ES2998384T3 - Method of handling safety, control system and industrial system - Google Patents
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Abstract
Un método para gestionar la seguridad en un área de trabajo (12) de un sistema industrial (10), en el que al menos una máquina (14) está dispuesta para funcionar en el área de trabajo (12), al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16) operable manualmente está dispuesto en el área de trabajo (12), y uno o más de la al menos una máquina (14) y el al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16) se pueden mover a diferentes posiciones en el área de trabajo (12), comprendiendo el método determinar de forma continua o repetida si una o más de la al menos una máquina (14) está en proximidad a uno o más de los al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16); y asociar al menos una máquina (14) con el al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16) al determinar que una o más de la al menos una máquina (14) está en proximidad a uno o más de los al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16), de modo que la al menos una máquina asociada (14) se puede llevar a un estado seguro por medio del al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método de gestión de la seguridad, sistema se control y sistema industrial
Campo técnico
La presente divulgación hace referencia en general a la gestión de la seguridad en entornos industriales. En particular, se proporcionan un método de gestión de la seguridad en un área de trabajo de un sistema industrial, un sistema de control para gestionar la seguridad en un área de trabajo de un sistema industrial y un sistema industrial que comprende dicho sistema de control.
Antecedentes
Las áreas de trabajo de las máquinas en sistemas industriales son fijas habitualmente y protegidas con vallas y un sistema de seguridad asociado con el fin de garantizar un entorno seguro para el operario. La tendencia en la industria es aumentar la movilidad de las máquinas de los sistemas industriales. Un ejemplo de dicho sistema industrial es una fábrica donde algunos AGV (vehículos de guiado automático) mueven piezas entre robots y algunos AGV mueven robots entre estaciones de trabajo, donde los robots deben mecanizar las piezas. El aumento de movilidad de las máquinas (p. ej., los AGV y los robots) del sistema industrial en combinación con la movilidad de uno o más operarios da como resultado unos peligros que es necesario solucionar con el fin de garantizar un entorno de trabajo seguro.
El documento US 2017100838 A1 describe métodos y aparatos para hacer funcionar actores robóticos en un entorno humano/robótico. Un controlador de seguridad que está configurado para comunicarse con uno o más actores robóticos puede recibir información de los actores sobre al menos una ubicación de uno o más de los actores robóticos. El controlador de seguridad puede generar una salida que incluya una orden para controlar el funcionamiento de un actor robótico en particular.
El documento US 2008125908 A1 divulga un método para controlar un robot industrial en un área por medio de un dispositivo de control portátil de operario que comprende un botón de parada de emergencia. El robot incluye una función preparadora que tras la activación prepara un dispositivo preparador del dispositivo de control portátil de operario. La función preparadora se activa automáticamente cuando el dispositivo de control de operario entra en el área.
Compendio
Un objeto de la presente divulgación es proporcionar un método para gestionar la seguridad en un área de trabajo de un sistema industrial, donde el método proporciona un entorno más seguro para los operarios en un área de trabajo dinámica con al menos una máquina móvil.
Un objeto adicional de la presente divulgación es proporcionar un método para gestionar la seguridad en un área de trabajo de un sistema industrial, donde el método proporciona una gestión dinámica de la seguridad en un área de trabajo dinámica con al menos una máquina móvil.
Un objeto más adicional de la presente divulgación es proporcionar un método para gestionar la seguridad en un área de trabajo de un sistema industrial, donde el método proporciona una gestión más simple, más flexible y/o más fiable de la seguridad en el área de trabajo.
Un objeto más adicional de la presente divulgación es proporcionar un método para gestionar la seguridad en un área de trabajo de un sistema industrial, donde el método resuelve varios de, o todos, los objetos anteriores en combinación.
Un objeto más adicional de la presente divulgación es proporcionar un sistema de control para gestionar la seguridad en un área de trabajo de un sistema industrial, donde el sistema de control resuelve uno de, varios de, o todos, los objetos anteriores.
Un objeto más adicional de la presente divulgación es proporcionar un sistema industrial que comprende al menos una máquina y al menos un dispositivo de entrada de seguridad, donde el sistema industrial resuelve uno de, varios de, o todos, los objetos anteriores.
De acuerdo con un aspecto, se proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 1.
Mediante la asociación de un dispositivo de entrada de seguridad con una pluralidad de máquinas cercanas al dispositivo de entrada de seguridad de esta manera, el dispositivo de entrada de seguridad podrá llevar los distintos conjuntos de máquinas a sus estados seguros respectivos, donde el conjunto de máquinas depende de la configuración de posiciones en ese momento del dispositivo de entrada de seguridad y las máquinas en un área de trabajo dinámica.
Las máquinas que están asociadas en ese momento con un dispositivo de entrada de seguridad constituyen una extensión de control del dispositivo de entrada de seguridad. Cuando el dispositivo de entrada de seguridad y/o las máquinas se mueven a posiciones diferentes en el área de trabajo, máquinas adicionales se pueden asociar con el dispositivo de entrada de seguridad y/o máquinas asociadas se pueden desvincular del dispositivo de entrada de seguridad, es decir, puede cambiar la extensión de control del dispositivo de entrada de seguridad. Debido a las extensiones de control dinámicas proporcionadas por el método, se pueden proporcionar unas configuraciones protectoras adaptables dinámicamente a los operarios expuestos al sistema industrial. Cada máquina asociada con un dispositivo de entrada de seguridad se puede llevar a un estado seguro mediante una única acción de una persona en el dispositivo de entrada de seguridad, p. ej., presionando un botón.
