用于運(yùn)行自動(dòng)化裝置的方法和自動(dòng)化裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行自動(dòng)化裝置(1)的方法和自動(dòng)化裝置，該自動(dòng)化裝置配置具有操作員系統(tǒng)(4)，用于對(duì)待控制的技術(shù)過(guò)程進(jìn)行虛擬化并且進(jìn)一步配置具有至少一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備(2，3)，該自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)為為了進(jìn)行過(guò)程控制對(duì)加載到至少一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備(2，3)中的、通過(guò)連續(xù)功能圖表編輯器設(shè)定的控制程序的CFC功能(14至17)進(jìn)行處理。其提出這樣的措施，通過(guò)該措施能減小自動(dòng)化設(shè)備(2，3)的負(fù)載，其中，自動(dòng)化裝置(1)的硬件的擴(kuò)展或改變是不必要的。
【專利說(shuō)明】
用于運(yùn)行自動(dòng)化裝置的方法和自動(dòng)化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行自動(dòng)化裝置的方法，該自動(dòng)化裝置配置具有操作員系統(tǒng)用于對(duì)待控制的技術(shù)過(guò)程進(jìn)行虛擬化并且進(jìn)一步配置具有至少一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備，該自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)為為了進(jìn)行過(guò)程控制對(duì)加載到至少一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備中的、通過(guò)連續(xù)功能圖表編輯器設(shè)定的控制程序的CFC功能進(jìn)行處理。此外，本發(fā)明還涉及一種自動(dòng)化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由西門子目錄“過(guò)程管理系統(tǒng)SMATICAPCS 7，2014/15期，第四章”已知，通過(guò)在工程規(guī)劃系統(tǒng)上運(yùn)行的所謂“連續(xù)功能圖表(CFC)編輯器”形式的圖像編輯器，由預(yù)先制造的模塊(目標(biāo))根據(jù)待解決的自動(dòng)化任務(wù)設(shè)定用于自動(dòng)化設(shè)備的自動(dòng)化解決方案或使用者程序或者控制程序。為此，使用者從可用的模塊儲(chǔ)備中選擇模塊或者目標(biāo)，例如調(diào)節(jié)器模塊或者計(jì)時(shí)器模塊，利用例如通過(guò)Drag&Drop將該模塊布置在功能規(guī)劃中(例如CFC規(guī)劃)并且通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊來(lái)彼此連接。定義“連接”被理解為，例如為了在模塊之間進(jìn)行通訊，數(shù)值從一個(gè)模塊的輸出端被傳輸給一個(gè)或者多個(gè)模塊的一個(gè)或者多個(gè)輸入端。此外，以下理解為，即一個(gè)或者多個(gè)模塊的一個(gè)或者多個(gè)輸入端與過(guò)程映射的過(guò)程輸入端連接以傳輸實(shí)際值和/或一個(gè)或者多個(gè)模塊的一個(gè)或者多個(gè)輸出端與過(guò)程映射的輸出端連接以傳輸額定值。在使用者在功能規(guī)劃中設(shè)定了所有功能之后，工程規(guī)劃系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)生可讀的CFC自動(dòng)化目標(biāo)或者CFC功能，其被加載到自動(dòng)化設(shè)備中，并且在那里在對(duì)技術(shù)過(guò)程進(jìn)行控制的框架中或者為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化任務(wù)被處理。
