用于识别模块化安全控制装置的配置的方法和系统与流程

本发明涉及用于识别模块化安全控制装置的配置的方法和系统，该模块化安全控制装置具有模块组，该模块组具有一个中央控制模块和数量n≥1个可参数化的电子模块，其中，模块化安全控制装置的配置能够通过不同的电子模块类型和电子模块在模块组内的不同位置来确定，并且模块化安全控制装置的功能能够通过对模块中的至少一些模块的调节元件和/或开关元件的设定来参数化。

背景技术：

1、由现有技术已知符合eniec61508、eniec62061和iso13849标准的模块化安全控制装置的不同的实施方式。这些模块化安全控制装置特别是用于在出现危险情况时将技术设备或机器无故障地且可靠地转换到对人无危险的状态。为此目的，在输入侧借助多个安全输入端接收并且借助控制单元可靠地评估信号发送器或信号设备的相应的输入信号，所述信号发送器或信号设备例如可以是紧急断开开关、紧急停止开关、光栅、光幕、安全垫、防护门位置开关、3d激光扫描器等。在输出侧操控输出电路的相应的安全输出端。通过这些安全输出端，在出现危险情况时借助输出信号这样操控执行器、例如保护器、阀等，使得能够将连接到这些执行器上的一个机器/多个机器或技术设备转换到对人无危险的状态。

2、模块化安全控制装置的重要元件是中央控制模块，该中央控制模块包括控制单元和非易失性存储器件，在非易失性存储器件中特别是以可调用的方式存储有用于运行模块化安全控制装置的软件，该软件在运行期间由控制单元执行。

3、模块化安全控制装置还包括多个电子模块，这些电子模块与中央控制模块一起布置在至少一个模块排中并且提供特定功能、特别是与安全有关的功能。中央控制模块和电子模块在装配时以合适的方式相互电连接和机械连接并且形成一个模块组，其中，中央控制模块在此形成模块排的头并且因此通常也被称为头模块。

4、安全控制装置的模块化结构有利地实现应用特定的配置可能性，其方式为将多个电子模块个性化地组合、相互布线并且如此配置和参数化，使得它们能够提供所期望的功能、特别是安全功能。此外，用于电子模块的示例(可以由这些电子模块构造具有完全不同的安全功能的模块化安全控制装置)为：输入模块，其可以接收并且可选地处理一个或多个信号发送器的输入信号、诸如传感器或紧急命令设备的输入信号；输出模块，其可以将输出信号输出给连接到其上的一个或多个执行器；组合的输入和输出模块(所谓的i/o模块)；控制模块，其可以控制输入模块与输出模块的分配关系；以及接口模块、通信模块、现场总线控制器、现场总线耦合器等。在制造模块化安全控制装置时，电子模块在所述至少一个模块排中彼此排成一列并且相应地布线并且如此配置和参数化，使得其能够提供对于具体应用目的、特别是在安全方面所需的功能。

5、模块化安全控制装置的应用特定的配置例如可以借助基于软件的配置工具来创建。配置工具的图形用户界面能够实现配置工具的简单且直观的操作。用户可以进行交互式用户输入并且例如确定对模块化安全控制装置提出的相应的逻辑要求。在配置过程中，用户例如还可以选择特定的存在于待控制设备中或存在于机器区域中的信号发送器或信号设备(诸如紧急断开或紧急停止按钮、防护门、光栅等)、或选择其输入信号必须被可靠地评估的传感器、以及选择必须被可靠地操控的执行器。亦即，因此能够借助配置工具来配置特别是模块化安全控制装置的安全输入端和安全输出端。

6、中央控制模块以及电子模块的特性可以通过可机械操纵的调节元件的硬件设定来确定，从而中央控制模块以及电子模块的功能能够被相应地参数化。这些调节元件优选可以是旋转编码器，其特别是可以被构造为电位计。硬件设定例如包括设置中央控制模块以及电子模块的一个或多个旋转编码器、特别是电位计的旋转位置。通过电子模块的旋转编码器的旋转位置，特别是能够设定连接到所涉及的电子模块上的执行器的接通和/或断开延迟。此外，硬件设定也可以包括设置中央控制模块和/或电子模块的一个或多个开关元件的开关位置，其中，开关元件不被构造为旋转编码器。对于这种可以用于中央控制模块以及电子模块的参数化的开关元件的不应理解为穷举的示例是dip开关。