El método de acuerdo con la presente divulgación se puede utilizar como un complemento de los métodos de seguridad existentes. En el caso de que fallen cualesquiera de los métodos de seguridad existentes, o por cualquier otra razón, se puede activar el dispositivo de entrada de seguridad para llevar las máquinas asociadas con el dispositivo de entrada de seguridad a un estado seguro. Por ejemplo, en el caso de que una máquina en forma de un AGV no reduzca su velocidad según está previsto cuando se acerca a un operario, el operario puede activar cualquiera de los dispositivos de entrada de seguridad (tal como un dispositivo de entrada de seguridad portátil) asociado con el AGV, con el fin de mitigar el peligro del AGV que se acerca.
Cada dispositivo de entrada de seguridad del sistema industrial puede estar configurado para invalidar otros esquemas de control de las máquinas, tales como otras funciones de seguridad, con el fin de llevar la máquina asociada al estado seguro.
Como alternativa, cada dispositivo de entrada de seguridad puede estar configurado para ser utilizado como un complemento a otros esquemas de control de las máquinas, tales como otras funciones de seguridad.
Con el fin de determinar si una o más máquinas están cerca de uno o más dispositivos de entrada de seguridad, el sistema industrial puede comprender, por ejemplo, diversos tipos de sensores. Ejemplos de dichos sensores incluyen escáneres, cámaras tales como cámaras FLIR (infrarrojas de imágenes prospectivas), radares, sensores de proximidad, sensores de luz visible, barreras lumínicas, sensores ópticos, sensores láser, sensores de infrarrojos y/o sensores GPS (sistema de posicionamiento global). Se pueden disponer uno o más sensores en una o más máquinas y/o en uno o más dispositivos de entrada de seguridad. Dichos sensores se pueden denominar como sensores acoplados. Como alternativa o de manera adicional, el sistema industrial puede comprender uno o más sensores independientes de la o las máquinas y del o de los dispositivos de entrada de seguridad. Dichos sensores se pueden denominar sensores desacoplados. En cualquier caso, los datos de posición procedentes de los sensores se pueden traducir en un sistema de coordenadas común con el fin de determinar si una o más máquinas están cerca de uno o más dispositivos de entrada de seguridad. Los sensores también se pueden utilizar para determinar las posiciones de uno o más operarios en el área de trabajo. No obstante, en el caso de que se empleen dispositivos de entrada de seguridad, la posición del operario se puede aproximar con la posición del dispositivo de entrada de seguridad, es decir, se puede suponer que un operario sostiene el dispositivo de entrada de seguridad a menos que se produzca un evento determinado (p. ej., si se activa un interruptor de hombre muerto o si una persona no inicia un pulso de prueba periódico durante un tiempo determinado).
El método puede comprender, por ejemplo, determinar que una máquina está cerca de un dispositivo de entrada de seguridad si una distancia entre la máquina y el dispositivo de entrada de seguridad está por debajo de un valor de distancia determinado. El valor de distancia puede ser estático o dinámico. Los valores de distancia se pueden determinar basándose en un nivel de peligro de cada máquina. En el caso de que se utilicen uno o más valores de distancia dinámicos, los valores de distancia pueden depender del tipo de dispositivo de entrada de seguridad, el tipo de máquina y/o del tipo de operación que lleva a cabo la máquina. Por ejemplo, se puede establecer una distancia mayor para dispositivos de entrada de seguridad estacionarios que para dispositivos de entrada de seguridad móviles.
Como alternativa o de manera adicional, una determinación de si una máquina está cerca de un dispositivo de entrada de seguridad puede comprender, estar constituida por, una determinación de si un dispositivo de entrada de seguridad está dentro de una zona de peligro de una máquina. Una zona de peligro se puede definir como una zona en la que es posible la exposición a la máquina y para la cual un operario necesita una mitigación de riesgos. Como se emplea al menos una máquina móvil, existirán zonas de peligro móviles en el área de trabajo. De manera adicional, se puede definir una zona de tareas alrededor de cada dispositivo de entrada de seguridad. En caso de que exista una superposición entre una zona de tareas y una zona de peligro, se puede determinar que el dispositivo de entrada de seguridad está cerca de la máquina y el dispositivo de entrada de seguridad se puede asociar en consecuencia con la máquina.
A lo largo de la presente divulgación, una o más de la o las máquinas pueden ser robots industriales. Cada robot industrial puede comprender un manipulador programable en tres o más ejes. Ejemplos adicionales de máquinas de acuerdo con la presente divulgación son los AGV y las cintas transportadoras.
En un ejemplo, el sistema industrial comprende una pluralidad de máquinas y al menos un dispositivo de entrada de seguridad. En un ejemplo adicional, el sistema industrial comprende una pluralidad de máquinas y una pluralidad de dispositivos de entrada de seguridad. El área de trabajo puede ser, por ejemplo, un área en una fábrica.
Se pueden tener diversos tipos de estados seguros de las máquinas. Un ejemplo de un estado seguro, de acuerdo con la presente divulgación, se puede lograr deteniendo la máquina, activando los frenos y retirando la potencia de los actuadores finales. Un estado seguro alternativo, de acuerdo con la presente divulgación, se puede lograr limitando la potencia de la máquina.
El método puede comprender además estimar si una o más de las máquinas estará cerca del o de los dispositivos de entrada de seguridad dentro de un límite de tiempo; y asociar al menos una máquina, que estará cerca del o de los dispositivos de entrada de seguridad dentro del límite de tiempo, con el o los dispositivos de entrada de seguridad, de modo que la o las máquinas asociadas se puedan llevar a un estado seguro por medio del o de los dispositivo de entrada de seguridad. Por ejemplo, se pueden asociar una o más máquinas que se acercan a un dispositivo de entrada de seguridad con el dispositivo de entrada de seguridad antes de que las máquinas estén a una distancia definida del dispositivo de entrada de seguridad.