[0003]由于待控制的設(shè)備或者待控制的技術(shù)過(guò)程的復(fù)雜性，通常設(shè)定幾千個(gè)CFC規(guī)劃，并且由此轉(zhuǎn)譯的功能被加載到多個(gè)自動(dòng)化設(shè)備中。在那里自動(dòng)化設(shè)備在處理循環(huán)中處理這些功能，其中可以出現(xiàn)，即自動(dòng)化設(shè)備可以在這樣的循環(huán)期間不處理該功能，這意味著實(shí)時(shí)損害?？煽康奶幚頃r(shí)間例如因此被超過(guò)，因?yàn)樵摴δ艿倪\(yùn)行時(shí)間取決于過(guò)程映射會(huì)強(qiáng)烈地波動(dòng)，并且此外該功能運(yùn)行事件基于自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和/或待控制的設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)-例如運(yùn)行狀態(tài)“高速運(yùn)行”、“正常運(yùn)行”或者“干擾被損害。自動(dòng)化設(shè)備的“液位(Filllstand)”越高，也就是說(shuō)待處理的功能的數(shù)量約到，那么風(fēng)險(xiǎn)就越大，即用于處理功能的時(shí)間大于自動(dòng)化設(shè)備的對(duì)此來(lái)說(shuō)可靠的循環(huán)時(shí)間。在該種情況中不再能確保設(shè)施的無(wú)干擾自動(dòng)化。
[0004]為了能夠進(jìn)一步確保無(wú)干擾的自動(dòng)化，自動(dòng)化組件被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。自動(dòng)化組件的設(shè)計(jì)基于對(duì)待控制的過(guò)程或者待控制的設(shè)施的不同的假設(shè)和猜測(cè)實(shí)現(xiàn)，其中例如對(duì)于自動(dòng)化來(lái)說(shuō)合適的過(guò)程目標(biāo)的數(shù)量被猜測(cè)。首先在工程規(guī)劃和“工廠驗(yàn)收測(cè)試(FAT)”的框架中，自動(dòng)化裝置的最小功率，尤其是自動(dòng)化裝置的自動(dòng)化設(shè)備的最小功率被確定。附加地，在此還要將儲(chǔ)備容量計(jì)算在內(nèi)，其然而在設(shè)備的壽命周期中會(huì)“融化”，因?yàn)槔缧枰獙?duì)設(shè)備進(jìn)行一次或者多次擴(kuò)展。盡管可以在“工廠驗(yàn)收測(cè)試”的范疇中隊(duì)自動(dòng)化進(jìn)行模擬，從而確定自動(dòng)化的極限，然而真實(shí)的設(shè)施的無(wú)干擾的運(yùn)行不能確保，尤其很難在模擬的框架中引起“最壞情景(Worst-Case-Szenar1)，，。
[0005]為了能夠進(jìn)一步確保無(wú)干擾的自動(dòng)化，由所述的西門子目錄第8章公開(kāi)的冗余的、由至少兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的自動(dòng)化裝置也可以被使用，其設(shè)置用于提高待控制的設(shè)施的可用性。為此，該自動(dòng)化裝置配備有一種部件，其基于一個(gè)事件首先決定，哪些程序必須被啟動(dòng)，從而適當(dāng)?shù)貙?duì)該結(jié)果做出反應(yīng)。對(duì)于這樣的情況，即例如在實(shí)施該程序期間以待控制的技術(shù)過(guò)程的產(chǎn)生的報(bào)警形式的事件被提施加在自動(dòng)化系統(tǒng)的報(bào)告輸入端，那么運(yùn)行的程序就保持在等待點(diǎn)并且啟動(dòng)一個(gè)程序，該程序設(shè)置用于分析該報(bào)警并且采取措施，該措施消除報(bào)警的起因。該自動(dòng)化裝置的子系統(tǒng)被有規(guī)律地同步并且因此可以進(jìn)一步確保，即該子系統(tǒng)的故障不會(huì)對(duì)待控制的過(guò)程產(chǎn)生干擾的作用，因?yàn)榱硗獾淖酉到y(tǒng)能夠繼續(xù)對(duì)其相應(yīng)的控制程序的相應(yīng)的一個(gè)部分的執(zhí)行或處理或者其控制程序的相應(yīng)的多個(gè)部分的執(zhí)行或處理。這樣冗余地設(shè)計(jì)的自動(dòng)化裝置盡管提高了待控制的設(shè)施的可用性，但是也尤其需要硬件的更多成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明的目的在于提出開(kāi)頭所述類型的方法，通過(guò)該方法能夠減小自動(dòng)化設(shè)備的負(fù)載。此外，提出了一種自動(dòng)化裝置，其適于執(zhí)行該方法。
