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1、10申请公布号CN104137009A43申请公布日20141105CN104137009A21申请号201380010414622申请日20130218102012003272220120221DE102012011600420120613DEG05B19/04220060171申请人菲尼克斯电气公司地址德国勃郎贝克72发明人沃尔那波尔曼74专利代理机构北京天昊联合知识产权代理有限公司11112代理人张天舒张杰54发明名称用来控制系统的方法57摘要本发明涉及一种用来控制系统的方法，该系统包括至少两个控制单元，即第一控制单元SE1和第二控制单元SE2、至少一个执行器A和至少一个传感器S。控制单。
2、元SE1、SE2根据传感器S的信息生成至少一个执行器A的控制数据。根据本发明至少一个执行器A接收第一控制单元SE1的控制数据和第二控制单元SE2的控制数据，执行器A这样形成，即，执行器本身决定采用第一控制单元的控制数据还是第二控制单元的控制数据来实施执行器的执行功能。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014082186PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/0004762013021887PCT国际申请的公布数据WO2013/124050DE2013082951INTCL权利要求书2页说明书5页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页。
3、附图4页10申请公布号CN104137009ACN104137009A1/2页21一种用来控制系统的方法，所述系统包括至少两个控制单元，即第一控制单元SE1和第二控制单元SE2、至少一个执行器A、至少一个传感器S，其中控制单元SE1、SE2根据传感器S的信息生成用于所述执行器A的控制数据，其特征在于，所述执行器A既接收所述第一控制单元SE1的控制数据也接收所述第二控制单元SE2的控制数据，所述执行器A这样形成，即，所述执行器本身决定采用所述第一控制单元还是第二控制单元SE1、SE2的控制数据用来实施所述执行器的执行功能。2根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行器A具有一个选择工具，所述。
4、执行器A通过所述选择工具自动选择采用所述第一控制单元还是第二控制单元SE1、SE2的控制数据用来实施执行功能。3根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选择工具是在执行器A上能够手动操作的选择开关、例如所谓的DIP开关。4根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选择工具是在执行器A的电子控制装置的控制程序中的一个选择条件。5根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，当所述第一控制单元SE1失灵并且从所述控制单元不再接收到控制数据时，所述执行器A自动地选择第二控制单元SE2的控制数据用来实施执行功能，当所述第二控制单元SE2失灵并且从所述控制单元不再接收到控制数据时，所述执行器A自动。
5、地选择第一控制单元SE1的控制数据用来实施执行功能。6根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述执行器A将一个同步信号发送到两个控制单元SE1、SE2上，然后所述两个控制单元都访问至少一个传感器S的信息并且根据更新的传感器信息将相应的控制数据发送到所述执行器A上。7根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，采用通讯网络在两个控制单元SE1、SE2和至少一个执行器A之间进行数据交换。8根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用数据总线系统作为所述通讯网络。9根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，通过同一个通讯网络或者通过同一个数据总线系统进行所述两个控制单元SE1、SE2。
