DD276551A1 - DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM WITH MODULAR FUNCTIONAL BLOCKS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein verteiltes Steuerungssystem mit modularen Funktionsbausteinen, die als eine Vielzahl von Rechner-Modulen und Peripher-Modulen in einem Datenverarbeitungssystem (DVS) untereinander mittels Kommunikationselementen zusammenwirken. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches verteiltes Steuerungssystem anzugeben, deren Bausteine, hardwareunabhaengig, modulartig zuordenbar und untereinander verbindbar sind. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Funktionsbausteine eines verteilten Steuerungssystemes voneinander unabhaengig sind, je ein Initialisierungselement und ein Interfaceelement fuer die eigene Rechnerkomponente und fuer jede andere Rechnerkomponente eines anderen Basissystems, die die Dienste des Funktionsbausteines nutzen soll, ein Nucleus- und Kommunikationselement aufweisen, dass die Funktionsbausteine die Dienste des zur jeweiligen Rechnerkomponente gehoerenden Echtzeitbetriebssystemkerns nutzen und die Nucleuselemente aller Funktionsbausteine im verteilten System als Interpreter von Nachrichten eines im System einheitlichen Uebertragungsmechanismus arbeiten und direkt an den Uebertragungsmechanismus angeschlossen sind. Fig. 2The invention relates to a distributed control system with modular function blocks, which interact as a plurality of computer modules and peripheral modules in a data processing system (DVS) with each other by means of communication elements. The invention has for its object to provide a simple distributed control system whose components are hardware-independent, modular assignable and interconnectable. According to the invention, the object is achieved in that the function blocks of a distributed control system are independent of one another, each having an initialization element and an interface element for the own computer component and for each other computer component of another basic system, which is to use the services of the function block, a nucleus and communication element in that the function blocks use the services of the real-time operating system kernel pertaining to the respective computer component and the nucleus elements of all the function blocks in the distributed system function as interpreters of messages of a transmission mechanism uniform in the system and are connected directly to the transmission mechanism. Fig. 2
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
Die Erfindung bezieht sich auf oin verteiltes Steuerungssystem mit modularen Funktionsbausteinen, die als eine Vielzahl von Rechner-Modulen und Peripher-Modulen in einem Datinverarbaitungssystem (DVS) untereinander mittels Kommunikationselementen zusammenwirken.The invention relates to oin distributed control system with modular function blocks, which interact as a variety of computer modules and peripheral modules in a Datinverarbaitungssystem (DVS) with each other by means of communication elements.
Die Erfindung ist anwendbar in allen Gebieten der Technik, in denen zur Prozeßsteuerung, zur Automatisierung, zur Rationalisierung u. a. Zielen mehrere Rochner im Nahbereich kommunizierend miteinander verbunden sind.The invention is applicable in all fields of technology in which for process control, automation, rationalization u. a. Aim several Rochner in the vicinity are communicating with each other.
Bekannte verteilte Stei'orungssystome werden vielfältig in der Technik angewendet. Bei Fleischmann .Ein Konzept zur Darstellung und Realisierung von verteilten Proze&automatisierungssystemen", Erlangen 1983, werden derartige Systeme umfassend analysiert. Dabei werden auf der Basis mehrerer miteinander gekoppelter Rechner Lösungen beschrieben, bei denen auf die einzelnen Rechner Funktionsbausteine verteilt sind, die ein Interfaceelement für die Rechnerkomponente in der sich der Funktionsbaustein befindet und je ein Interfaceelemont (Hüllelement) für jede andere Rechnerkomponente im verteilten Steuerungssystem besitzen. Für die Kommunikation der Rechnerkomponenten untereinander ist die Aufbereitung der Nachricht in das Format des Übertragungsmechanismus erforderlich. Dazu wird ein Stellvertreterprozeß zwischengeschaltet, während die Kommunikation mit der eigenen Rechnerkomponente die Dienste des Funktionsbausteinos als Interpreter nutzt. Der Aufwand für diese Lösung ist sehr erheblich, da vor allem bei einer erheblichen Zahl von Modulen, wie es bei technischen Steuerungsprozessen sehr häufig der Fall ist, für jedes Prozeßsteuermodul ein derartiger Stellvertreterprozeß und ein Inerfaceelement (Hüllelement) erforderlich ist.Known distributed pruning systoms are widely used in the art. At Fleischmann. A concept for the representation and realization of distributed process automation systems ", Erlangen 1983, such systems are extensively analyzed, whereby solutions are described on the basis of several coupled computers, in which function blocks are distributed to the individual computers, which are an interface element for the Computer component in which the function module is located and each have an interface element (envelope element) for each other computer component in the distributed control system For the communication of the computer components with each other, the preparation of the message in the format of the transmission mechanism is required Using the services of the function module as an interpreter with the own computer component The effort for this solution is very substantial, since especially with a considerable number of modules, as with technical n control processes is very often the case, for each process control module, such a representative process and an Inerfaceelement (wrapping element) is required.