[0007]該目的在方法方面通過(guò)一種措施實(shí)現(xiàn)，相關(guān)于自動(dòng)化裝置方面通過(guò)想要的措施實(shí)現(xiàn)。
[0008]有利的是，在沒(méi)有擴(kuò)展或者改變硬件的情況下，例如以這樣的方式和方法，即自動(dòng)化裝置配備有另外的自動(dòng)化設(shè)備或者存在的自動(dòng)化設(shè)備通過(guò)功率加強(qiáng)的自動(dòng)化設(shè)備替代的情況下，改善自動(dòng)化裝置的可用性?？倸w都是為對(duì)待控制的技術(shù)過(guò)程進(jìn)行虛擬化而設(shè)置的操作員系統(tǒng)，例如由所述的西門子目錄第5章所公開(kāi)的操作員系統(tǒng)在有自動(dòng)化設(shè)備的過(guò)載威脅的情況中設(shè)置用于對(duì)控制程序的CFC功能進(jìn)行處理，其中實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的動(dòng)態(tài)和局部的卸載。由此成本低廉地提高了自動(dòng)化裝置的可用性能并且此外由此進(jìn)一步避免了生產(chǎn)事故和設(shè)施停機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]根據(jù)在其中示出有本發(fā)明的實(shí)施例的附圖，在接下來(lái)對(duì)本發(fā)明，其設(shè)計(jì)方案以及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步闡釋。
[0010]在簡(jiǎn)化的視圖中示出
[0011 ]圖1和2是自動(dòng)化裝置的組成部分以及
[0012]圖3是CFC規(guī)劃。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在圖1至3中不出的相同的部分具有相同的參考標(biāo)號(hào)。
[0014]在圖1中，自動(dòng)化裝置以I標(biāo)識(shí)，其在當(dāng)前的實(shí)施例中包括自動(dòng)化設(shè)備2，3和操作員系統(tǒng)，其由OS服務(wù)器4和在此沒(méi)有示出的OS客戶端構(gòu)成。OS服務(wù)器4通過(guò)總線連接裝置5與自動(dòng)化設(shè)備2，3通訊，其中OS服務(wù)器4和OS客戶端還通過(guò)另外的在此沒(méi)有示出的總線交換信息。自動(dòng)化裝置I此外具有分散的外圍設(shè)備6，7，其中分散的外圍設(shè)備6通過(guò)總線8連接至自動(dòng)化設(shè)備2并且分散的外圍設(shè)備7通過(guò)總線9連接至自動(dòng)化設(shè)備3。通過(guò)另外的總線連接裝置10，11，相應(yīng)的分散的外圍設(shè)備6，7讀和/或?qū)懙貙?duì)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備12，13(傳感器，作動(dòng)器)進(jìn)行訪問(wèn)。
[0015]通過(guò)在沒(méi)有示出的工程規(guī)劃系統(tǒng)上運(yùn)行的連續(xù)功能圖表(Continuous Funct1nChart)(CFC)編輯器，使用者以常規(guī)的方式和方法從預(yù)先制造的單元中根據(jù)待解決的自動(dòng)化任務(wù)圖表地設(shè)定用于自動(dòng)化設(shè)備2，3的一個(gè)或者多個(gè)控制或者使用者程序或者該程序或者這些程序的一部分。為此，使用者從可用的模塊儲(chǔ)備中選擇模塊，例如調(diào)節(jié)器模塊或者計(jì)時(shí)器模塊，利用例如通過(guò)Drag&Drop將該模塊布置在功能規(guī)劃中(例如CFC規(guī)劃)并且通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊來(lái)彼此連接。在使用者在功能規(guī)劃中設(shè)定了所有功能之后，工程規(guī)劃系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備2，3產(chǎn)生可讀的CFC功能，其加載到自動(dòng)化設(shè)備2，3中并且在那里在對(duì)技術(shù)過(guò)程進(jìn)行控制的框架中或者為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化任務(wù)被處理。