特開 2024-117713 操作ユニットおよび操作ユニットを用いてプラントを動作させる方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024117713

(43)【公開日】2024-08-29

(54)【発明の名称】操作ユニットおよび操作ユニットを用いてプラントを動作させる方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 9/02 20060101AFI20240822BHJP

   G08B 5/36 20060101ALI20240822BHJP

   G08B 23/00 20060101ALI20240822BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

G05B9/02 Z

G08B5/36 K

G08B23/00 510A

G05B23/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023213879

(22)【出願日】2023-12-19

(31)【優先権主張番号】503513

(32)【優先日】2023-02-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】LU

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＺＩＧＢＥＥ

(71)【出願人】

【識別番号】522500170

【氏名又は名称】アーツェーデー・アントリープステヒニク・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】アーロン・フェセラー

【テーマコード（参考）】

3C223

5C083

5C087

5H209

【Ｆターム（参考）】

3C223AA01

3C223BA01

3C223CC01

3C223EB04

3C223FF52

5C083AA02

5C083CC01

5C083DD20

5C083FF03

5C083HH26

5C083JJ30

5C087AA02

5C087AA03

5C087AA16

5C087CC11

5C087DD08

5C087DD27

5C087EE05

5C087FF01

5C087FF16

5C087GG11

5H209AA01

5H209BB13

5H209HH21

5H209JJ05

5H209SS01

(57)【要約】

【課題】プラントまたは機械の動作における安全レベルを高める。とりわけ操作ユニットによるプラントの動作において表示灯の安全な点灯および安全な不点灯を保証する。さらに最も高いSIL/PL値を達成する。
【解決手段】操作ユニットおよび操作ユニットを用いてプラントを動作させるための方法。操作ユニットは、操作ユニットと少なくとも1つのプラントとの間に通信を実現するよう構成されている通信ポートと、操作ユニットに設けられておりプラントの状態を出力するよう構成されているインジケータユニットと、少なくとも1つの安全入力部および少なくとも1つの安全出力部を含む安全エレクトロニクスとを含み、安全エレクトロニクスは少なくとも1つの安全出力部を経由してインジケータユニットに接続されており、少なくとも1つの安全入力部を経由して検出素子に接続されており、検出素子はインジケータユニットの出力を検出する。
【選択図】図2

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のプラントの中からの少なくとも1つのプラントを動作させるための操作ユニットであって、
前記操作ユニットを前記少なくとも1つのプラントに接続するための通信ポートと、
前記少なくとも1つのプラントの状態に関して出力するためのかつ連続的に繰り返されるさらなる出力のためのインジケータユニットであり、前記インジケータユニットは前記操作ユニットに設けられている、インジケータユニットと、
前記少なくとも1つのプラントの前記状態の前記出力中に前記インジケータユニットを監視するための安全エレクトロニクスであり、少なくとも1つの安全入力部および少なくとも1つの安全出力部を含み、前記安全エレクトロニクスは、前記少なくとも1つの安全出力部を経由して、前記インジケータユニットに接続されており、前記安全エレクトロニクスは、前記少なくとも1つの安全入力部を経由して、検出素子に接続されている、安全エレクトロニクスと
を含み、
前記検出素子は、前記インジケータユニットの出力を検出するように構成されており、
前記状態は、機能状態、危険状態、および位置状態のうちの少なくとも1つである、
操作ユニット。

【請求項2】

前記安全エレクトロニクスは、単一チャネルまたは多重チャネルで、フィードバックを経由して、前記安全出力部を用いて、前記インジケータユニットに接続されており、前記安全エレクトロニクスは、前記単一チャネルまたは前記多重チャネルで、前記安全入力部を用いて、前記検出素子に接続されている、
請求項1に記載の操作ユニット。

【請求項3】

前記インジケータユニットは少なくとも1つの信号変換器を含む、
請求項1に記載の操作ユニット。

【請求項4】

前記少なくとも1つの信号変換器の各々は、前記少なくとも1つの安全出力部を経由して、前記安全エレクトロニクスにそれぞれ接続されている、
請求項3に記載の操作ユニット。

【請求項5】

前記少なくとも1つの信号変換器は、ランプ、音響変換器、および振動変換器のうちの少なくとも1つを含む、
請求項3に記載の操作ユニット。

【請求項6】

前記ランプは単一ランプまたは複合ランプを含む、
請求項5に記載の操作ユニット。

【請求項7】

前記インジケータユニットは、点灯情報、音響情報、および振動情報のうちの1つを用いて、前記少なくとも1つのプラントの前記機能状態、前記危険状態、および前記位置状態を出力する、
請求項1に記載の操作ユニット。

【請求項8】

前記検出素子は少なくとも1つの信号検出器を含み、信号検出器数は信号変換器数と異なる可能性がある、
請求項1に記載の操作ユニット。

【請求項9】

前記少なくとも1つの信号検出器は、フォトレジスタ、フォトダイオード、フォトトランジスタ、音響センサ、および振動センサのうちの少なくとも1つを含む、
請求項8に記載の操作ユニット。

【請求項10】

各信号検出器は、前記少なくとも1つの安全入力部を経由して、前記安全エレクトロニクスにそれぞれ接続されている、
請求項8に記載の操作ユニット。

【請求項11】

前記操作ユニットは、前記少なくとも1つのプラントから独立した部品または前記プラントの一部であり得る、
請求項1に記載の操作ユニット。

【請求項12】

前記通信ポートは、ワイヤレスでまたは有線で、前記少なくとも1つのプラントと通信する、
請求項1に記載の操作ユニット。

【請求項13】

前記操作ユニットを作動させるように構成されている少なくとも1つの作動素子と、
前記少なくとも1つのプラントの前記状態に関する情報および前記操作ユニットの前記状態に関する情報を表示するように構成されているディスプレーと
をさらに含む、請求項1に記載の操作ユニット。

【請求項14】

請求項1から13のいずれか一項に記載の操作ユニットを用いて、複数のプラントの中からの少なくとも1つのプラントを動作させる方法であって、
前記操作ユニットを、前記操作ユニットの通信ポートによって、前記少なくとも1つのプラントに接続するステップと、
前記操作ユニットのインジケータユニットによって、機能状態、危険状態、および位置状態のうちの1つを含む前記少なくとも1つのプラントの状態を、点灯情報、音響情報、および振動情報のうちの少なくとも1つとして出力するステップと、
前記操作ユニットによって、前記少なくとも1つのプラントを動作させるステップと、
前記インジケータユニットによって、前記機能状態、前記危険状態、および前記位置状態のうちの1つを含む、前記少なくとも1つのプラントの前記状態を、前記点灯情報、前記音響情報、および前記振動情報のうちの少なくとも1つとしてさらに出力するステップと
を含み、
さらに出力する前記ステップは、前記操作ユニットと前記少なくとも1つのプラントとの間の前記接続中、連続的に繰り返され、
前記インジケータユニットは、さらに出力する前記ステップの間、前記操作ユニットの安全エレクトロニクスによって監視され、前記安全エレクトロニクスは安全入力部と安全出力部とを含み、前記インジケータユニットは、前記少なくとも1つの安全出力部を経由して、前記安全エレクトロニクスに接続されている、
方法。