In der DE-OS 3112 693 wird ein dezentrales modularaufgebautos Dntonverarbeitungssystom beschrieben, bei dom selbständige, gleichberechtigte Peripherie-Module mit einem gemeinsamen asynchronen, bidirektionalen Bussystem an einem Hauptspeicher betrieben werden. Das Betriebssystem ist dabei auf die einzelnen Rechner-Module und Peripher-Module so aufgeteilt, daß jeder Rechner durch Interpretieren wenigstens einer Programmspracne selbständige Anwender· und Dienstleistungsprogramme abarbeiten kann.DE-OS 3112 693 describes a decentralized modular design system for a dnton processing system, in which independent, equal peripheral modules with a common asynchronous, bidirectional bus system are operated on a main memory. The operating system is divided among the individual computer modules and peripheral modules such that each computer can process independent user programs and programs by interpreting at least one program language.
Derartige Lösungen sind mit einem erheblichen Aufwand verbunden, da sie keine örtliche Vorteilung zulassen. Ebenso können koine unterschiedlichen Übertragungsmedien kombiniert werden.Such solutions are associated with a considerable effort, since they do not allow local Vorteil. Likewise, koine different transmission media can be combined.
hardwareunabhängig, modulartig zuordenbar und untereinander verbindbar sind.independent of hardware, modular assignable and interconnectable.
voneinander unabhängig sind, je ein Initialisierungselement und ein Interfaceelement für die eigene Rechnerkomponente und (ür jede andere Rechnerkomponente eines anderen Basissystems, die die Dienste des Funktionsbausteines nutzen soll, einare independent of each other, each an initialization element and an interface element for its own computer component and (for any other computer component of another basic system that is to use the services of the function block, a
gehörenden Echtzeitbetriebssystemkerns nutzen und die Nucleuselemente aller Funktionsbausteine im verteilten System alsand the nucleus elements of all function blocks in the distributed system
1. die jeweiligen Basissysteme mit der Rechnerkomponente, dem Monitormodul, dem Einschaltdiagnosemodul und einem Echtzeitbetriebssystem,1. the respective basic systems with the computer component, the monitor module, the power-on diagnostic module and a real-time operating system,
2. das Tunktionalsystem, welches für einen bestimmten Ausbaugrad der Steuerung in bezug auf die Anzahl der verwendeten Rechnerkomponenten und die erforderlichen Hauptsteuerfunktionen generiert ist, mit den unabhängigen modularen Funktionsbausteinen, die je eine Hauptsteuerungsfunktion im Steuerungssystem realisieren und2. The Tuningalsystem, which is generated for a certain degree of control in relation to the number of computer components used and the required main control functions, with the independent modular function blocks, each realize a main control function in the control system and
3. das Anwendersystem, welches an die speziellen Forderungen der Anwendertechnologie angepaßt ist und technologiespezifische Module beinhaltet.3. the user system, which is adapted to the special requirements of user technology and includes technology-specific modules.