6、与至少一个传感器S之间的数据交换。10一种根据前述权利要求中任意一项所述用来控制在车辆行驶的隧道中的逃生路线标注照明4和/或应急照明的方法，其特征在于，A所述至少一个执行器AA1用于打开和关闭所述逃生路线标注照明4和/或所述应急照明或者A2用于打开和关闭所述逃生路线标注照明的一部分和/或所述应急照明的一部分，B所述至少一个传感器SB1用于探测车辆的位置和/或运动或者权利要求书CN104137009A2/2页3B2用于探测烟雾和/或火焰。11根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一控制单元SE1设置在隧道入口的区域内并且所述第二控制单元SE2设置在隧道出口的区域内。权利要求书CN1041。
7、37009A1/5页4用来控制系统的方法技术领域0001本发明涉及一种用来控制系统的方法，该系统包括至少两个控制单元，即第一控制单元和第二控制单元、至少一个执行器和至少一个传感器。其中控制单元根据至少一个传感器的信息生成至少一个执行器的控制数据。背景技术0002在许多要求高的可执行性和可靠性的系统中，例如在生产工艺的自动化系统中例如在制药产业、化工、汽车工业或发电工业中或者在自动化的隧道照明系统中，需要冗余地实施自动化工艺。当自动化工艺的一个部件失灵时，可以由一个功能相同的、以双份存在的部件承担失灵的功能，由此确保系统的功能完好。0003这种系统一般如下述构造而成参见图10004在中央的控制单。
8、元上连有冗余的、高度可执行的通讯网络，在该通讯网络上又与系统的输入单元和输出单元传感器/执行器相连。典型的情况是，从控制到通讯层面都冗余地进行实施，而传感器/执行器层面则经常不冗余地实施。通过第一控制单元作为主控制器承担系统的控制，而第二控制单元则作为从控制器等待主控制器的失灵，由此实现控制方面的冗余。对此通过通讯连接在两个控制单元之间保持持久的平衡。然后控制器主/从通过控制途径与传感器/执行器层面相关联。传感器将数据提供在主控制器上或者提供在两个控制器上。执行器由主控制器控制并且提供有数据。如果主控制器失灵，那么从控制器就承担与传感器和执行器的通讯，对此传感器/执行器层面是不会发现该变化。执。
9、行器对控制数据来自哪里没有影响。0005由专利文献DE102005027666B3和WO91/08535A1已知应用相互关联的主控制器和从控制器的系统控制方法。0006由专利文件DE19929645A1、DE102007061754A1和DE19644126A1已知用来控制逃生路线标记照明的系统。0007其中在主控制器和从控制器之间建立关联从而实现控制层面的冗余，这在许多情况下特别繁复和费钱。发明内容0008本发明的目的在于，提供一种用来控制所述类型的系统的方法，该方法以简单并可靠的方法实现高的可执行性和可靠性。0009通过权利要求1的特征实现该目的。随后的从属权利要求涉及有利的实施方式。00。
10、10根据本发明的方法的特征在于，至少一个执行器既接收第一控制单元的控制数据也接收第二控制单元的控制数据。对此根据本发明这样形成执行器，即，该执行器本身自主决定采用第一控制单元的控制数据还是第二控制单元的控制数据来实施执行器的执行功能。0011因此本发明的基本思想在于，执行器是冗余系统的管理员并且重叠的控制单元作说明书CN104137009A2/5页5为单纯的数据提供方进行工作。对此，由两个重叠的控制单元不断地为执行器提供控制数据。因此，在执行器和两个控制单元之间具有关联。两个控制单元之间的关联是不需要的。因此，可以省去通过两个控制单元之间的电缆或无线电而建立的繁复且昂贵的通讯连接。当两个控制单。
11、元在空间上彼此距离远时，这就特别有利。两个控制单元是等效的。0012另一个优势在于，减少了切换时间，因为执行器在通讯网络的一个通讯周期内就已经发现是否具有一个控制单元。主控制器和从控制器之间的相应平衡通常持续明显较长的时间。控制单元相互之间不需要进行平衡，由此使得控制软件明显更加简单。0013此外，例如在能量管理或服务的情况下，容易地实现了执行器的断开与接通，而控制单元不需要掌握该情况。0014控制单元不需要关于在系统的哪个位置上发生中断的信息。控制单元也不需要在软件技术上对此进行调整。0015另一个优势在于通讯网络。通讯网络可以以不同的变体构造而成并且不妨碍冗余性能的品质。特别是对于空间上分。