【請求項15】

前記操作ユニットの前記インジケータユニットによって、前記少なくとも1つのプラントへ、前記操作ユニットの接続終了に関して知らせるステップと、
前記操作ユニットへの前記少なくとも1つのプラントの前記接続終了時に、前記少なくとも1つのプラントを安全状態に単独で移行させるステップと
をさらに含み、
知らせる前記ステップは、前記少なくとも1つのプラントの前記機能状態、前記危険状態、および前記位置状態を示す信号と異なる信号を用いて実施される、
請求項14に記載の方法。

【請求項16】

接続する前記ステップは有線通信またはワイヤレス通信で実施される、
請求項14に記載の方法。

【請求項17】

出力する前記ステップは、前記インジケータユニットへの信号の制御およびフィードバックにより、前記安全エレクトロニクスによって監視される、
請求項14に記載の方法。

【請求項18】

出力する前記ステップは、前記操作ユニットが、前記操作ユニットと前記プラントとの間の前記接続のための局所許容領域を離れることを含む情報を含む、
請求項14に記載の方法。

【請求項19】

前記操作ユニットの前記安全エレクトロニクスの前記安全出力部を経由して、前記インジケータユニットを監視するステップ
をさらに含む、請求項14に記載の方法。

【請求項20】

前記インジケータユニットによって、前記操作ユニットと前記少なくとも1つのプラントとの間の接続構築または接続終了に関して知らせるステップ
をさらに含む、請求項14に記載の方法。

【請求項21】

前記インジケータユニットによって、前記操作ユニットと前記少なくとも1つのプラントとの間の対形成を表示するステップ
をさらに含む、請求項14に記載の方法。

【請求項22】

複数のプラントの中からの少なくとも1つのプラントのための、請求項1から13のいずれか一項に記載の前記操作ユニットの使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、2023年2月17日に出願された、ルクセンブルグの特許出願LU503513による優先権を主張するものである。該ルクセンブルグの特許出願LU503513の内容はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明の分野は、全般的に、機械工学における安全技術に関し、詳細には、操作ユニット(ヒューマンマシンインターフェース)の信号灯または表示灯に関する。

【背景技術】

【0003】

プラントまたは設備および(電気)機械が、任意の状況下で、人間および環境が暴露されてはならないような危険を伴うリスクをもたらす可能性がある。そのような危険が存在する場合、現存のリスクは、安全の必要性を考慮に入れるために、低減されなければならない。リスク低減を定量化するために、2つの変数である安全インテグリティレベル(SIL: safety integrity level)およびパフォーマンスレベル(PL: performance level)が使用され得る。

【0004】

SILは、IEC61508/IEC61511による国際標準化において標準化されており、安全関連機能が特定の期間内に全ての特定の状況下で要求される安全機能を十分に満たす確率の値を表す。該SILは、最低のリスク低減SIL1から最高のリスク低減SIL3までの3つの個別段階を含む。

【0005】

PLは、特定の状況下で安全機能を実行するコントローラの安全関連部分の能力を表す値である。この場合のPLは、最低のリスク低減PLaから最高のリスク低減PLeまでに及ぶ。

【0006】

SILとPLとの間の関係はISO13849-1:2006規格において説明されている。安全関連システムのSILまたはPLが高いほど、要求される安全機能をシステムが実行しない確率はより低い。

【0007】

より高いSIL値またはより高いPL値、およびしたがってより高い安全レベルを達成するために、いわゆる信号灯または表示灯がプラントのエンジニアリングまたは機械工学において頻繁に使用される。そのようなライトは、対応する色もしくは色の組み合わせで、様々な種類のライトにより、機能状態または危険状態を明確に示す。

【0008】

EN60073規格などの、そのようなライトおよびそれらの適用に対応する規格が存在し、該規格では、外観および機能が色の有意性を用いて定義されている。EN60073は電気機械の分類に関する欧州規格であり、電気プラントまたは電気設備または電気機械の設計、保護等級、および絶縁クラスの要件を定義している。

【0009】

このために、表示灯は監視され、それにより高い安全標準(高いSILまたはPL)が達成され、したがって命および手足のリスクが低減されることになる。最大安全標準が、例えば、1つだけの障害が機能制限を伴わずに起こる可能性があること、およびこの障害が、安全関連システムによって、確実にすなわち100パーセント検出されることを意味する。そのような安全関連システムの設計には、多重チャネル能力、増強、冗長性の程度等が明らかにされるリスク分析が含まれる。このことは、該システムの安全性および信頼性を脅かすことなく、安全関連システムが予期せぬ事態または障害に反応することを可能にするはずである。

【0010】

ライトは機械に固定取付けされることが可能であり、または他には、有線もしくはワイヤレスで移動式に構築され得る。

【0011】

表示灯は機能および危険を視覚的に示し、それにより、それらは、安全技術の観点から、特別な重要性を有する。該表示灯は、怪我から死に至るまでを引き起こし得る危険の可能性を示す。不確かな点灯が、対応する危険の場合には、死亡事故に繋がる可能性がある。したがって、点滅またはパルス状などの、対応する色およびパターンを用いた安全な点灯または安全な不点灯が、いずれの場合でも身体および生命の安全を保証するために、完全に確実にされなければならない。

【0012】

少なくとも1つの動作状態を視覚的に表示するための警告灯コラムが、独国実用新案第202020105750(U1)号から知られている。

【0013】

欧州特許出願公開第1233316(A2)号が自動化部品を動作させるためのデバイスを開示しており、該デバイスでは、操作をより快適にするために、PDAまたは携帯電話などの利用可能なITデバイスが簡単なHMI(ヒューマンマシンインターフェース)として使用されている。

【0014】

独国特許出願公開第102013220865(A1)号が、モバイル通信機器により、工作機械を遠隔で動作させる方法およびシステムを開示している。

【0015】

米国特許第6167464(A)号が、工場等内に空間的に分布した制御システムの作動を監視し、中央処理装置へ位置信号を供給するためのモバイルHMIを開示している。

【0016】

既知の表示灯を可視にするために、それらはプラント/機械においてより高い位置に取り付けられることが多い。この場合、該機械の環境内にいるオペレータまたは人は、プラントまたは機械の状態に関する現在の情報を得ることができるように、表示灯の方向を能動的に見なければならない。特定の課業の場合には、可視性が制限される可能性があり、それにより事故のリスクが高められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】独国実用新案第202020105750(U1)号明細書