hat die gleiche Struktur und konvertiert die Nachrichten in die Syntax des im Gesamtsystem einheitlichenhas the same structure and converts the messages into the syntax of the overall system
an den Übertragungsmechanismus, der seinerseits die Nachricht ebenfalls direkt an das Nucleuselement desto the transmission mechanism, which in turn sends the message directly to the nucleus element of the
verschiedenen Basissysteme aufgeteilt, hinzugefügt oder von diesen abgerüstet werden können und daß damit die Steuerung mit geringem Aufwand εη die verschiedenen Aufgaben angepaßt werden kann. Die Steuerungssysteme können auch nachträglich ohne das Basis- und das Funktionalsystem zu verändern auf- und abgerüstet werden. Die Funktionsbausteine können auf andere Rechnerkomponenten verlagert werden.different base systems can be divided, added or disarmed by them and that so that the controller with little effort εη the various tasks can be adjusted. The control systems can also be upgraded and retrofitted without having to modify the basic and functional systems. The function modules can be moved to other computer components.
gleich sind.are the same.
Eine Vakuumanlage weist »in Standard-Steuerungssystem mit verteilten Rechnern auf, welches mehrere Basissysteme mit einer Vielzahl von Funktionsbausteinon als Funktionssystem aufweist. Das Anwendersystem wird auf die jeweilige Technologie, z. B. Abdampfen oder plasmagestützten Beschichten ausgelegt.A vacuum system has »in a standard control system with distributed computers, which has several basic systems with a large number of function blocks as a functional system. The user system is based on the respective technology, eg. As evaporation or plasma-assisted coating designed.
aufgeteilt sind. Dem Bedienrechner 1 sind die Funktionsbausteine 20-Bedionbaustein, 21 -Biidbaustein, 22-are divided. The operating computer 1, the function blocks 20-Bedionbaustein, 21 -Biidbaustein, 22-
und 27 - Reglerbaustein zugeordnet.and 27 - controller block assigned.
im System einheitlicher Übertragungsmechanismus 34. Die physische Kopplung de.- Basissysteme 1 bis 3 erfolgt in diesem Fall über öle Rechner-Koppelmodule für eino busorientierte Kopplung. Dieses Standard-Steuerungssystem ist zwar grundsätzlich funktionsbereit, jedoch praktisch nicht nutzbar, da jegliche Anwender-Funktionsbausteine noch fehlen.in the system uniform transmission mechanism 34. The physical coupling de.- basic systems 1 to 3 takes place in this case over oils computer coupling modules for a bus-oriented coupling. Although this standard control system is fundamentally functional, it is practically unusable because any user function blocks are still missing.
tn Fig. 2 ist das Standard-Steuerungssystem nach Fig. 1 mit einem stark vereinfachten Anwendersystem erweitert. Es wurde ein Meßgeräterechner 4 mit nur einem Meßbaustein 40 und ein Gasregelungsrechner 5 mit den Funktionsbausteinen 41,42 und 43 für drei verschiedene Gase zusätzlich als Basissysteme angeordnet und dem Bedienrechner 1 und dem Steuerrechner 2 technologiespezitische Softwarebausteine 50 angegliedert. Die Softwarebausteine 50 können beim Bedienrechner 1 die Bilder für den Bildbaustein 21 realisieren und beim Steuerrechner 2 den technologischen Ablauf realisieren. Nachfolgend soll das System in Funktion beschrieben werden.FIG. 2 is the standard control system of FIG. 1 with a greatly simplified user system. It was a Meßgeräterechner 4 with only one measuring module 40 and a gas control computer 5 with the function blocks 41,42 and 43 for three different gases additionally arranged as basic systems and the operating computer 1 and the control computer 2 technologypezitische software modules 50 affiliated. The software modules 50 can realize the images for the image module 21 in the operating computer 1 and realize the technological process at the control computer 2. Below, the system will be described in function.
Mit dem Bedienrechner 1 und dem Steuerrechner 2 soll je der äquivalente Prozeß gestartet werden. Da« Starte ι ist eine Aufforderung an den Prozeßbauitein 24, der auf dem Batistystem Steuerrechner 2 sitzt. Das Anwendersyatom mit dem Softwarebaustein 50 ruft das Interfaceelement 31 des Prozeßsteuerbausteins 24 wie folgt aufWith the operating computer 1 and the control computer 2 is ever the equivalent process can be started. Since «Start ι is a request to the Prozeßbauitein 24, which sits on the Batistystem control computer 2. The user syatom with the software component 50 calls the interface element 31 of the process control module 24 as follows
- create proz (Prozeßnummer).- create process (process number).