加載到自動(dòng)化設(shè)備2，3中的并且在那里在過(guò)程控制期間的待處理的CFC功能在本實(shí)施例中以14，15，16，17標(biāo)注，其中該CFC功能14至17相應(yīng)于CFC功能18，19，20，21加載到OS服務(wù)器4中。CFC功能18至21代表CFC功能14至17的拷貝，其中當(dāng)然不是所有加載到自動(dòng)化設(shè)備2，3中的CFC功能14至17也必須要加載到OS服務(wù)器4中。僅為晚些時(shí)候的卸載而設(shè)置的CFC功能，優(yōu)選對(duì)實(shí)時(shí)要求不嚴(yán)格的CFC功能加載到OS服務(wù)器中就足夠了。哪些CFC功能被加載到OS服務(wù)器4中由使用者在工程規(guī)劃期間預(yù)設(shè)。
[0016]在根據(jù)圖1的本實(shí)施例中，在運(yùn)行期間或者在過(guò)程控制期間，自動(dòng)化設(shè)備2處理CFC功能14，15并且自動(dòng)化設(shè)備3處理CFC功能16，17。加載到OS服務(wù)器5中的CFC功能18至21是去激活的，這在圖示中通過(guò)陰影線示出。在該處理期間，自動(dòng)化設(shè)備2，3激活在自動(dòng)化設(shè)備2，3中存儲(chǔ)的過(guò)程映像(未示出)并且在OS服務(wù)器4中存儲(chǔ)的具有當(dāng)前的過(guò)程輸入值(實(shí)際值)和過(guò)程輸出值(額定值)的過(guò)程映像，其中在OS服務(wù)器5中存儲(chǔ)的過(guò)程映像22代表在自動(dòng)化設(shè)備2，3中存儲(chǔ)的映射的過(guò)程映像。
[0017]自動(dòng)化設(shè)備2，3在運(yùn)行期間檢測(cè)其相應(yīng)的處理負(fù)載，例如通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備2，3觀察其相應(yīng)的處理循環(huán)時(shí)間實(shí)現(xiàn)。對(duì)于這種情況，即例如自動(dòng)化設(shè)備2識(shí)別到有威脅的過(guò)載時(shí)，自動(dòng)化設(shè)備2的選擇器23(圖3)將在自動(dòng)化設(shè)備2中的CFC功能14(陰影線地示出)去激活，并且激活在OS服務(wù)器5中與該CFC功能14相應(yīng)的CFC功能18。通過(guò)選擇器23為CFC功能14的輸入端24接入一個(gè)截止信號(hào)，在自動(dòng)化設(shè)備2中的CFC功能14的去激活由此實(shí)現(xiàn)，在OS服務(wù)器4中的CFC功能18的激活由此實(shí)現(xiàn)，即選擇器23首先在過(guò)程映像22中寫(xiě)入一個(gè)過(guò)程值25。在過(guò)程映像更新期間，OS服務(wù)器讀取該“特定的”過(guò)程值，并且基于該特定的過(guò)程值產(chǎn)生激活信號(hào)(Freischaltsignal)，0S服務(wù)器4將該激活信號(hào)提供給CFC功能18的輸入端26，由此激活該CFC功能18 AS服務(wù)器4現(xiàn)在處理控制程序的CFC功能18，由此對(duì)自動(dòng)化設(shè)備2進(jìn)行卸載。當(dāng)然該描述的激活或者去激活可以再次逆行地實(shí)施。
[0018]通過(guò)選擇器23在CFC功能的輸入端23上接入接通信號(hào)并且觸發(fā)在過(guò)程映像22中的過(guò)程值，在自動(dòng)化設(shè)備2中的CFC功能14的去激活和在OS服務(wù)器4中的CFC功能的激活可被逆行地實(shí)施。