【特許文献2】欧州特許出願公開第1233316(A2)号明細書

【特許文献3】独国特許出願公開第102013220865(A1)号明細書

【特許文献4】米国特許第6167464(A)号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

本願の目的は、プラントまたは機械の動作における安全レベルを高めることである。本願のさらなる目的は、とりわけ操作ユニットによるプラントの動作において、表示灯の安全な点灯および安全な不点灯を保証することである。本願のさらなる目的は、最も高いSIL/PL値を達成することである。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本目的は、複数のプラントまたは設備または機械の中からの少なくとも1つのプラントまたは設備または機械を動作させるための操作ユニットによって達成される。該操作ユニットは、操作ユニットを少なくとも1つのプラントに接続するための通信ポートとを含み、ここで該通信ポートは、操作ユニットと少なくとも1つのプラントとの間の通信を実現するように構成されており、出力するためのかつ連続的に繰り返されるさらなる出力のためのインジケータユニットまたは報告ユニットまたは信号ユニットと、ここで該インジケータユニットは操作ユニットに設けられておりかつプラントの状態を出力するように構成されており、少なくとも1つのプラントの状態を出力する間インジケータユニットを監視するための安全エレクトロニクスと、ここで該安全エレクトロニクスは少なくとも1つの安全入力部および少なくとも1つの安全出力部を含み、安全エレクトロニクスは、該少なくとも1つの安全出力部を経由して、インジケータユニットに接続されており、かつ少なくとも1つの安全入力部を経由して、検出素子に接続されている。該検出素子は、インジケータユニットの出力を検出するように構成されている。状態には、機能状態、危険状態、および位置状態のうちの少なくとも1つが含まれる。

【0020】

これは、インジケータユニットが安全エレクトロニクスによって監視されるという利点をもたらし、それにより、最も高いSIL値(SIL3)またはPL値(PLe)が達成され得る。さらなる利点が、インジケータユニットは操作ユニットに直接設けられており、したがってプラントを歩き回ることができるオペレータの視野内に常にあることである。

【0021】

第1の態様によれば、安全エレクトロニクスは、評価のために、単一チャネルもしくは多重チャネルで、フィードバックまたは再循環経由で、安全出力部を用いてインジケータユニットに、かつ単一チャネルもしくは多重チャネルで、安全入力部を用いて検出素子に接続されている。

【0022】

結果として、インジケータユニットおよび検出素子の接続および機能が安全エレクトロニクスを用いて確実に監視されること、接続終了が検出されること、それにより、インジケータライトの安全な点灯および不点灯が保証されることが可能であることが、安全エレクトロニクスによって確実にされ得る。

【0023】

さらなる態様によれば、インジケータユニットは少なくとも1つの信号変換器を含む。

【0024】

結果として、プラントの状態に関するフィードバックが、操作ユニットによって、リアルタイムでオペレータへ出力されることが可能であり、それにより安全レベルは高められ、したがって最も高いSIL/PL値が達成され得る。

【0025】

さらなる態様によれば、信号変換器の少なくとも1つの各々は、少なくとも1つの安全出力部を経由して、安全エレクトロニクスにそれぞれ接続されている。

【0026】

それにより信号変換器の各個々の1つへの接続は安全に構築され、それにより最も高いSIL値(SIL3)またはPL値(PLe)が達成され得る。

【0027】

さらなる態様によれば、少なくとも1つ信号変換器は、ランプもしくは発光体、音響変換器、および振動変換器のうちの少なくとも1つを含む。

【0028】

それによりプラントの状態は、安全レベルをさらに高めかつしたがって最も高いSIL/PL値を達成するために、ライト、ノイズ、もしくは振動によって、個々にもしくは組み合わせて、オペレータへ出力され得る。

【0029】

さらなる態様によれば、ランプは単一ランプまたは複合ランプを含む。

【0030】

プラントシステムの要件およびランプに関する関連規格からの全明細事項が考慮されること、およびこのランプを用いて実施されることが可能である。

【0031】

さらなる態様によれば、インジケータユニットは、点灯情報、音響情報、および振動情報のうちの1つを用いて、少なくとも1つのプラントの機能状態、危険状態、および位置状態を出力する。

【0032】

安全レベルはそれにより高められ、最も高いSIL/PL値が達成され得る。

【0033】

さらなる態様によれば、検出素子は少なくとも1つの信号検出器を含み、信号検出器数は信号変換器数と異なる可能性がある。

【0034】

それにより、単一の信号検出器が複数の信号変換器の出力を検出することが可能であるか、または複数の信号検出器が1つの信号変換器の出力を検出することが可能である。安全レベルはこのように現在の環境に適応されることが可能であり、必要に応じてコストが削減されることが可能であり、高い安全レベルが確実にされ得る。

【0035】

さらなる態様によれば、少なくとも1つの信号検出器は、フォトレジスタ、フォトダイオード、フォトトランジスタ、音響センサ、および振動センサのうちの少なくとも1つを含む。

【0036】

それにより、検出素子は光信号、音響信号、および振動信号を検出し得る。

【0037】

さらなる態様によれば、各信号検出器は、少なくとも1つの安全入力部を経由して、安全エレクトロニクスにそれぞれ接続されている。

【0038】

それにより、検出素子の各信号検出器への接続は確実に監視され、それにより、最も高いSIL値(SIL3)またはPL値(PLe)が達成され得る。

【0039】

さらなる態様によれば、操作ユニットは少なくとも1つのプラントから独立した構成要素またはプラントの一部であり得る。

【0040】

したがって、操作ユニットの電力供給は、一方ではプラントによって、電力ケーブルを経由して外部から、または電池によって自律的に、供給され得る。

【0041】

さらなる態様によれば、通信ポートは、ワイヤレスでまたは有線で、少なくとも1つのプラントと通信する。

【0042】

それにより、操作ユニットのオペレータは、一方では、プラントの環境内で自由に移動することができる。

【0043】

さらなる態様によれば、操作ユニットは、操作ユニットを作動させるように構成されている少なくとも1つの作動素子と、少なくとも1つのプラントの状態に関する情報および操作ユニットの状態に関する情報を表示するように構成されているディスプレーとを含む。

【0044】

それにより、オペレータは、操作ユニットによって、プラントを全体的に動作させることができ、プラントおよび操作ユニットの全関連情報を表示させる。

【0045】

上述の目的は、前述の操作ユニットを用いて、複数のプラントの中からの少なくとも1つのプラントを動作させる方法によって、さらに達成される。本方法は、操作ユニットを、操作ユニットの通信ポートによって、少なくとも1つのプラントに接続するステップと、操作ユニットのインジケータユニットによって、機能状態、危険状態、および位置状態のうちの1つを含む少なくとも1つのプラントの状態を、点灯情報、音響情報、および振動情報のうちの少なくとも1つとして出力するステップと、操作ユニットによって、少なくとも1つのプラントを動作させるステップと、インジケータユニットによって、機能状態、危険状態、および位置状態のうちの1つを含む、少なくとも1つのプラントの状態を、点灯情報、音響情報、および振動情報のうちの少なくとも1つとしてさらに出力するステップとを含み、さらに出力する該ステップは、操作ユニットと少なくとも1つのプラントとの間の接続中、連続的に繰り返され、インジケータユニットは、さらに出力するステップの間、操作ユニットの安全エレクトロニクスによって監視される。それにより、該安全エレクトロニクスは安全入力部と安全出力部とを含み、インジケータユニットは、少なくとも1つの安全出力部を経由して、安全エレクトロニクスに接続されている。