7、用户可以在配置时预先给定可机械操纵的调节元件和开关元件的开关位置、特别是旋转编码器的旋转位置和dip开关的位置，从而在制造模块化安全控制装置时可以在制造商侧已经实现这些开关位置。由此，在模块化安全控制装置投入使用时省去了附加的设定耗费。

8、借助所选择的模块类型、其在模块组的所述至少一个模块排中的顺序和相应的参数设定实现模块化安全控制装置的针对具体安全应用的个性化的配置和参数化。对于模块化安全控制装置的如此获得的配置可以产生一一对应的机器可读的配置代码，该配置代码可以作为数据集以可调用的方式存储在非易失性存储器件中。这种一一对应的配置代码可以在模块化安全控制装置的电子文档记录中使用，或者在损坏情况下也可以作为用于替代的订购代码(bestell-code)使用。

9、模块化安全控制装置的优点在于，例如通过更换一个或多个电子模块和/或通过添加一个或多个电子模块能够非常简单地改变配置。因此重要的是，模块化安全控制装置的配置和可选地也改变的参数化的任何实际改变在整个寿命周期期间也在模块化安全控制装置的数字文档记录中被维持。

10、为了将这种变化无错误地传输到数字文档记录中，值得期望的是，将对变化的检查嵌入到尽可能自动化的工作流程中。在此，主要的错误来源是对模块化安全控制装置的改变的配置和参数化的精确确定。由此引出的问题提出是，如何能够通过用户尽可能高效和无错误地确定和以文档方式记录模块化安全控制装置的各个当前配置或所有配置变化和参数化变化。

技术实现思路

1、为了解决所述问题，本发明提出一种具有权利要求1的特征的用于识别模块化安全控制装置的配置的方法和一种具有权利要求13的特征的系统。从属权利要求涉及本发明的有利的进一步改进方案。

2、根据本发明的用于识别模块化安全控制装置的配置的方法——该模块化安全控制装置具有模块组，该模块组具有一个中央控制模块和数量n≥1个可参数化的电子模块，这些电子模块从多个可供使用的模块类型中选择，其中，模块化安全控制装置的配置能够通过不同的电子模块类型和电子模块在模块组内的不同位置来确定，并且模块化安全控制装置的功能能够通过对电子模块中的至少一些电子模块的调节元件和/或开关元件的设定来参数化——包括以下步骤：

3、提供多个一一对应的配置代码，各配置代码代表多个不同的模块化安全控制装置的不同的配置和参数化，

4、借助基于摄像机的图像产生装置基于模块组的一个或多个图像或图像序列产生模块化安全控制装置的模块组的数字图像，所述一个或多个图像或图像序列由图像产生装置的摄像机装置生成，

5、将数字图像传输至评估装置，借助该评估装置实施评估算法，该评估算法通过图像识别来检测和处理所选择的模块类型、中央控制模块和电子模块在模块组内的位置、以及对电子模块中的每个电子模块的以及中央控制模块的调节元件和/或开关元件的设定，并且从由此获得的信息中产生一一对应的逻辑代码，该逻辑代码代表模块化安全控制装置的模块组的当前的配置和参数化，

6、将在前一步骤中产生的一一对应的逻辑代码与所提供的一一对应的配置代码进行比较，以鉴别模块化安全控制装置的模块组的当前的配置和参数化，其中，当逻辑代码与配置代码之一一致时产生鉴别数据集，并且当逻辑代码与配置代码中的任一配置代码都不一致时产生错误代码，并且

7、当逻辑代码与配置代码之一一致时输出鉴别数据集和/或输出能从鉴别数据集中获得的图像，或者当逻辑代码与配置代码中的任一配置代码都不一致时输出错误代码。

8、根据本发明的方法有利地能够实现自动化地识别不同的模块类型、在模块化安全控制装置的模块组内所有安装的单个模块的数量和顺序以及其在已安装状态下的参数化。在此，电子模块的选择和布置结构描述基本的功能原理(电路结构)，而电子模块的参数化和可选地还有中央控制模块的参数化描述工作方式。