La estimación se puede basar en una velocidad relativa entre la o las máquinas y el o los dispositivos de entrada de seguridad. Por tanto, el método puede comprender además determinar una velocidad relativa entre al menos una máquina y al menos un dispositivo de entrada de seguridad. La velocidad relativa se puede medir o estimar.
El método puede comprender además determinar si al menos una de las máquinas asociadas deja de estar cerca del o de los dispositivos de entrada de seguridad; y desvincular la o las máquinas asociadas del o de los dispositivos de entrada de seguridad tras determinar que al menos una de las máquinas asociadas ya no está cerca del o de los dispositivos de entrada de seguridad, de modo que la o las máquinas desvinculadas ya no se puedan llevar a un estado seguro por medio del o de los dispositivos de entrada de seguridad.
El método puede comprender además determinar si hay una línea de visión obstruida entre el o los dispositivos de entrada de seguridad y una o más de las máquinas; y desvincular al menos una máquina asociada del o de los dispositivos de entrada de seguridad, o evitar la asociación de al menos una máquina con el o los dispositivos de entrada de seguridad, tras determinar que hay una línea de visión obstruida entre el o los dispositivos de entrada de seguridad y una o más de las máquinas, de modo que la o las máquinas desvinculadas no se pueda llevar a un estado seguro por medio del o de los dispositivos de entrada de seguridad. De esta forma, únicamente las máquinas que están a la vista del operario del dispositivo de entrada de seguridad estarán asociadas potencialmente con el dispositivo de entrada de seguridad. La línea de visión entre un dispositivo de seguridad y una máquina puede estar obstruida, por ejemplo, por una pared u otra instalación fija.
De acuerdo con una variante, cada máquina comprende al menos una función de salida para activar un estado seguro de la máquina, el sistema industrial comprende al menos un dispositivo lógico que tiene una función lógica y el o los dispositivos de entrada de seguridad comprenden una función de entrada. En este caso, el método puede comprender además garantizar de manera continua o repetida que cada función de salida pertenece a una secuencia lógica que comprende una función lógica y una función de entrada para activar la función de salida por medio de la función lógica. El método de acuerdo con esta variante soluciona el problema de construir secuencias lógicas en un entorno móvil donde cambian con el tiempo las posiciones de una o más máquinas y/o uno o más dispositivos de entrada de seguridad. El dispositivo lógico puede ser, por ejemplo, un PLC (controlador lógico programable) de seguridad. El o los dispositivos lógicos se pueden disponer en un sistema central de control, en uno o más de los dispositivos de entrada de seguridad y/o en una o más de las máquinas.
Como una o más de las máquinas y el o los dispositivos de entrada de seguridad se pueden mover en el área de trabajo, las secuencias lógicas también dependen del tiempo. El método garantiza que se cumplan las secuencias lógicas que dependen del tiempo para peligros identificados en un entorno móvil. Por medio del método, las secuencias lógicas se actualizan para gestionar la dinámica en el área de trabajo.
Las secuencias lógicas se pueden crear de diversas formas. Por ejemplo, las secuencias lógicas pueden depender de las distancias entre los dispositivos de entrada de seguridad y las máquinas, la configuración estática del área de trabajo, las posiciones de uno o más operarios y la dinámica del área de trabajo, p. ej., las direcciones de movimiento y la velocidad de los dispositivos de entrada de seguridad, los operarios y las máquinas. Qué dispositivo(s) de entrada de seguridad y qué máquinas se deben incluir en unas secuencias lógicas particulares también puede depender de diversas evaluaciones de riesgos en el área de trabajo.
Una parada de emergencia es un ejemplo de una función de entrada. No obstante, hay varias funciones de entrada alternativas que un operario puede activar para enviar información a una función lógica y adicionalmente a una función de salida, con el fin de llevar la máquina a un estado seguro.
Uno o más del o de los dispositivos de entrada de seguridad se pueden mover a distintas posiciones en el área de trabajo. En este caso, el método puede comprender además determinar de manera continua o repetida una posición del o de los dispositivos de entrada de seguridad en el área de trabajo. En algunas áreas de trabajo, puede ser difícil para un operario acceder a un dispositivo de entrada de seguridad estacionario. Por medio de uno o más dispositivos de entrada de seguridad móviles de acuerdo con la presente divulgación, se puede mejorar la seguridad en el área de trabajo.
Una o más de las máquinas se puede mover a distintas posiciones en el área de trabajo. El método puede comprender además determinar de manera continua o repetida una posición de las máquinas móviles en el área de trabajo.
El método puede comprender además proporcionar una indicación a un operario en el área de trabajo, indicando la indicación qué máquinas están asociadas en ese momento con el o los dispositivos de entrada de seguridad. La indicación puede ser, por ejemplo, una indicación luminosa del mismo tipo procedente tanto del dispositivo de entrada de seguridad como de cada máquina asociada con el dispositivo de entrada de seguridad. Por ejemplo, se puede emitir una indicación luminosa de un color particular desde el dispositivo de entrada de seguridad y desde cada máquina asociada en ese momento con el dispositivo de entrada de seguridad.
De acuerdo con un aspecto adicional, se proporciona un sistema de control de acuerdo con la reivindicación 9.
De acuerdo con un aspecto adicional, se proporciona un sistema industrial de acuerdo con la reivindicación 10. El sistema industrial puede ser de cualquier tipo de acuerdo con la presente divulgación.