【0046】

一態様によれば、本方法は、操作ユニットのインジケータユニットによって、操作ユニットの接続終了に関して、少なくとも1つのプラントに知らせるステップと、操作ユニットへの少なくとも1つのプラントの接続終了時に、少なくとも1つのプラントを安全状態に単独で移行させるステップとをさらに含み、知らせる該ステップは、少なくとも1つのプラントの機能状態、危険状態、および位置状態を示す信号と異なる信号を用いて実施される。

【0047】

これは、少なくとも1つのプラントの動作が監視され、それにより最も高いSIL値(SIL3)またはPL値(PLe)が達成され得るという利点をもたらす。

【0048】

さらなる態様によれば、接続するステップは有線通信またはワイヤレス通信で実施される。

【0049】

結果として、操作デバイスは、操作デバイスが複数のプラントの中からのプラントに容易に接続し得るという意味で、モバイルで使用され得る。

【0050】

さらなる態様によれば、出力するステップは、インジケータユニットへの信号の制御およびフィードバックにより、安全エレクトロニクスによって、監視される。

【0051】

それにより、最も高いSIL値(SIL3)またはPL値(PLe)が達成され得る。

【0052】

さらなる態様によれば、出力するステップは、操作ユニットが、操作ユニットとプラントとの間の接続のための局所許容領域(locally permissible are)を離れることを含む情報を含む。

【0053】

それにより、動作の安全を確実にするために、動作させられるプラントの所定の局所許容領域内にオペレータが配置されることが確実にされる。

【0054】

さらなる態様によれば、本方法は、操作ユニットの安全エレクトロニクスの安全出力部を経由して、インジケータユニットを監視するステップをさらに含む。

【0055】

インジケータユニットを監視することによって、高い安全基準(高いSILまたはPL)が達成され得る。

【0056】

さらなる態様によれば、本方法は、インジケータユニットによって、操作ユニットと少なくとも1つのプラントとの間の接続構築または接続終了に関して知らせるステップをさらに含む。

【0057】

上述の目的は、複数のプラントの中からの少なくとも1つのプラント用の前述の操作ユニットの使用によって、さらに達成される。

【0058】

それにより、製造ホールなどの製造環境内の複数のプラントが、操作ユニットを用いて動作させられることが可能であり、それにより、生産性が高められることが可能であり、コストが低減されることが可能である。

【0059】

本発明およびそれに関連した利点のより完全な理解が、添付の図と併せて次の詳細な説明を参照して考慮すると、容易に達成される。

【図面の簡単な説明】

【0060】

【図1】第1の実施形態に対応する操作ユニットの概略図である。

【図2】プラントと通信している、図1の操作ユニット100の概略的構造の図である。

【図3】安全エレクトロニクスとインジケータユニットまたは検出素子との間の接続の概略図である。

【図4A】安全エレクトロニクスとインジケータユニットとの間の接続の概略図である。

【図4B】安全エレクトロニクスとインジケータユニットとの間の接続の概略図である。

【図4C】安全エレクトロニクスとインジケータユニットとの間の接続の概略図である。

【図4D】安全エレクトロニクスとインジケータユニットとの間の接続の概略図である。

【図5A】安全エレクトロニクスと検出素子との間の接続の概略図である。

【図5B】安全エレクトロニクスと検出素子との間の接続の概略図である。

【図6】第1の実施形態に対応する、安全エレクトロニクスとインジケータユニットまたは検出素子との間の接続の概略図である。

【図7】第2の実施形態に対応する、安全エレクトロニクスとインジケータユニットまたは検出素子との間の接続の概略図である。

【図8】少なくとも1つのプラントを動作させる方法の流れ図である。

【図9】少なくとも1つのプラントを動作させる方法の別の流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0061】

ここで、本発明を、図を参照して説明する。本明細書に記載されている本発明の態様は単なる例であり、特許請求の範囲の保護範囲を全く制限しないことは言うまでもない。本発明は、特許請求の範囲およびそれらの等価物によって定義される。本発明の一態様の特徴が、それらが互いに矛盾しないならば、本発明の別の態様または他の態様の特徴と組み合わせられ得ることは言うまでもない。

【0062】

図1が、第1の実施形態に対応する操作ユニット100の概略図を示す。該操作ユニット100は、操作ユニット100を用いてプラントまたは設備または機械90を操作することができるオペレータの視点から示されている。操作ユニット100は、ディスプレー10と、第1の作動素子5および第2の作動素子6と、インジケータユニット30と、通信ポート80とを含む。

【0063】

インジケータユニット30は操作ユニット100に設けられており、プラント90の状態を出力するように構成されている。該プラント90の該状態は、機能状態、危険状態、および位置状態のうちの少なくとも1つを含む。さらに、インジケータユニット30は、プラント90への操作ユニット100の接続終了または通信終了に関して知らせることができる。通信ポート80が前に接続されていたプラント90への接続/通信を失う時に、接続終了が起こる。

【0064】

しかし、また、インジケータユニット30は、操作ユニット100のプラント90との接続構築または通信構築または対形成に関する情報を知らせることができる。このために、インジケータユニット30は、操作ユニット100によって少なくとも1つのプラント90を動作させているオペレータへ、対形成に関するフィードバックを与えるのに使用され得る。この場合、非制限的例では、インジケータユニット30は、複数のプラント90から選択されたプラント90を視覚的に表示するために、オペレータへ、接続されるプラント90に取り付けられている表示灯(図示せず)と連携されている点灯を示すことができる。非制限的例では、連携された点灯には、点滅および/または特定の色パターンが含まれ得る。別の非制限的例では、操作ユニット100は、インジケータユニット30によって、操作ユニット100とプラント90との間の対形成を表示し得る。

【0065】

通信ポート80は、操作ユニット100と少なくとも1つのプラント90との間の通信または接続または対形成を実現するように構成されている。該通信は、リアルタイムでまたはミリ秒範囲内の間隔を置いて、実施される。該通信ポート80は、有線でもしくはワイヤレスで、プラント90と通信することができるか、またはそれに接続され得る。プラント90への操作ユニット100の接続はプラント90との操作ユニット100の通信を含む。操作ユニット100は、さらに、プラント90から独立した部品またはプラント90の一部であり得る。操作ユニット100がプラント90から独立した部品でありかつ操作ユニット100がワイヤレスでプラント90と通信する/に接続する場合、操作ユニット100は、この例では、モバイル操作ユニットと見なされ得る。この例では、操作ユニット100は、電池によってまたは電力ケーブルを経由して、電力を得ることができ、該電力ケーブルはプラント90以外の異なる電源に接続される。別の例では、操作ユニット100が有線でプラント90と通信する/に接続される場合、操作ユニット100はセミモバイル操作ユニットと見なされる可能性があり、通信ポート80による通信または電力供給の少なくとも一方が、固定回線によって実現され得る。さらなる例では、操作ユニット100がプラント90の一部として設けられている場合、操作ユニット100は固定操作ユニットと見なされる可能性がある。この例では、操作ユニット100はプラントに固定取付けされており、該プラント90によって電力を供給される。プラント90との該固定操作ユニットの通信は、この例では、ワイヤレスでまたは有線で実施され得る。ワイヤレス通信では、例えばワイファイ(Wi-Fi)、ジグビー(Zigbee)、スレッド(Thread)、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))、LTE、5G等の全ての既知の規格が使用され得る。