12、离的控制单元来说这是决定性的优势。0016在第一实施方式中执行器具有一个选择工具，通过该选择工具执行器自动选择采用第一控制单元的控制数据还是第二控制单元的控制数据来实施执行功能。作为选择工具可以在执行器上应用能够手动操作的选择开关、例如所谓的DIP开关。0017在第二实施方式中，在执行器的电子控制装置的控制程序中使用一个选择条件作为选择工具。0018当第一控制单元失灵并且从该控制单元不再接收到控制数据时，执行器自动地选择第二控制单元的控制数据用来实施执行功能，反之亦然。0019在一个有利的实施方式中，至少一个执行器将一个同步信号发送到两个控制单元上，从而两个控制单元都访问至少一个传感器的信息并。
13、且根据更新的传感器信息将相应的控制数据发送到执行器上。以这种方式确保了，两个控制单元分别采用最新的传感器数据来控制执行器。0020采用通讯网络、优选数据总线系统在两个控制单元和至少一个执行器之间进行数据交换。0021两个控制单元通过同一个通讯网络分别与至少一个传感器进行数据交换，通过该通讯网络也与至少一个执行器进行通讯。附图说明0022接下来根据附图进一步说明本发明。其中0023图1示出了根据现有技术具有一个主控制器和一个从控制器的冗余的系统，0024图2示出了在主控制器失灵的情况下由主控制器切换到从控制器，0025图3A3E示出了通讯网络构造的各种变体，0026图4示出了用来控制车辆隧道中的。
14、逃生路线标注照明和/或应急照明的系统，0027图5示出了各种开关形式的执行器，该执行器用于打开和关闭逃生路线标注照明的各个部分。具体实施方式说明书CN104137009A3/5页60028图1示出了根据现有技术的、具有两个控制单元SE1、SE2的系统，其中第一控制单元SE1形成为主控制器并且第二控制单元SE2形成为从控制器。这两个控制单元SE1、SE2都通过一个环形的通讯网络与传感器S和执行器A相连。其中主控制器根据传感器S的信息生成用于执行器A的控制数据。主控制器和从控制器进行监控，从而在主控制器失灵时由从控制器接管系统控制参见图2。0029根据本发明设有两个等效的控制单元SE1和SE2，这。
15、两个控制单元不需要发生关联。其中至少一个执行器A或者多个执行器A既接收第一控制单元SE1的控制数据也接收第二控制单元SE2的控制数据。根据本发明，在一个控制单元失灵时，通过使用具有判断能力的执行器A实现了系统可执行性，对此每个执行器A这样形成，即，该执行器本身决定采用第一控制单元还是第二控制单元SE1、SE2的控制数据来实施执行器的执行功能。0030通讯网络可以以不同的变体构造而成，并且不会妨碍冗余性能的品质。特别是对于空间上分离的控制单元SE1、SE2来说这是决定性的优势。根据本发明的通讯网络的各种可能的构造变体在图3A至3D中示出。在这些图中为了简化示出了一个仅具有2个执行器A1、A2的系。
16、统。在这些图中没有示出所述的至少一个传感器或多个传感器。两个控制单元SE1、SE2中的每一个通过一个通讯通道与所有的执行器A1、A2相连。根据图3A，执行器A1默认选择控制单元SE1为用来实施执行器的执行功能的控制数据的提供方，而执行器A2则默认选择控制单元SE2为用来实施执行器的执行功能的控制数据的提供方。根据图3B，执行器A1默认选择控制单元SE2为用来实施执行器的执行功能的控制数据的提供方，而执行器A2则默认选择控制单元SE1为用来实施执行器的执行功能的控制数据的提供方。根据图3C两个执行器A1、A2都默认选择控制单元SE2为用来分别实施执行器的执行功能的控制数据的提供方，根据图3D两个。
17、执行器A1、A2都默认选择控制单元SE1。0031在一个控制单元SE1、SE2失灵的情况下，执行器A1、A2分别自动切换到另一个控制单元上。0032当第一控制单元SE1失灵并且从该控制单元不再接收到控制数据时，执行器A1、A2就自动地选择第二控制单元SE2的控制数据用来分别实施执行器的执行功能，反之亦然。0033图3E示出了一个环形构造的通讯网络。0034根据本发明的执行器A例如可以是能够打开和关闭的照明工具、伺服电机或阀门。0035根据本发明的传感器S例如可以是光栅、电位计、超声波传感器、液位传感器或烟雾探测器。0036图4示意性地示出了一个用来控制在车辆行驶的隧道中的逃生路线标注照明4和/。
18、或应急照明的系统。侧面的隧道边缘通过隧道壁3表示。在该隧道中具有轨道2，在该轨道上轨道行驶车辆/火车1驶过该隧道。在隧道的纵向上以特定的间距设置有数个传感器S。这些传感器S用于探测车辆1的位置和/或运动或者用来探测烟雾和/或火焰。传感器的数量和彼此间的间距根据隧道长度以及驶过隧道的车辆1的长度而定。图4中通过正方形的标志示出了第一种传感器S，该传感器用于探测车辆1的位置说明书CN104137009A4/5页7和/或运动。图4中通过圆形的标志示出了第二种传感器S，该传感器用于探测烟雾和/或火焰。对于该传感器S的具体技术设计，本领域的技术人员可以采用已知的位置传感器、运动传感器、烟雾传感器或火焰传。