El sistema industrial puede comprender al menos un dispositivo lógico que tiene una función lógica; donde cada máquina comprende al menos una función de salida para activar un estado seguro de la máquina; donde el o los dispositivos de entrada de seguridad comprenden una función de entrada; y donde el sistema de control está configurado para garantizar de manera continua o repetida que cada función de salida pertenece a una secuencia lógica, que comprende una función lógica y una función de entrada para activar la función de salida por medio de la función de entrada. El o los dispositivos lógicos se pueden disponer en el sistema de control, en una o más de las máquinas, en uno o más de los dispositivos de entrada de seguridad y/o en otras partes del sistema industrial.
El o los dispositivos de entrada de seguridad pueden comprender una parada de emergencia. Como alternativa o de manera adicional, el sistema industrial puede comprender además al menos un dispositivo de indicación configurado para generar una indicación de qué máquinas están asociadas en ese momento con el o los dispositivos de entrada de seguridad. El o los dispositivos de indicación se pueden disponer en cada dispositivo de entrada de seguridad y/o en cada máquina.
Breve descripción de los dibujos
A partir de las siguientes realizaciones, consideradas conjuntamente con los dibujos, serán evidentes detalles, ventajas y aspectos adicionales de la presente divulgación, donde:
la figura 1 representa esquemáticamente una vista superior de un sistema industrial en un primer estado; y
la figura 2 representa esquemáticamente una vista superior del sistema industrial de la figura 1 en un segundo estado.
Descripción detallada
En lo que sigue a continuación se describirá un método de gestión de la seguridad en un área de trabajo de un sistema industrial, un sistema de control para gestionar la seguridad en un área de trabajo de un sistema industrial y un sistema industrial que comprende un sistema de control. Se utilizarán los mismos números de referencia para designar características estructurales iguales o similares.
La figura 1 representa esquemáticamente una vista superior de un sistema industrial 10 en un primer estado. El sistema industrial 10 comprende un área de trabajo 12, una pluralidad de máquinas 14a-14l en el área de trabajo 12 y una pluralidad de dispositivos de entrada de seguridad 16a-16c en el área de trabajo 12 (también se puede hacer referencia a cada máquina 14a-14l con el número de referencia “14” y también se puede hacer referencia a cada dispositivo de entrada de seguridad 16a-16c con el número de referencia “16”). Cada una de las máquinas 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14i y 14k se ejemplifica como un robot industrial que tiene un manipulador programable en tres o más ejes. Las máquinas 14a, 14g, 14h y 14j se ejemplifican como unos AGV. La máquina 14l se ejemplifica como un transportador.
Las máquinas 14a, 14g, 14h, 14i y 14k son móviles y las máquinas 14b, 14c, 14d, 14e, 14f y 14l son estacionarias. La máquina 14i es móvil gracias a que está transportada por la máquina móvil 14h y la máquina 14k es móvil gracias a que está transportada por la máquina móvil 14j. La máquina 14a se mueve hacia abajo en la figura 1, tal como se indica mediante la flecha 18, la máquina 14g se mueve hacia arriba en la figura 1, tal como se indica mediante la flecha 20, las máquinas 14h y 14i se mueven hacia la izquierda en la figura 1, tal como se indica mediante la flecha 22, y las máquinas 14j y 14k se mueven hacia la izquierda, tal como se indica mediante la flecha 24. Como las máquinas 14a, 14g, 14h, 14i, 14j y 14k se pueden mover por el área de trabajo 12, se puede decir que el sistema industrial 10 tiene flexibilidad espacial. Todas las máquinas 14, tanto móviles como estacionarias, constituyen peligros para las personas cercanas a las máquinas 14.
Cada máquina 14 comprende una función de seguridad en forma de una función de salida 26a-26l (también se puede hacer referencia a las funciones de salida 26a-26l con el número de referencia “26”). Cuando se activa la función de salida 26 de una máquina 14, la máquina 14 se lleva a un estado seguro, por ejemplo, desactivando la potencia a los motores y activando los frenos. La función de salida 26 puede invalidar las funciones de seguridad existentes de la máquina 14 o puede funcionar como un complemento de las funciones de seguridad existentes de la máquina 14.
Los dispositivos de entrada de seguridad 16a y 16b son móviles y son transportados por el operario 28a y el operario 28b, respectivamente (también se puede hacer referencia a cada operario 28a y 28b con el número de referencia “28”). En la figura 1, el operario 28b y el dispositivo de entrada de seguridad 16b se mueven hacia abajo y hacia la derecha en la figura 1, tal como se indica mediante la flecha 30. El dispositivo de entrada de seguridad 16c es estacionario.
En este ejemplo, los dispositivos de entrada de seguridad 16a y 16b son paradas de emergencia móviles dispuestas en una unidad de control remoto de robots (TPU) portátil respectiva y el dispositivo de entrada de seguridad 16c es una parada de emergencia estacionaria. Cada dispositivo de entrada de seguridad 16a, 16b y 16c proporciona una función de seguridad en forma de una función de entrada 32a, 32b y 32c (también se puede hacer referencia a las funciones de entrada 32a, 32b y 32c con el número de referencia “32”).
En este ejemplo, la función de entrada 32 comprende, por tanto, la activación de una parada de emergencia del dispositivo de entrada de seguridad 16 respectivo. No obstante, se pueden tener funciones de entrada 32 alternativas o adicionales. Por ejemplo, las funciones de entrada 32a y 32b de los dispositivos de entrada de seguridad móviles 16a y 16b también pueden comprender la activación de un interruptor de hombre muerto, o una señal de alerta emitida si un operario 16a y 16b no responde a un pulso de prueba periódico.