【0066】

第1の作動素子5および第2の作動素子6は、操作ユニット100を作動させるように構成されている。詳細には、プラント90のオペレータは、操作ユニット100の該作動素子5、6によって、プラント90を操作することができる。第1の作動素子5は、例えば、緊急停止、緊急遮断、および非常停止のうちの1つである。オペレータは、プラント90の状態に応じて、第1の作動素子5によって、可能な限り迅速にプラント90を停止させるか、該プラントを通常操作で停止させるか、またはプラント90の電力供給のスイッチを切ることができる。第1の作動素子5は、このように、先行技術から既知の構成要素である。第2の作動素子6は、ディスプレー10上の命令および設定がそれを用いて選択され、制御されることが可能である構成要素である。第2の作動素子6が省かれている例では、ディスプレー10はタッチスクリーンを含む。さらなる例では、ディスプレー10は、タブレット(図示せず)の構成要素とすることができ、該タブレットは、例えばLAN、WLAN等のそれ自体の通信経路で、プラント90と通信することができる。この例では、プラント90はタブレットにより設定され、動作させられ得るが、タブレット単独で、最も高い安全レベルおよびその結果として最も高いSIL/PL値を達成することはない。

【0067】

図2は、図1の操作ユニット100の概略的構造を示し、該操作ユニットは複数のプラント90の中からのプラント90に接続されており、それらと通信する。該プラント90との操作ユニット100の接続は通信ポート80によって実施される。操作ユニット100は、複数のプラントの中からの1つに接続するのにかつそれと通信するのに使用され得る。複数のプラント90の中からのどのプラント90に操作ユニット100が接続されるべきかという選択は、操作ユニット100によって選択され得る。

【0068】

図に示すように、操作ユニット100の概略的構造が示されている。該操作ユニット100は安全エレクトロニクス50を含み、該安全エレクトロニクスは、ディスプレー10、第1の作動素子5および第2の作動素子6、インジケータユニット30、ならびに検出素子40に電気的に接続されている。

【0069】

インジケータユニット30は、少なくとも1つの信号変換器SG=SG1を含む。該インジケータユニット30は、2つの信号変換器SG=SG1およびSG2、または複数の信号変換器SG1、…、SGnも含むことができ、SGnはn倍の信号変換器数を示す。例えば、インジケータユニット30は、n=4の信号変換器の場合には、信号変換器SG1、SG2、SG3およびSG4を含む。さらなる例では、インジケータユニット30は、n=6の信号変換器の場合には、信号変換器SG1、SG2、SG3、SG4、SG5およびSG6を含む。

【0070】

少なくとも1つの信号変換器SG1、…、SGnは、ランプ、音響変換器、および振動変換器のうちの少なくとも1つを含み、該ランプは単一ランプまたは複合ランプを含む。単一ランプは、例えば、ライトまたは単一LED(発光ダイオード)である。該複合ランプは、例えば、複数の集積されたまたはグループ化された個々のLEDである。LEDは様々な色で発光することができるか、または様々な色を反映することができる(RGB LED)。インジケータユニット30は、このように、点灯情報、音響情報、および振動情報のうちの1つを用いて、プラント90の機能状態、危険状態、および位置状態を出力することができる。インジケータユニット30は操作ユニット100に設けられており、操作ユニット100のオペレータがインジケータユニット30の出力を点灯情報としてよく見ることができるように、それを振動情報としてよく感じることができるように、それを音響情報としてよく聞くことができるように構成されている。インジケータユニットが3つの信号変換器SG1、SG2およびSG3を含み、かつ該3つの信号変換器SG1、SG2およびSG3の各々がランプである例では、インジケータユニット30は、オペレータへプラント90の状態を示すために、点灯情報により、プラント90の状態を出力することができる。ランプが第1の信号変換器SG1として設けられておりかつ音響変換器が第2の信号変換器SG2として設けられているさらなる例では、インジケータユニット30は、オペレータへプラント90の状態を示すために、点灯情報および音響情報により、プラント90の状態を出力することができる。振動変換器がインジケータユニット30の信号変換器として使用された場合、振動情報は相応に出力され得る。

【0071】

点灯情報、音響情報、および振動情報の各々は、信号変換器SG1、…、SGnの数および安全エレクトロニクス50によって決定され得る。該安全エレクトロニクス50は、詳細に後述されるように、例えばランプの明度および色、音響変換器の周波数および振幅、振動変換器の強度を調整することによって、インジケータユニット30を制御する。

【0072】

検出素子40は、少なくとも1つの信号検出器SD=SD1を含む。該検出素子40は、2つの信号検出器SD=SD1およびSD2または複数の信号検出器SD1、…、SDnを含むこともでき、SDnは、n倍の信号検出器数を示す。例えば、検出素子40は、n=4の信号検出器では、信号検出器SD1、SD2、SD3およびSD4を含む。さらなる例では、検出素子40は、n=6の信号検出器では、信号検出器SD1、SD2、SD3、SD4、SD5およびSD6を含む。信号検出器SD1、…、SDnの数は信号変換器SG1、…、SGnの数と異なる可能性がある。信号検出器SD1、…、SDnと同様に、検出素子40は、信号変換器SG1、…、SGnによって出力された情報または出力を検出するための任意のタイプの検出器を含む。非制限的例として、検出素子40の信号検出器SD1、…、SDnのうちの1つが、フォトレジスタ、フォトダイオード、フォトトランジスタ、音響センサ、および振動センサのうちの少なくとも1つを含む。信号変換器SG1、…、SGnがランプを用いて点灯情報を出力する例では、検出素子40は、信号検出器SD1、…、SDnへ光ファイバケーブルLWLにより点灯情報を実施するために、光ファイバケーブルLWLを含み得る。検出素子40は操作ユニット100に設けられており、インジケータユニット30の出力を検出するように構成されている。このために、オペレータが検出素子40を見ることができないように、検出素子40は操作ユニット100内に設けられ得る。

【0073】

図3は、安全エレクトロニクス50とインジケータユニット30または検出素子40との間の接続の概略図である。該安全エレクトロニクス50は、少なくとも1つの安全入力部E1+、E1-、…、En+、En-および少なくとも1つの安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-を含み、安全入力部および安全出力部の各々は正+の撚り線および負-の撚り線を含む。En+、En-またはAn+、An-は、n倍の安全入力部数または安全出力部数を示す。例えば、安全入力部は、n=4の安全入力部では、安全入力部E1+、E1-、E2+、E2-、E3+、E3-およびE4+、E4-を含む。さらなる例では、安全入力部は、n=6の安全入力部では、安全入力部E1+、E1-、E2+、E2-、E3+、E3-、E4+、E4-、E5+、E5-およびE6+、E6-を含む。同は、安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-に類似的に適用される。