9、借助根据本发明的方法实施的配置识别为用户提供了大量优点。在此特别是要提到配置和参数化信息的现实性。数字图像并且因此还有模块化安全控制装置的文档记录始终是最新的。配置识别和配置信息的传输有利地在自动化的过程中进行，以便由此排除模块化安全控制装置的数字文档记录中的可能错误。由此也在效率和用户友好性方面产生相应的优点。

10、模块化安全控制装置的配置和参数化变化的始终最新的、标准化的、可追踪的和不容易出错的文档记录能够特别是遵循或者说满足可能的合规要求和/或质量管理要求，特别是在故障安全性和/或工作安全性方面。

11、借助在此提出的方法也能够确保仅检测单个的模块组。也就是说，每个模块组的始端通过能够唯一明确地鉴别的中央控制模块(头模块)定义。相应的模块组的末端基于如下事实而能够清楚地识别出，即，各个模块组在已安装的状态下不是直接彼此排成一列。同样，基于各个模块的几何形状能够唯一明确地鉴别系统下限和系统上限。一个新的模块组的始端通过分配给该模块组的中央控制模块来标识。

12、在一种实施方式中提出，检测分析轴，优选在产生数字图像的步骤期间检测分析轴，借助该分析轴能够确定模块组的各个模块是在水平方向上并排地布置还是在竖直方向上彼此相叠地布置。优选地，可以通过确定中央控制模块在模块组内的安装位置对分析轴进行检测。由分析轴可以定义一个方向轴，该方向轴确定模块化安全控制装置的串行的模块结构的方向。

13、在一种实施方式中存在如下可能性，即，确定在模块组内的模块的数量，优选在产生数字图像的步骤期间确定在模块组内的模块的数量。优选地，为了确定模块组的模块的数量，可以检测在模块组的各个模块之间的定义的间距。

14、在一种有利的实施方式中规定，在产生数字图像的步骤期间，检测在模块组内的模块的多个特定识别特征和模块的所有参数化。这些特定识别特征特别是包括模块化安全控制装置的几何结构(其通过模块组内的模块排给出)以及附加的可视觉检测的描述性的呈现(例如着色、编码、图案)、光学的信号编码(例如闪烁的/闪光的led，其可以具有特定的节拍或者闪烁图案和/或颜色变化)以及调节元件的位置(旋转编码器位置、特别是电位计位置)和开关元件以及其它的、可选地设置的按键等的位置。为了确保从一个模块组检测所有特定识别特征，必须将该模块组作为整体检测，以便能够识别在最终数字图像上的所有系统极限。如果一些特定识别特征不能被一一对应地识别出，则例如可以借助摄像机装置生成具有模块组的细节的附加细节图像，该附加细节图像可以纳入数字图像的创建中。

15、在一种实施方式中可以规定，在针对整个模块组的一个唯一的步骤中实施对在模块组内的模块的特定识别特征和参数化的检测。

16、在一种替代的实施方式中存在如下可能性，即，在多个步骤中逐个模块地并且因此级联地实施对在模块组内的模块的特定识别特征和参数化的检测。

17、在一种实施方式中规定，借助数字图像与多个图像的图像比较来实施图像识别，所述多个图像特别是以可调用的方式存储在数据库中。

18、优选地，可以借助数字图像与所述多个图像的逐个模块的图像比较来实施图像识别。因为图像比较由于各个模块的多种配置可能性和参数化可能性而是非常耗费的，因此有利地使用如下评估方法，该评估方法允许级联并且因此允许逐个模块的图像比较。优选地，在此也可以实施用于减少变型多样性的方法，在该方法中例如确定一个或多个占优势的识别特征。一般存在如下可能性，即，使用模块化安全控制装置的特定表征性区域的一个或多个细节图像来进行验证。

19、在一种替代的实施方式中存在如下可能性，即，通过模拟和/或通过基于数字图像的图像区段的计算来进行图像识别。

20、在一种有利的实施方式中可以规定，当逻辑代码与配置代码之一一致时，借助显示装置可视化鉴别数据集和/或能从该鉴别数据集中获得的图像，或者当逻辑代码与配置代码中的任一配置代码都不一致时，借助显示装置显示错误代码。