19、感器。每个传感器与2个控制单元SE1、SE2相连并且将传感器信息发送至这两个控制单元。出于安全因素考虑，这两个控制单元SE1、SE2在隧道中彼此间隔得尽可能远，从而例如在着火的情况下或者在机械冲击的情况下不会将两个控制单元都损坏。其中第一控制单元SE1优选设置在隧道入口的区域内并且第二控制单元SE2设置在隧道出口的区域内。0037车辆1在隧道中的停留表示一种紧急情况。如果车辆1在隧道中发生停留，即不再运动，就会通过传感器S探测到。控制单元SE1、SE2可以根据传感器的信息确定，是否有车辆在隧道中停留。在一个优选的实施方式中，控制单元SE1、SE2还可以根据传感器的信息确定，车辆1停留在哪个路段。
20、中。在这种紧急情况下，使车辆乘客从隧道中安全地疏散是最为重要的。为了使车辆乘客能够离开隧道以及为了使乘客离开隧道更容易，在隧道内设有逃生路线标注照明4和/或应急照明，当如上所述探测到紧急情况时，通过控制单元SE1、SE2打开该照明。在最简单的情况下，在隧道中设置唯一的一个逃生路线标注照明4或紧急照明，通过一个形成为开关的执行器A打开和关闭该照明。执行器A又与两个控制单元SE1、SE2相连并且接收由两个控制单元SE1、SE2发出的控制数据从而实施该执行器的执行功能打开和关闭逃生路线标注照明或应急照明。其中，根据本发明这样形成该执行器A，即，该执行器本身决定采用第一控制单元的控制数据还是第二控制单。
21、元的控制数据用来实施该执行器的执行功能。由此实现了接收控制数据方面的冗余，并且不需要使两个控制单元SE1、SE2通过电缆或无线电彼此相连。因为在隧道中连接这两个空间上彼此距离很远的控制单元SE1、SE2非常麻烦并且成本高，所以根据本发明的方法在该应用情况下特殊地设计执行器A是特别有利的。0038如图4所示，逃生路线标记照明4不是由唯一的一个照明装置构成，而是由在隧道纵向上安置在隧道两侧的多个部分构成，对此每个部分例如形成为所谓的光带4。每个光带4对应于一个相应的执行器A。光带4的数量和彼此间的间距根据隧道而不同。对于光带来说优选由多个可控的照明区段构成，对此通过选择性地打开和关闭各个区段能够生。
22、成与方向有关的行进光。对于各个区段的照明优选使用发光二极管。与方向有关的行进光为车辆的乘客标记出通往最近的隧道出口或紧急出口的逃生路线。附图标记4既用于整体的逃生路线标记照明也在当前图中用于逃生路线标记照明的一部分。0039在一个实施方式中，每个光带4作为逃生路线标记照明4的一部分对应于一个相应的、根据本发明的、用来打开和关闭该光带的执行器A，对此每个执行器A与两个控制单元SE1、SE2相连。0040在另一个实施方式中，为光带的每个区段设置一个相应的、根据本发明的执行器用来打开和关闭各个光带区段，参见图5。其中示出了一个光带由10个区段41、42、构成，对此每个光区段对应于一个单独的、形成为开。
23、关的执行器A1、A2、。每个执行器又与两个控制单元SE1、SE2相连。相继打开和关闭各个光区段从而生成行进光。这在图5中根据时间分布示意性地进行说明。0041根据通过传感器S所探测到车辆停留在哪个路段中，通过执行器A有针对性地打开逃生路线标记照明的各个部分4，从而为车辆的乘客示出通往隧道出口或紧急出说明书CN104137009A5/5页8口的最近且最安全的逃生路线。0042在一个有利的实施方式中，为了控制逃生路线标记照明4还采用了烟雾传感器和/或火焰传感器S的信息。因此能够避免，示出的通往最近的隧道出口或紧急出口的逃生路线穿过隧道中的烟雾区域和火焰区域。0043在隧道的整个长度上延伸并且由多个。
24、部分例如光带构成的逃生路线标记照明4中，当执行器A采用了不同控制单元的数据或者对于控制数据的接收选择了另一个控制单元时，两个控制单元SE1、SE2的非同步性特别是对于行进光的生成是明显有干扰的。对于这种情况特别有利的是，至少一个执行器A将一个同步信号发送到两个控制单元SE1、SE2，然后这两个控制单元访问传感器的信息并且根据更新的传感器信息将相应同步的控制数据发送到执行器A。说明书CN104137009A1/4页9图1图2说明书附图CN104137009A2/4页10图3A图3B图3C图3D图3E说明书附图CN104137009A103/4页11图4说明书附图CN104137009A114/4页12图5说明书附图CN104137009A12。