【0074】

安全エレクトロニクス50は、少なくとも1つの安全入力部E1+、E1-、…、En+、En-を経由して、検出素子40に接続される。安全エレクトロニクス50は、少なくとも1つの安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-を経由して、インジケータユニット30に接続される。安全入力部E1+、E1-、…、En+、En-の数は、検出素子40の信号検出器SD1、…、SDnの数によって決まる可能性がある。安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-の数は、インジケータユニット30の信号変換器SG1、…、SGnの数によって決まる可能性がある。

【0075】

図4Aから図4Dまでを参照すると、フィードバックR1、R2を伴う安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-が、より高い安全レベルまたはより高いSIL/PL値を達成するために、安全エレクトロニクス50とインジケータユニット30の信号変換器との間の接続によって、どのように設けられるかに関して、システムの例が描写されている。フィードバックR1、R2を伴う安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-は、この場合、安全エレクトロニクス50内での出力を示し、該出力は、障害の場合には、電流および/または電圧を含む信号が、安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-において、もはや信号変換器SG1、…、SGnのうちの1つへ出力しないことを確実にする。したがって、例えば、スイッチS1、S2の一方に障害が存在して、もはや安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-を経由して信号変換器SG1、…、SGnのうちの1つへ信号が出力されないある事件において、フィードバックR1、R2および安全エレクトロニクス50によって、該信号が検出されることが可能であり、それにより、プラント90は安全状態に移行させられ得る。フィードバックR1、R2は、例えば、電流および/もしくは電圧と一緒にまたは電流および/もしくは電圧に加えて、信号として、スイッチS1、S2の「ON」切換えまたは「OFF」切換えの切換え時間、タイムパルス、電圧レベル等をフィードバックすることができる。それにより、少なくとも1つの信号変換器SG1、…、SGnの出力または不出力を安全に監視することが可能である。それにより、損傷または危険状態を回避すること、およびしたがってSIL/PL値に照らして安全性を高めることが可能である。フィードバックR1、R2は、要件に応じて、情報なしから任意の数の情報までを含み得る。例えば、情報が全くないと、スイッチS1、S2がフィードバックR1、R2によって監視されず、それにより高い安全値が達成され得ない。

【0076】

安全エレクトロニクス50は、インジケータユニット30の少なくとも1つの信号変換器SG1、…、SGnの制御を引き継ぎ、フィードバックR1、R2によって、出力の点灯情報、音響情報、および/または振動情報、例えばランプの明度および色、音響変換器の周波数および振幅、ならびに振動変換器の強度など、を監視する。個々の信号変換器SG1、…、SGnは、安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-を経由して、安全エレクトロニクス50を活用して、制御され、該制御は、チャネルK1を用いて、単一チャネルでまたは多重チャネルで、起こり得る。

【0077】

安全エレクトロニクス50による単一チャネル制御または多重チャネル制御が、個々の信号変換器SG1、…、SGnを制御するのに使用される、独立した安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-の数を説明する。単一チャネル制御が、信号変換器SGを制御するために、信号変換器SG=SG1のために単一安全出力部A1+、A1-だけが存在することを意味する。他方、多重チャネル制御が、信号変換器SG1、…、SGnの各個々の1つに割り当てられる複数の独立した安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-が存在することを意味する。全体的な安全性は、さらなる監視および安全を確実にするフィードバックR1、R2によって、さらに高められ得る。それぞれの安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-における障害が、フィードバックR1、R2と組み合わせて、安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-によって検出されることが可能であり、例えばプラント90のスイッチを安全に切ることなどの、安全な確実に起こる反応が、関連する障害事例において開始される可能性がある。より高い柔軟性がこのように生み出され、システムを制御し監視し得る複数の冗長な安全出力部が存在するので、全体的なシステムの確実性は高められる。

【0078】

少なくとも1つの安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-における電圧および/または電流の単独で行う監視が、少なくとも1つの信号変換器SG1、…、SGnの機能に関して、保証された安全状態をもたらすことができないことに留意すべきである。したがって、例えば電圧または電流が、ランプへ、少なくとも1つの安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-を経由して与えられた場合、ランプの障害に因る点灯はない可能性がある。さらなる例では、電圧または電流が音響変換器に与えられた場合、障害に因る警告音などの音響情報の生成はない可能性がある。さらなる例では、電圧または電流が振動変換器に与えられた場合、障害に因る振動情報の生成はない可能性がある。

【0079】

少なくとも1つの信号変換器SG1、…、SGnの機能に関して安全状態を実現することができるように、少なくとも1つの安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-における電圧および/または電流の監視に加えて、したがって、信号を用いた比較が、少なくとも1つの信号検出器SD1、…、SDnによって実施されるかまたは監視される。それにより、少なくとも1つの信号検出器SD1、…、SDnが少なくとも1つの信号変換器SG1、…、SGnの信号を検出し、外部信号を検出しないことも確実にされ得る。したがって、非制限的例において、外部音響源の音響信号が、操作ユニット100の音響変換器の機能に関する安全状態に影響を及ぼさないことが確実にされる。

【0080】

図4Aは、安全エレクトロニクス50とインジケータユニット30との間の接続の第1の例を示し、該インジケータユニット30は1つだけの信号変換器SG1を含む。該1つの信号変換器SG1は、直列に接続されている2つのスイッチS1、S2を用いて、2チャネルで、安全エレクトロニクス50によって制御される。このために、該2つのスイッチS1、S2の各々は、監視用のフィードバックR1、R2をそれぞれ含む。第1の例による安全出力部A1+、A1-は、このように、2つのスイッチS1、S2を直列に設けること、および(安全出力部の)正の撚り線A1+において、フィードバックR1、R2により該スイッチS1、S2を監視することによって、画定される。この第1の例では、電圧および/または電流を含む出力信号は、フィードバックR1、R2によって、信号変換器SGへフィードバックされ、それにより、スイッチS1、S2のフィードバック回路またはリードバックの監視が起こる。この例においてアース不良が起きた場合(An-がアースに落ちた場合)、それは依然として、2チャネルでスイッチを切られることが可能である。

【0081】

図4Bは、安全エレクトロニクス50とインジケータユニット30との間の接続の第2の例を示し、該インジケータユニット30は、同様に、1つだけの信号変換器SG=SG1を含む。図4Aの場合とは異なり、この例では、スイッチS1、S2は正の撚り線A1+および負の撚り線A1-にそれぞれ設けられており、フィードバックR1、R2によりそれぞれ監視されている。この例では、アース不良(An-がアースに落ちた場合)が、もはや、2チャネルでスイッチを切られることが不可能である。