Dat Interfaceelement 31 wandelt die Aufforderung in eine Nachricht entsprechend der Syntax des Übertragungsmechanismus 34 und übergib! sie direkt dem Nucleus- und Kommun tationselement 33 des gleichen Prozeßbausteines 24, dor die entsprechenden Aktivitäten auslöst.Data interface element 31 converts the request into a message according to the syntax of transmission mechanism 34 and hand over! directly to the nucleus and communication element 33 of the same process block 24, which triggers the corresponding activities.
Im anderen Fall ruft dnr Softwarebaustein 50, der auf dem Bedienrechner 1 angeordnet ist, ebenfalls das im Bedienrechner 2 installierte Interfaceelcment 31 des Prozeßbausteines 24 mitIn the other case, the software module 50, which is arranged on the operating computer 1, also calls the interface element 31 of the process module 24 installed in the operating computer 2
- create proz (Prczeßnummor) auf.- create proc (prczessnummor) on.
Dieses wandelt die Anforderung in gleicher Weise in die Syntax des Übartragungsmechanismus 34 und übergibt die Nachricht an diesen. Durch einen im Übertragungsmechanismus 34 installierten Adressierungsmechftnismus gelangt diese Nachricht in den richtigen Funktionsbaustein (20-28 und 40-43) und wird dort direkt an das Nucleus- und KoTimunikationselement 33 des Prozeßbausteines 24 zur Abarbeitung übergeben.This similarly converts the request into the syntax of the transfer mechanism 34 and passes the message to it. By means of an addressing mechanism installed in the transmission mechanism 34, this message enters the correct function module (20-28 and 40-43), where it is transferred directly to the nucleus and co-communication element 33 of the process module 24 for execution.
Aus dieser Darstellung ist zu ersehen, daß der Aufruf des Prozeßbausteincs 25 in beiden Fällen identisch und somit unabhängig von der Anordnung des Funktionsbausteines, hier Prozeßbaustein 25, ist.It can be seen from this representation that the call of the process module 25 is identical in both cases and thus independent of the arrangement of the function block, in this case process block 25.
Durch den Direktanschluß der Funktionsbausteine an den Übertragungsmechanismus entfällt der sonst übliche Stollvertreterprozeß auf den Steuertechner 2. Der Übertragungsmechanismus 34 nimmt physisch verschiedene Übertragungsmedien durch entsprechende Koppolmodule (Schicht 1 nach ISO-Referenzmodell) in Anspruch, wodurch gemeinsame Rechnerbussyeteme 35 oder serielle Übertragungssysteme 36 gekoppelt werden können. Die Verteilung des Stouorungssystems kann damit im Gegensatz zu bekannten Lösungen mit verschiedenen Übertragungssystemen 35 ohne Änderung der Bausteine der Basis- und Funktionssysteme erfolgen.By the direct connection of the function blocks to the transmission mechanism, the otherwise usual Stollvertreterprozeß on the control computer 2. The transmission mechanism 34 takes physically different transmission media through corresponding Koppolmodule (layer 1 to ISO reference model) to complete, whereby common Rechnerbussyeteme 35 or serial transmission systems 36 can be coupled , The distribution of the Stouorungssystems can thus be done in contrast to known solutions with different transmission systems 35 without changing the building blocks of the basic and functional systems.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD32122588A DD276551A1 (en) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM WITH MODULAR FUNCTIONAL BLOCKS |
Applications Claiming Priority (1)
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DD32122588A DD276551A1 (en) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM WITH MODULAR FUNCTIONAL BLOCKS |
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DD276551A1 true DD276551A1 (en) | 1990-02-28 |
Family
ID=5603507
Family Applications (1)
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DD32122588A DD276551A1 (en) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM WITH MODULAR FUNCTIONAL BLOCKS |
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DD (1) | DD276551A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1988
- 1988-10-31 DD DD32122588A patent/DD276551A1/en not_active IP Right Cessation
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