El sistema industrial 10 comprende además un sistema de control 34. El sistema de control 34 puede controlar algunas o muchas operaciones de las máquinas 14 y los dispositivos de entrada de seguridad 16. El sistema de control 34 comprende un dispositivo de procesamiento de datos 36 y una memoria 38. Se almacena un programa informático en la memoria 38. El programa informático comprende un código de programa que, cuando es ejecutado por el dispositivo de procesamiento de datos 36, hace que el dispositivo de procesamiento de datos 36 lleve a cabo, u ordene la ejecución de, al menos algunos de los pasos que se describen en la presente. El sistema de control 34 puede estar alejado del área de trabajo 12, por ejemplo, se puede disponer en una sala de servidores alejada. El sistema de control 34 se puede comunicar de manera inalámbrica con las máquinas 14 respectivas y los dispositivos de entrada de seguridad 16 respectivos.
El sistema industrial 10 comprende además una pluralidad de sensores 40a-40c (también se puede hacer referencia a los sensores 40a-40c con el número de referencia “40”). En este ejemplo, los sensores 40a y 40b son unas cámaras estacionarias para monitorizar la totalidad el área de trabajo 12. De ese modo, el área de trabajo 12 constituye una zona de supervisión en la que se monitorizan las posiciones de al menos las máquinas móviles 14 y los dispositivos de entrada de seguridad móviles 16. El sensor 40c es una cámara FLIR dispuesta en la máquina móvil 14h. El sistema de control 34 está configurado para determinar las posiciones y las velocidades de movimiento de las máquinas 14, los operarios 28 y los dispositivos de entrada de seguridad 16, por ejemplos, basándose en las imágenes recibidas desde los sensores 40a, 40b y 40c. Los sensores 40a, 40b y 40c pueden estar por tanto en comunicación mediante señales con el sistema de control 34.
El sistema industrial 10 en la figura 1 comprende además una mesa estacionaria 42 y una pluralidad de paredes 44. El sistema industrial 10 se dispone para manipular los objetos 46 por medio de las máquinas 14. En el ejemplo de la figura 1, cada uno del dispositivo de entrada de seguridad 16b, la máquina 14h y la máquina 14i se ilustra de modo que comprenda un dispositivo de indicación 48. Cada máquina 14 y cada dispositivo de entrada de seguridad 16 del sistema industrial 10 puede estar provisto de dicho dispositivo de indicación 48. Como alternativa o de manera adicional, el o los dispositivos de indicación 48 se pueden disponer de manera estacionaria en el área de trabajo 12.
El sistema industrial 10 está configurado para determinar de manera continua o repetida si una o más de las máquinas 14 está cerca de cualquiera de los dispositivos de entrada de seguridad 16. Se puede determinar si una máquina 14 está cerca de un dispositivo de entrada de seguridad 16 basándose en una distancia entre la máquina 14 y el dispositivo de entrada de seguridad 16. No obstante, esta distancia puede variar de diversas formas. Por ejemplo, se puede utilizar una distancia mayor para el dispositivo de entrada de seguridad estacionario 16c y se puede utilizar una distancia menor para los dispositivos de entrada de seguridad móviles 16a y 16b. Por tanto, en la figura 1, se puede determinar, por ejemplo, que todas las máquinas 14 en el área de trabajo 12 están cerca del dispositivo de entrada de seguridad 16c, que únicamente las máquinas 14b, 14c, 14d y 14l están cerca del dispositivo de entrada de seguridad 16a y que únicamente las máquinas 14c, 14d y 14e están cerca del dispositivo de entrada de seguridad 16b. Basándose en estas determinaciones de proximidad, las máquinas 14a-14l se asocian con el dispositivo de entrada de seguridad 16c, de modo que cada máquina 14a-14l se pueda llevar a un estado seguro por medio del dispositivo de entrada de seguridad 16c, las máquinas 14b, 14c, 14d y 14l se asocian con el dispositivo de entrada de seguridad 16a de modo que cada máquina 14b, 14c, 14d y 14l se pueda llevar a un estado seguro por medio del dispositivo de entrada de seguridad 16a y las máquinas 14c, 14d y 14e se asocian con el dispositivo de entrada de seguridad 16b de modo que cada máquina 14c, 14d y 14e se pueda llevar a un estado seguro por medio del dispositivo de entrada de seguridad 16b.
En el ejemplo de la figura 1, el dispositivo de entrada de seguridad estacionario 16c se asocia por tanto con las máquinas móviles 14a, 14g, 14h, 14i, 14j y 14k en el área de trabajo 12, a diferencia de muchas paradas de emergencia estacionarias de acuerdo con la técnica anterior. Aunque se puede determinar que la máquina 14a está cerca del dispositivo de entrada de seguridad 16a, existe una pared 44 entre la máquina 14a y el dispositivo de entrada de seguridad 16a. Ya que hay una línea de visión obstruida entre el dispositivo de entrada de seguridad 16a y la máquina 14a debido a la pared 44, el dispositivo de entrada de seguridad 16a puede no estar asociado con la máquina 14a. Las posiciones de las paredes 44 en el área de trabajo 12 se pueden determinar, por ejemplo, mediante el sistema de control 34 basándose en datos de imágenes procedentes de los sensores 40a y 40b.
El sistema industrial 10 comprende además al menos una función lógica 50. En este ejemplo, el sistema industrial 10 comprende una pluralidad de funciones lógicas 50. Una función lógica 50 se puede proporcionar, por ejemplo, en una o más máquinas 14, tal como en su PLC de seguridad, en el sistema de control 34 y/o en un servidor central.