【0082】

図4Cは、安全エレクトロニクス50とインジケータユニット30との間の接続の第3の例を示す。少なくとも1つの信号変換器SG1、…、SGnの機能に関して保証された安全状態を実現すること、およびしたがってインジケータユニット30の安全出力部を確実することができるように、多重チャネル信号変換器SG1、…、SGnが、すなわち少なくとも2つのチャネルを備えて、一例において使用され得る。この第3の例では、インジケータユニット30は、2つのチャネルSG1.1およびSG1.2を備えた2チャネル信号変換器SG1を含む。該2つのチャネルSG1.1およびSG1.2の各々は、それ自体の安全出力部A1+、A1-およびA2+、A2-を経由して、安全エレクトロニクス50によって制御され、監視される。安全出力部A1+、A1-およびA2+、A2-の監視は、各場合において正の撚り線A1+、A2+により、各場合において直列の2つのフィードバックR1、R2によって起こる。

【0083】

図4Dは、安全エレクトロニクス50とインジケータユニット30との間の接続の第4の例を示し、インジケータユニット30は2つの信号変換器SG1、SG2を含む。この例では、スイッチS1、S2は、図4Bによる第2の例の場合と同様に、監視される。

【0084】

安全エレクトロニクス50とインジケータユニット30との間の接続のさらなる例および実施形態が可能であり、それは、安全エレクトロニクス50の安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-との、単一チャネルまたは多重チャネルの信号変換器SG1、…、SGnの組合せに起因する。安全エレクトロニクス50とインジケータユニット30との間の接続の選択は、達成されるかまたは所望されるSIL/PL値に従って行われ得る。

【0085】

図5Aおよび図5Bは、安全入力部E1+、E1-、…、En+、En-が、より高い安全レベルまたはより高いSIL/PL値を達成するために、安全エレクトロニクス50と検出素子40の信号検出器SD1、…、SDnとの間の接続により、単一チャネルまたは多重チャネルで設けられているシステムの例を示す。

【0086】

図5Aは、安全入力部E1+、E1-の2チャネル監視を備えた信号検出器SD=SD1を含む、検出素子40への安全エレクトロニクス50の接続を示す。信号検出器SD1は、正の撚り線E1+および負の撚り線E1-によって、安全入力部E1+、E1-に接続されており、安全入力部E1+、E1-は2つのチャネルK1およびK2に分割されている(2チャネル)。安全エレクトロニクス50における障害が確実に検出され得るので、より高い確実性および安全性はそれにより達成される。信号変換器SG1、…、SGnおよびその機能に関連する、信号検出器SD1の可能性のある障害が、このように検出され得る。非制限的例では、接続は、信号検出器SD1の単一チャネルソリューションおよび安全エレクトロニクス50の2チャネルソリューションに対応する。

【0087】

図5Bは、2つの信号検出器SD1およびSD2を含む、検出素子40への安全エレクトロニクス50の接続を示す。該2つの信号検出器SD1およびSD2は、2チャネルで、安全エレクトロニクス50の安全入力部E1+、E1-およびE2+、E2-に接続されている。2つの信号検出器SD1、SD2の各々は、単一チャネルで、互いに独立して監視される。これは、信号検出器SD1、SD2と安全エレクトロニクス50との連続2チャネルシステムに対応し、それにより、実質的により高い安全性が達成され得る。

【0088】

安全エレクトロニクス50と検出素子40との間の接続のさらなる例および実施形態が可能であり、それは、単一チャネル監視または多重チャネル監視との安全入力部E1+、E1-、…、En+、En-の組合せに起因する。安全エレクトロニクス50と検出素子40との間の接続の選択は、達成されるかまたは所望されるSIL/PL値に従って行われ得る。

【0089】

安全エレクトロニクス50による、インジケータユニット30および検出素子40の監視は、このように、SIL/PL値の上昇に大きく関与する診断機能を意味する。

【0090】

図6は、操作ユニット100の一部の概略図であり、第1の実施形態に対応する、安全エレクトロニクス50とインジケータユニット30または検出素子40との間の接続が示されている。本実施形態では、インジケータユニット30は単一信号変換器SG1を含み、該信号変換器SG1はランプである。検出素子40は単一信号検出器SD1を含み、該信号検出器はフォトダイオードである。該フォトダイオードはランプの点灯を検出する。さらなる例では、操作ユニット100は、複数の信号変換器SGnと複数の信号検出器SDnとを含み得る。

【0091】

信号変換器SG1は、安全出力部A1+、A1-を経由して、単一チャネルで、安全エレクトロニクス50に接続されている。この例では、安全エレクトロニクス50は、安全出力部A1+、A1-において信号変換器SG1の、第1の測定デバイスM1を用いて電流を、第2の測定デバイスM2を用いて電圧を監視する。該第1の測定デバイスM1および該第2の測定デバイスM2はフィードバックR1を形成する。該フィードバックR1は、電流および/もしくは電圧と一緒に、または電流および/もしくは電圧に加えて、少なくとも1つのさらなる信号を含み得る。信号検出器SD1は、安全入力部E1+、E1-を経由して、単一チャネルで、安全エレクトロニクス50に接続されている。

【0092】

信号変換器SG1が、安全エレクトロニクス50によって、機能状態、危険状態、および位置状態、または状態の変化のうちの1つを点灯情報として出力する場合、この点灯情報は、信号検出器SD1によって検出され、安全入力部E1+、E1-を経由して、安全エレクトロニクス50へ、電流および/もしくは電圧を含む信号として戻されるか、またはフィードバックされる。この実施形態を通して、信号検出器SD1およびしたがって信号変換器SG1自体による、信号変換器SG1の出力は、安全出力部A1+、A1-を経由する信号変換器SG1への信号の安全監視、および安全入力部E1+、E1-を経由する信号検出器SD1からの信号の安全監視と共に、追加で監視される。それにより、信号変換器SG1およびしたがってインジケータユニット30がオペレータへプラント90の状態を安全に出力したこと、またはインジケータユニット30がオペレータへ(誤った)情報を安全に出力しなかったことが、最も高い安全レベルで確実にされ得る。オペレータが視野内に信号変換器SG1を常に有するように、インジケータユニット30は操作ユニット100に取り付けられているので、オペレータはプラント90の状態の変化を即刻認識し、必要に応じて、迅速に反応することができる。詳細には、例えば信号変換器SG1によって赤色点灯点灯情報として報告された現在の危険の場合には、反応時間が大幅に短縮されることが可能であり、それにより全体的なプラントの安全性が著しく高められる。本実施形態では、最も高い安全レベル、およびその結果として最も高いSIL/PL値がこのように達成され得る。

【0093】

図7は、操作ユニット100の一部の概略図を示し、該操作ユニットでは、安全エレクトロニクス50と検出素子40との間の接続は、第2の実施形態に対応して形成されている。第2の例示的実施形態に対応する操作ユニット100の構造は、検出素子40が光ファイバケーブルLWLと信号検出器SD1とを含むという点においてのみ、図6の第1の例示的実施形態に対応する操作ユニット100の構造と異なる。点灯情報としての、インジケータユニット30の出力は、該光ファイバケーブルLWLを経由して、信号検出器SD1へ実施され、信号検出器SD1は、インジケータユニット30の信号または出力を検出する。それにより、信号検出器SD1を、操作ユニット100の任意の位置に設けることが可能であり、それにより、操作ユニット100の形状およびサイズは個々に適応され得る。同一構成要素が同一参照符号で識別され、簡潔にするために、再度詳細に説明されない。

