典型的数据位组的安全协议。为此，IO链路数据位的数据位区域用于安全协议的传输。以这种方式，本身已知的IO链路连接可用于安全协议的传输而无须以任何方式修改IO链路连接且同时不需要IO链路连接“实现”进行安全协议的传输。所述IO链路连接类似地用作也被称为“黑色信道”的透明信道。

本发明的基本思想是通过使用IO链路和主总成以非常有利的方式连接本身已知的现场装置。以这种方式，可利用现场装置的全部功能，而不需要对装置本身或安装的任何额外费用。而且，可通过IO链路连接传输用于参数化现场装置的参数、用于确定装置状态的诊断数据或诊断信息或切断信号。因此，在(例如)供电单元500的情况下，可通过IO链路接口510传输用于切断输出电压的信号以及用于对单个或多个输出电压的安全相关‘切断’的信号。此外，可以简单方式传输装置的识别数据并最终也传输安全协议，以使得以技术上简单且因此同时成本有益的方式促进安全安装。

Claims (13)

1.一种将IO链路用于链接现场装置到主总成的用途。

2.根据权利要求1所述的IO链路的用途，其中一或多个以下现场装置连接到所述主总成(100)：

-驱动器和变频器(200)；

-显示器和操作器装置(HMI)(300)；

-图像识别***(400)；

-供电单元(500)；

-门安全开关(600)；

-安全相关光幕(700)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的IO链路的用途，其中通过所述IO链路传输到达或来自所述装置的至少一比特的处理数据和/或至少一项诊断信息和/或至少一个参数。

4.根据权利要求3所述的IO链路的用途，其特征在于，到达或来自所述装置的至少一比特的处理数据形成用于切断输出电压的信号，特别是用于所述供电单元(500)的单个或多个输出电压的安全相关切断。

5.根据前述权利要求中任一项所述的IO链路的用途，其中在所述现场装置(200、300、400、500、600、700)与主总成(100)之间发生安全协议的双向传输。

6.根据权利要求5所述的IO链路的用途，其中通过IO链路数据位传输所述安全协议，以使得所述IO链路连接充当活门信道。

7.根据前述权利要求中任一项所述的IO链路的用途，其中通过所述IO链路进行能量供应。

8.一种包含IO链路接口或IO链路适配器(210)的驱动器和变频器(200)。

9.一种包含IO链路接口或IO链路适配器(310)的显示器和操作器单元(300)。

10.一种包含IO链路接口或IO链路适配器(410)的图像识别***(400)。

11.一种包含IO链路接口或IO链路适配器(510)的供电单元(500)。

12.一种包含IO链路接口或IO链路适配器(610)的具有或不具有锁定功能的门安全开关(600)。

13.一种包含IO链路接口或IO链路适配器(710)的安全相关光幕(700)。