En la figura 1, las máquinas 14b-14d comprenden las funciones lógicas 50b-50d respectivas, la máquina 14f comprende una función lógica 50f, la máquina 14h comprende una función lógica 50h, la máquina 14j comprende una función lógica 50j, la máquina 14l comprende una función lógica 50l y el sistema de control 34 comprende una función lógica 50m (también se puede hacer referencia a las funciones lógicas 50b-50d, 50f, 50h, 50j, 50l y 50m con el número de referencia “50”). La razón por la que, por ejemplo, cada una de las máquinas 14b-14d y 14f comprende una función lógica 50b-50d y 50f respectiva pero la máquina 14e no, puede ser que las máquinas 14b-14d y 14f provengan de un proveedor diferente al de la máquina 14e. Por tanto, las máquinas 14b-14d y 14f se pueden suministrar con funciones lógicas 50b-50d y 50f agrupadas con las funciones de salida 26b-26d y 26f respectivas.
En caso de que el operario 28a active la función de entrada 32a del dispositivo de entrada de seguridad 16a, la orden de entrada se enviará a todas las funciones lógicas 50 de las secuencias lógicas que tienen funciones de salida 26 asociadas con la función de entrada 32a. En la figura 1, la orden de entrada se enviará a las funciones lógicas 50b-50d y 50l respectivas de las máquinas 14b-14d y 14l, y cada máquina 14b-14d y 14l se llevará de ese modo a un estado seguro. Un ejemplo de una secuencia lógica comprende, por tanto, la activación de la función de entrada 32a (p. ej., cuando el operario 28a presiona un botón de emergencia en el dispositivo de entrada de seguridad 16a), el envío de información referente a la activación de la función de entrada 32a a las funciones lógicas 50b-50d y 50l, y la activación de las funciones de salida 26b-26d y 26l mediante las funciones lógicas 50b-50d y 50l para llevar las máquinas 14b-14d, 14l a sus estados seguros respectivos.
En caso de que el operario 28b active la función de entrada 32b del dispositivo de entrada de seguridad 16b, la orden de entrada se enviará a todas las funciones lógicas 50 de las secuencias lógicas que tienen funciones de salida 26 asociadas con la función de entrada 32b. En la figura 1, la orden de entrada se enviará a las funciones lógicas 50c y 50d respectivas de las máquinas 14c y 14d, y a la función lógica 50m del sistema de control 34. Como la función lógica 50c pertenece a una secuencia lógica que comprende la función de salida 26c, la función lógica 50d pertenece a una secuencia lógica que comprende la función de salida 26d y la función lógica 50m pertenece a una secuencia lógica que comprende la función de salida 26e, cada máquina 14c-14e se llevará de ese modo a un estado seguro.
En caso de que un operario 28 active la función de entrada 32c del dispositivo de entrada de seguridad estacionario 16c, la orden de entrada se enviará a todas las funciones lógicas 50 de las secuencias lógicas que tienen unas funciones de salida 26 asociadas con la función de entrada 32c. De ese modo, todas las máquinas 14 en el área de trabajo 12 se llevarán a un estado seguro. Como, por ejemplo, la máquina 14a no comprende ninguna función lógica “integrada”, la función de entrada 32c se puede procesar mediante la función lógica 50m del sistema de control 34 y la función lógica 50m puede activar a su vez la función de salida 26a de la máquina 14a, con el fin de llevar la máquina 14a a un estado seguro. Por tanto, no es necesario procesar todas las órdenes de entrada en el área de trabajo 12.
El sistema de control 34 puede realizar un diagnóstico periódicamente de la funcionalidad de los sensores 40a y 40b. Por ejemplo, se puede realizar un diagnóstico del sensor 40c mediante la función lógica 50h de la máquina 14h.
Se puede decir que el sistema industrial 10 de la figura 1 comprende una pluralidad de sistemas de seguridad. Cada sistema de seguridad se puede dividir en tres funciones de seguridad que comprenden una función de entrada 32, una función lógica 50 y una función de salida 26. Cuando se activa una función de entrada 32, la información se transfiere a una función lógica 50. La función lógica 50 transferirá posteriormente la información a una o más funciones de salida 26. Como resultado, el peligro identificado termina. Por tanto, una secuencia lógica de una función de entrada 32, una función lógica 50 y una función de salida 26 llevarán la máquina 14 a un estado seguro. El número y la ubicación de las funciones lógicas 50 puede variar siempre que cada función de salida 26 pertenezca a una secuencia lógica que comprende una función lógica 50 y una función de entrada 32 para activar la función de salida 26 por medio de la función lógica 50. Un desafío con un área de trabajo 12 del tipo de la figura 1, que constituye un entorno móvil, es construir secuencias lógicas adecuadas cuando cambian con el tiempo una o más posiciones de las funciones de entrada 32 y/o una o más posiciones de las funciones de salida 26.
Las tres funciones de seguridad (la función de entrada 32, la función lógica 50 y la función de salida 26) para formar un sistema de seguridad mínima se pueden agrupar entre sí o ser independientes. Por ejemplo, una función de entrada 32 se puede agrupar con una función lógica 50 y/o una función de salida 26, la función lógica 50 se puede agrupar con la función de salida 26, y/o se pueden agrupar la función de entrada 32, la función lógica 50 y la función de salida 26. Puede ser necesario considerar las relaciones entre las funciones de entrada 32, las funciones lógicas 50 y las funciones de salida 26 con el fin de proporcionar un área de trabajo 12 segura. Dentro del área de trabajo 12 del sistema industrial 10, donde no se proporcionan vallas o restricciones similares para las máquinas 14, y donde los operarios 28 y las máquinas 14 se pueden mover unos con respecto a otros, puede no ser factible tener secuencias lógicas estáticas que comprenden una función de entrada 32, una función lógica 50 y una función de salida 26.