21、基于模块化安全控制装置的数字图像，利用这里提出的方法鉴别模块化安全控制装置的整个模块组的配置和参数化。优选地，不仅模块组的当前的配置和参数化、而且模块组的当前的配置和参数化与原始工厂设定的可能偏差以及整个改变过程都被输出并且借助显示装置可视化。优选地，也可以输出并且借助显示装置可视化对可能的错误配置和/或配置改变(或者已经进行的或者还要进行的配置改变)的提示。

22、根据本发明的用于识别模块化安全控制装置的配置的系统包括评估装置、基于摄像机的图像产生装置以及显示装置，其中，该系统被构造用于实施根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

23、基于摄像机的图像产生被装置构造用于产生模块化安全电路的模块组的数字图像，并且包括摄像机装置，该摄像机装置可以生成模块组的一个或多个图像或图像序列、特别是视频序列。图像产生装置例如可以是移动电话或平板电脑或用于工业图像处理的智能摄像机或vr眼镜。

24、显示装置可以优选集成到图像产生装置中。

技术特征：

1.一种用于识别模块化安全控制装置(1)的配置的方法，所述模块化安全控制装置具有模块组(2)，所述模块组具有一个中央控制模块(3)和数量n≥1个可参数化的电子模块(4a-4c)，所述电子模块从多个可供使用的模块类型中选择，其中，所述模块化安全控制装置(1)的配置能够通过不同的电子模块类型和所述电子模块(4a-4c)在所述模块组(2)内的不同位置来确定，并且所述模块化安全控制装置(1)的功能能够通过对所述电子模块(4a-4c)中的至少一些电子模块的调节元件(400a、401a、400b、401b、400c、401c)和/或开关元件的设定来参数化，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测分析轴、优选在产生所述数字图像(200)的步骤期间检测分析轴，借助该分析轴能够确定所述模块组(2)的各个模块(3、4a-4c)是在水平方向上并排地布置、还是在竖直方向上彼此相叠地布置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过确定所述中央控制模块(3)在所述模块组(2)内的安装位置来检测所述分析轴。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，确定在所述模块组(2)内的模块(3、4a-4c)的数量，优选在产生所述数字图像(200)的步骤期间确定在所述模块组内的模块的数量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，为了确定所述模块组(2)的模块(3、4a-4c)的数量，检测在所述模块组(2)的各个模块(3、4a-4c)之间的定义的间距。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在产生所述数字图像(200)的步骤期间，检测在所述模块组(2)内的模块(3、4a-4c)的多个特定识别特征和所述模块(3、4a-4c)的所有参数化。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在针对整个模块组(2)的一个唯一的步骤中实施对在所述模块组(2)内的模块(3、4a-4c)的特定识别特征和参数化的检测。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在多个步骤中逐个模块地实施对在所述模块组(2)内的模块(3、4a-4c)的特定识别特征和参数化的检测。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，借助所述数字图像(200)与多个图像的图像比较来实施所述图像识别，所述多个图像特别是以可调用的方式存储在数据库中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，逐个模块地实施所述图像比较。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过模拟和/或通过基于所述数字图像(200)的图像区段的计算来进行所述图像识别。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，当所述逻辑代码与所述配置代码之一一致时，借助显示装置(103)可视化所述鉴别数据集和/或可视化能够从所述鉴别数据集中获得的图像，或者当所述逻辑代码与所述配置代码中的任一配置代码都不一致时，借助所述显示装置可视化所述错误代码。

13.一种用于识别模块化安全控制装置(1)的配置的系统(100)，所述系统包括评估装置(101)、基于摄像机的图像产生装置(102)以及显示装置(103)，其中，所述系统被构造用于实施根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及一种用于识别模块化安全控制装置(1)的配置的方法和系统，其中，产生模块化安全控制装置(1)的模块组(2)的数字图像(200)，并且借助评估装置(101)通过图像识别来评估数字图像(200)。在此生成逻辑代码，将该逻辑代码与多个配置代码进行比较，以便确定模块化安全控制装置(1)的当前配置。

技术研发人员：F·罗青格尔
受保护的技术使用者：皮尔茨有限及两合公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23