【0094】

信号変換器SG1は、第1の例において、操作ユニット100の動作状態を出力することができる。オペレータが、第2の作動素子6またはディスプレー10のタッチスクリーンによって、複数のプラントからプラント90を選択した場合、信号変換器SG1は接続構築および接続状態を出力することができる。操作ユニット100とプラント90とが接続された場合、信号変換器SG1は、該プラント90の機能状態、危険状態、または位置状態を出力することができる。ランプとしての信号変換器SG1の出力は点灯情報としてもたらされ、該点灯情報は、網羅的でない例では、点滅、パルス状、ならびに明度および色の変更を含む。結果として、点灯情報は、操作ユニット100および/またはプラント90の特定の状態のかつ注目を集めるためのインジケータとして役立つ。一例では、インジケータユニット30が信号変換器SG1によって危険状態を出力した場合、オペレータは、該危険に応じて作動素子5または安全エレクトロニクス50によって、プラント90を確実に停止することができる。オペレータが操作ユニット100を携えて、予め決められた局所許容領域を離れる別の例では、インジケータユニット30は、信号変換器SG1によって、点灯情報、例えば点滅、によって、例えば操作ユニット100とプラント90との間の接続のための局所許容領域を離れたという情報を出力することができる。操作ユニット100の電力供給が電池により実現されるさらなる例では、信号変換器SG1は、電池の低充電状態を示す点灯情報を出力することができる。

【0095】

図8は、操作ユニット100を用いて、複数のプラントの中からの少なくとも1つのプラント90を動作させる方法の流れ図を示す。第1のステップS1では、操作ユニット100は、操作ユニット100の通信ポート80によって、少なくとも1つのプラント90に接続する。該プラント90は、例えば、接続する該ステップS1の前に、ディスプレー10の第2の作動素子6またはタッチスクリーンによって、操作ユニット100においてオペレータにより選択されるプラント、または操作ユニット100のメモリ内に既に事前に格納されているプラントであり得る。接続するステップS1は、有線通信またはワイヤレス通信で実施される。操作ユニット100がプラント90に接続した場合、操作ユニット100とプラント90との間の通信は、リアルタイムでまたはミリ秒範囲内の間隔を置いて、実施される。それにより、第2のステップS2において、プラント90の状態が、インジケータユニット30によって、リアルタイムでまたは殆ど目立たない遅延で、安全に出力されることが確実にされ得る。

【0096】

プラント90の状態を出力するステップS2は、機能状態、危険状態、および位置状態のうちの1つを含み、それは、操作ユニット100のインジケータユニット30によって、点灯情報、音響情報、および振動情報のうちの少なくとも1つとして実施される。インジケータユニット30によってプラント90の状態を出力する該ステップS2は、インジケータユニット30への信号の制御およびフィードバックR1、R2を使用して、安全エレクトロニクス50によって監視される。安全エレクトロニクスによって出力するステップS2は、安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-、少なくとも1つの信号変換器SG1、…、SGn、少なくとも1つの信号検出器SD1、…、SDn、および安全入力部E1+、E1-、…、En+、En-を用いて監視される。危険が存在せずかつオペレータが操作ユニット100を携えて、接続のための局所許容領域内に配置されている場合、機能状態は、例えば、インジケータユニット30によって、適正な機能および操作ユニット100とプラント90との間の接続を示す緑色点灯情報および/または音響信号として、出力されるS2。

【0097】

オペレータは、操作ユニット100によってプラント90を動作させるステップS3を開始し、継続することができる。操作ユニット100によってプラント90を動作させるステップS3の間、プラント90の状態をさらに出力するステップS4が続く。プラント90の状態をさらに出力する該ステップS4は、機能状態、危険状態、および位置状態のうちの1つを含み、それは、点灯情報、音響情報、および振動情報のうちの少なくとも1つとして、インジケータユニット30によって実施される。さらに出力するステップS4は、操作ユニット100とプラント90との間の接続または通信中に、リアルタイムでまたはミリ秒範囲内の間隔を置いて、連続的に繰り返される。それにより、プラント90の状態が、インジケータユニット30によって、リアルタイムでまたは殆ど目立たない遅延で、安全に出力されることが確実にされ、それは、さらに出力するステップS4により、操作ユニット100の安全エレクトロニクス50によって監視される。

【0098】

図9に示されているように、操作ユニット100を用いて、複数のプラントの中からの少なくとも1つのプラント90を動作させる本方法は、操作ユニット100のインジケータユニット30によって、少なくとも1つのプラント90への操作ユニット100の接続終了に関して知らせるステップS5をさらに含む。該インジケータユニット30は、プラント90の機能状態、危険状態、および位置状態を報告するかまたは反映する信号と異なる信号を用いて、接続終了に関して知らせるS5。

【0099】

通信ポート80が予め接続されたプラント90への接続/通信を失った時、接続終了が起こる。該接続終了の理由が、例えば、ユーザが操作ユニット100を携えて局所許容領域を離れること、または電池の低充電状態、またはプラント90もしくは操作ユニット100の電力供給終了であり得る。操作ユニット100へのプラント90の接続終了が起きた場合、プラント90は、S6によって、単独で安全状態になる。プラントを安全状態に単独で移行させる該ステップS6および知らせるステップS5は実質的に同時に実施される。

【0100】

本方法は、操作ユニット100の安全エレクトロニクス50の安全出力部A1+、A1-、…、An+、An-を経由して、インジケータユニット30を監視するステップS7をさらに含む。インジケータユニット30を監視する該ステップS7によって、高い安全基準(高いSILまたはPL)が達成され得る。

【0101】

複数のプラント(90)の中からのプラント90の選択によれば、操作ユニット100は、該複数のプラントの中からの少なくとも1つのプラント90のために使用され得る。一実施形態では、操作ユニット100は、製造ホールなどの製造環境内の複数のプラントを動作させることができる。

【符号の説明】

【0102】

5 第1の作動素子
6 第2の作動素子
10 ディスプレー
30 インジケータユニット
40 検出素子
50 安全エレクトロニクス
80 通信ポート
90 プラント、設備、機械
100 操作ユニット
A1+、A1-、…、An+、An- 安全出力部、撚り線
E1+、E1-、…、En+、En- 安全入力部、撚り線
K1、K2 チャネル
LWL 光ファイバケーブル
M1 測定機器、第1の測定デバイス
M2 測定機器、第2の測定デバイス
R1、R2 フィードバック
S1、S2 スイッチ
S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9 ステップ
SD1、…、SDn 信号検出器
SG1、…、SGn 信号変換器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【外国語明細書】