Con frecuencia, hay muchos ejemplos del sistema de seguridad mínima para una o más máquinas 14. Por tanto, para un sistema industrial 10 que comprende una pluralidad de máquinas 14, puede haber un gran número de sistemas de seguridad mínima que se deben gestionar. Por ejemplo, la función de entrada 32a y la función de salida 26a pueden pertenecer a secuencias lógicas diferentes. La función de entrada 32a puede pertenecer a secuencias lógicas que comprenden las funciones lógicas 50b-50d y 50l y las funciones de salida 26b-26d y 26l. La función de salida 26a de la máquina 14a puede pertenecer a una secuencia lógica que comprende la función de entrada 32c del dispositivo de entrada de seguridad 16c y la función lógica 50m del sistema de control 34. Las secuencias lógicas se actualizan de manera continua o repetida para incluir o excluir diversos dispositivos de entrada de seguridad 16 y máquinas 14, con el fin de gestionar la dinámica del sistema industrial 10.
A medida que el operario 28b se mueve en la dirección de la flecha 30 y las máquinas 14h y 14i se mueven en la dirección de la flecha 22, la distancia entre el operario 28b y las máquinas 14h y 14i se reducirá y el operario 28b estará en última instancia a una distancia determinada de las máquinas 14h y 14i. Las máquinas 14h y 14i se pueden evaluar como un peligro potencial para el operario 28b, por ejemplo, por medio de un análisis de riesgos que se lleva a cabo en el sistema de control 34. La mitigación del peligro identificado es llevar las máquinas en movimiento 14h y 14i a un estado seguro, por ejemplo, una parada total de las máquinas en movimiento 14h y 14i.
En la figura 1, se puede determinar que el dispositivo de entrada de seguridad 16b estará cerca de las máquinas 14h y 14i dentro de un límite de tiempo determinado y el dispositivo de entrada de seguridad 16b se puede asociar opcionalmente con las máquinas 14h y 14i antes de estar cerca de las máquinas 14h y 14i. Se puede realizar una “asociación temprana” similar, es decir, antes de que el dispositivo de entrada de seguridad 16b esté cerca de las máquinas 14h y 14i, basándose en una velocidad relativa entre el dispositivo de entrada de seguridad 16b y las máquinas 14h y 14i.
La figura 2 representa esquemáticamente una vista superior del sistema industrial 10 de la figura 1 cuando adopta un segundo estado, un límite de tiempo determinado tras adoptar el primer estado en la figura 1. En la figura 2, el operario 28b se ha desplazado fuera de las zonas de peligro de las máquinas 14c-14e. Como el operario 28b ya no está cerca de las máquinas 14c-14e, el dispositivo de entrada de seguridad 16b se desvincula de las máquinas 14c-14e. No obstante, el operario 28b está ahora cerca de las máquinas 14h y 14i y el dispositivo de entrada de seguridad 16b se asocia ahora con las máquinas 14h y 14i. Por tanto, basándose en las posiciones relativas del dispositivo de entrada de seguridad 16b y de las máquinas 14, se pueden llevar distintos conjuntos de máquinas 14 a sus estados seguros respectivos por medio del dispositivo de entrada de seguridad 16b. Es decir, se modifica dinámicamente la extensión de control de los dispositivos de entrada de seguridad 16 en el área de trabajo 12.
Por otra parte, en el estado del sistema industrial 10 de la figura 2, las máquinas 14j y 14k han salido del área de trabajo 12. Por lo tanto, las máquinas 14j y 14k se pueden haber desvinculado del dispositivo de entrada de seguridad 16c y, en su lugar, se asocian con uno o más dispositivos de entrada de seguridad en un área de trabajo contigua (no se muestra).
En la figura 2, la función de entrada 32b del dispositivo de entrada de seguridad 16b se desconecta de las secuencias lógicas que comprenden las funciones lógicas 50c, 50d y 50m y de las funciones de salida 26c-26e, y ahora se conecta con la secuencia lógica que comprende la función lógica 50h y las funciones de salida 26h y 26i. Las funciones de salida 26c-26e aún pertenecen a, al menos, una secuencia lógica. Es decir, las funciones de salida 26c-26e pertenecen a las secuencias lógicas que comprenden la función de entrada 32c y las funciones de salida 26c y 26d pertenecen a las secuencias lógicas que comprenden la función de entrada 32a.
Cuando el dispositivo de entrada de seguridad 16b pasa a estar asociado con las máquinas 14h y 14i, cada dispositivo de indicación 48 del dispositivo de entrada de seguridad 16b y las máquinas 14h y 14i envían una indicación 52. En la figura 2, las indicaciones 52 se ejemplifican como luces intermitentes del mismo color, por ejemplo, un color que no sea el rojo. El operario 28b puede observar claramente de ese modo que las dos máquinas 14h y 14i están asociadas en ese momento con el dispositivo de entrada de seguridad 16b y sabrá de ese modo que se puede llevar cada máquina 14h y 14i a un estado seguro mediante la activación del dispositivo de entrada de seguridad 16b.
Por tanto, el operario 28b que sostiene el dispositivo de entrada de seguridad móvil 16b puede entrar en una zona próxima a las máquinas en movimiento 14h y 14i, de modo que el dispositivo de entrada de seguridad móvil 16b pase a estar asociado con las máquinas en movimiento 14h y 14i. A continuación, el operario 28b puede caminar junto a las máquinas en movimiento 14h y 14i y tener la posibilidad de llevar las máquinas 14h y 14i a un estado seguro en cualquier momento. Cuando el operario 28b (que sostiene el dispositivo de entrada de seguridad 16b) se aleja de las máquinas en movimiento 14h y 14i, el dispositivo de entrada de seguridad 16b se desvincula de las máquinas 14h y 14i.