[0019]在當(dāng)前的實(shí)施例中，用于激活和去激活CFC功能14，18的選擇器23被集成到“CFC框架”中，其包括CFC功能14。當(dāng)然，自動(dòng)化設(shè)備2，3也可以分別包括一個(gè)選擇器，其設(shè)置用于激活和去激活在相應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)備2，3中的多個(gè)CFC功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于運(yùn)行自動(dòng)化裝置(I)的方法，所述自動(dòng)化裝置配備具有 操作員系統(tǒng)(4)，用于對(duì)待控制的技術(shù)過(guò)程進(jìn)行虛擬化，以及 至少一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備(2，3)，所述自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)為為了進(jìn)行過(guò)程控制對(duì)加載到至少一個(gè)所述自動(dòng)化設(shè)備(2，3)中的、通過(guò)連續(xù)功能圖表編輯器設(shè)定的控制程序的CFC功能進(jìn)行處理， 其特征在于， 檢測(cè)至少一個(gè)所述自動(dòng)化設(shè)備(2，3)的處理負(fù)載， 將CFC功能加載到在所述操作員系統(tǒng)(4)中，這些功能與加載到至少一個(gè)所述自動(dòng)化設(shè)備(2，3)中的所述控制程序的所述CFC功能相對(duì)應(yīng)， 通過(guò)至少一個(gè)所述自動(dòng)化設(shè)備(2，3)的至少一個(gè)選擇器(23)取決于所述處理負(fù)載，或者激活和處理在至少一個(gè)所述自動(dòng)化設(shè)備中的至少一個(gè)所述CFC功能(14)，或者激活和處理在所述操作員系統(tǒng)(4)中的與至少一個(gè)所述CFC功能(14)相對(duì)應(yīng)的CFC功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述選擇器(23)將過(guò)程值傳輸給所述操縱員系統(tǒng)(4)的過(guò)程映像(22)，以激活在所述操作員系統(tǒng)中的CFC功能。3.—種自動(dòng)化裝置，具有 操作員系統(tǒng)(4)，用于對(duì)待控制的技術(shù)過(guò)程進(jìn)行虛擬化， 至少一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備(2，3)，所述自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)為為了進(jìn)行過(guò)程控制對(duì)加載到至少一個(gè)所述自動(dòng)化設(shè)備(2，3)中的、通過(guò)連續(xù)功能圖表編輯器設(shè)定的控制程序的CFC功能進(jìn)行處理， 其特征在于， 至少一個(gè)所述自動(dòng)化設(shè)備(2，3)的處理負(fù)載被檢測(cè)， 所述操作員系統(tǒng)(4)設(shè)計(jì)為對(duì)加載到所述操作員系統(tǒng)(4)中的CFC功能進(jìn)行處理，這些功能對(duì)應(yīng)于加載到至少一個(gè)所述自動(dòng)化設(shè)備(2，3)中的所述控制程序的CFC功能， 用于在至少一個(gè)所述制動(dòng)化設(shè)備(2，3)中的至少一個(gè)所述CFC功能(14)的至少一個(gè)所述自動(dòng)化設(shè)備(2，3)具有選擇器(23)，所述選擇器設(shè)計(jì)為取決于所述處理負(fù)載或者激活在至少一個(gè)所述自動(dòng)化設(shè)備中的至少一個(gè)所述CFC功能(14)、或者激活在所述操作員系統(tǒng)(4)中的與至少一個(gè)所述CFC功能(14)相對(duì)應(yīng)的CFC功能。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)化裝置，其特征在于，所述選擇器(23)將過(guò)程值傳輸給所述操縱員系統(tǒng)(4)的過(guò)程映像(22)，以激活在所述操作員系統(tǒng)中的CFC功能。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK106094738SQ201610220629
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日 公開(kāi)號(hào)201610220629.6, CN 106094738 A, CN 106094738A, CN 201610220629, CN-A-106094738, CN106094738 A, CN106094738A, CN201610220629, CN201610220629.6
【發(fā)明人】本杰明·盧茨, 赫里特·沃爾夫
【申請(qǐng)人】西門子公司