Claims (14)
1. Un método de gestión de la seguridad en un área de trabajo (12) de un sistema industrial (10), donde se disponen una pluralidad de máquinas (14) para funcionar en el área de trabajo (12), se proporciona al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16), que puede funcionar de manera manual, en el área de trabajo (12) y una o más de las máquinas (14) son móviles y se pueden mover a distintas posiciones en el área de trabajo (12), comprendiendo el método:
- determinar de manera continua o repetida si una o más de las máquinas (14) está cerca de uno o más del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16);
caracterizado porqueel método comprende, además:
- asociar una pluralidad de máquinas (14) con al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16) tras determinar que una pluralidad de las máquinas (14) está cerca de uno o más del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16), de modo que la pluralidad de máquinas (14) asociadas se pueda llevar a un estado seguro por medio del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16).
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:
- estimar si una o más de las máquinas (14) estará cerca del o de los dispositivo de entrada de seguridad (16) dentro de un límite de tiempo; y
- asociar al menos una máquina (14), que estará cerca del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16) dentro del límite de tiempo, con el o los dispositivos de entrada de seguridad (16), de modo que la o las máquinas (14) asociadas se puedan llevar a un estado seguro por medio del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16).
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, donde la estimación se basa en una velocidad relativa entre la o las máquinas (14) y el o los dispositivos de entrada de seguridad (16).
4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además:
- determinar si al menos una de las máquinas (14) asociadas ya no está cerca del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16); y
- desvincular la o las máquinas (14) asociadas del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16) tras determinar que al menos una de las máquinas (14) asociadas ya no está cerca del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16), de modo que la o las máquinas (14) desvinculadas ya no se puedan llevar a un estado seguro por medio del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16).
5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además:
- determinar si hay una línea de visión obstruida entre el o los dispositivos de entrada de seguridad (16) y una o más de las máquinas (14); y
- desvincular al menos una máquina (14) asociada del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16), o evitar la asociación de al menos una máquina (14) con el o los dispositivos de entrada de seguridad (16), tras determinar que hay una línea de visión obstruida entre el o los dispositivos de entrada de seguridad (16) y una o más de las máquinas (14), de modo que la o las máquinas (14) desvinculadas no se puedan llevar a un estado seguro por medio del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16).
6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada máquina (14) comprende al menos una función de salida (26) para activar un estado seguro de la máquina (14), el sistema industrial (10) comprende al menos un dispositivo lógico que tiene una función lógica (50) y el o los dispositivos de entrada de usuario (16) comprenden una función de entrada (32); y donde el método comprende, además:
- garantizar de manera continua o repetida que cada función de salida (26) pertenece a una secuencia lógica que comprende una función lógica (50) y una función de entrada (32) para activar la función de salida (26) por medio de la función lógica (50).
7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde uno o más del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16) se pueden mover a distintas posiciones en el área de trabajo (12).
8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además proporcionar una indicación (52) a un operario (28) en el área de trabajo (12), indicando la indicación (52) qué máquinas (14) están asociadas en ese momento con el o los dispositivos de entrada de seguridad (16).
9. Un sistema de control (34) para gestionar la seguridad en un área de trabajo (12) de un sistema industrial (10), donde se dispone una pluralidad de máquinas (14) para funcionar en el área de trabajo (12), se proporciona al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16), que puede funcionar de manera manual, en el área de trabajo (12) y una o más de las máquinas (14) son móviles y se pueden mover a distintas posiciones en el área de trabajo (12), comprendiendo el sistema de control (34) un dispositivo de procesamiento de datos (36) y una memoria (38) que tiene un programa informático almacenado en esta, comprendiendo el programa informático un código de programa que, cuando es ejecutado por el dispositivo de procesamiento de datos (36), hace que el dispositivo de procesamiento de datos (36) lleve a cabo el paso de:
- determinar si una o más de las máquinas (14) está cerca de uno o más del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16);
caracterizado porqueel programa informático comprende un código de programa que, cuando es ejecutado por el dispositivo de procesamiento de datos (36), hace que el dispositivo de procesamiento de datos (36) lleve a cabo el paso de:
- asociar una pluralidad de máquinas (14) con al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16) tras determinar que una pluralidad de las máquinas (14) está cerca de uno o más del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16), de modo que la pluralidad de máquinas (14) asociadas se pueda llevar a un estado seguro por medio del o de los dispositivos de entrada de seguridad (16).
10. Un sistema industrial (10) que comprende:
- un área de trabajo (12);
- una pluralidad de máquinas (14) dispuestas para funcionar en el área de trabajo (12);
- al menos un dispositivo de entrada de seguridad (16) dispuesto en el área de trabajo (12); y
- un sistema de control (34) de acuerdo con la reivindicación 9;
donde una o más de las máquinas (14) son móviles y se pueden mover a distintas posiciones en el área de trabajo (12).
11. El sistema industrial (10) de acuerdo con la reivindicación 10, donde el sistema industrial (10) comprende al menos un dispositivo lógico que tiene una función lógica (50); donde cada máquina (14) comprende al menos una función de salida (26) para activar un estado seguro de la máquina (14); donde el o los dispositivos de entrada de seguridad (16) comprenden una función de entrada (32); y donde el sistema de control (34) está configurado para garantizar de manera continua o repetida que cada función de salida (26) pertenece a una secuencia lógica que comprende una función lógica (50) y una función de entrada (32) para activar la función de salida (26) por medio de la función de entrada (32).
12. El sistema industrial (10) de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, donde el o los dispositivos de entrada de seguridad (16) comprenden una parada de emergencia.
13. El sistema industrial (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, que comprende además al menos un dispositivo de indicación (48) configurado para generar una indicación (52) sobre cuáles de las máquinas (14) están asociadas en ese momento con el o los dispositivos de entrada de seguridad (16).
14. El sistema industrial (10) de acuerdo con la reivindicación 13, donde el o los dispositivos de indicación (48) se disponen en cada dispositivo de entrada de seguridad (16) y/o en cada máquina (14).
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