DE102006034681A1 - Automation system`s cycle time stabilizing method for e.g. nuclear plant, involves forming cyclic process such that additional process is shifted when cyclic process does not disturb cycle start before starting cycle start - Google Patents

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Abstract

The method involves releasing starting of a cyclic process (P) by an interrupt, and accessing an additional process e.g. control process, in identical system resources (13). The interrupt is caused by a time signal periodically emitted by a system time transmitter. The cyclic process is formed in such a manner that the additional process is shifted when the cyclic process does not disturb the cycle start before starting the cycle start while the cycle start with the time signal takes place.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Stabilisierung der Zykluszeit eines zyklischen Prozesses in einem Automatisierungssystem sowie auf ein Automatisierungssystem.The The invention relates to a method for stabilizing the Cycle time of a cyclic process in an automation system as well as an automation system.

Ein Automatisierungssystem steuert und regelt einen oder mehrere industrielle Prozesse einer Industrieanlage. Eine steuernde Aufgabe wird immer nach einem vorgegebenen Schema ausgeführt. Eine regelnde Aufgabe erfasst hingegen einen Betriebszustand der Industrieanlage und beeinflusst diesen Betriebszustand gezielt.One Automation system controls and regulates one or more industrial Processes of an industrial plant. A controlling task is always behind a predetermined scheme executed. A regulatory task, however, detects an operating condition of the Industrial plant and affects this operating condition targeted.

Die Erfassung eines Betriebszustands erfolgt über Sensoren, die an der Industrieanlage angeordnet sind. Hierzu gehört beispielsweise das Messen physikalischer Größen wie Druck oder Temperatur. Die Beeinflussung eines Betriebszustandes geschieht über Aktoren. Aktoren sind beispielsweise Magnetventile oder Elektromotoren.The Detection of an operating state via sensors connected to the industrial plant are arranged. Which also includes for example, measuring physical quantities such as pressure or temperature. The influencing of an operating state is done via actuators. Actuators are, for example, solenoid valves or electric motors.

Das Automatisierungssystem ist zudem derart eingerichtet, dass es einem kritischen Betriebszustand, der sich während des Betriebes der Anlage möglicherweise ergibt, entgegen wirkt. Ein derartiger kritischer Betriebszustand kann zu einer Schädigung oder Zerstörung der Anlage führen, aber auch eine Gefährdung der Umwelt nach sich ziehen. Dieses Entgegenwirken kann regelnd sein oder aber in einem kontrollierten Abschalten der Industrieanlage bestehen. Damit werden Schäden für die Industrieanlage und/oder die Umwelt vermieden.The Automation system is also set up so that it critical operating condition that may occur during operation of the system results, counteracts. Such a critical operating condition can cause injury or destruction lead the plant, but also a danger the environment. This counteraction can be regulatory or be in a controlled shutdown of the industrial plant. This will damage for the Industrial plant and / or the environment avoided.

Ein Automatisierungssystem umfasst zumindest einen Prozessor, ein Betriebssystem, Speicher für Daten, und weitere Systemressourcen.One Automation system comprises at least one processor, an operating system, Memory for Data, and other system resources.

Das Automatisierungssystem ermöglicht die Ausführung von Programmen, mittels derer sich der Betriebszustand der Industrieanlage verändern lässt. Ein Programm ist ein festgelegter Ablauf des Automatisierungssystems, mit dessen Hilfe ein bestimmtes Ziel erreichbar ist, beispielsweise die Veränderung des Betriebszustandes eines Aktors.The Automation system allows execution of programs, by means of which the operating state of the industrial plant change leaves. One Program is a defined sequence of the automation system, with the help of which a specific destination can be reached, for example the change the operating state of an actuator.

Als Prozess ist der Ablauf eines Programms bezeichnet. Der Prozessor des Automatisierungssystems ist allgemein eine Verarbeitungseinheit für Prozesse. Er regelt einen Zugriff der einzelnen Prozesse auf die Systemressourcen. Außerdem teilt er den einzelnen Prozessen Rechenzeit und Datenspeicher über ein Prozessmanagementsystem zu. In diesem Prozessmanagementsystem weisen die Prozesse abgestufte Prioritäten auf und werden daher mit einer unterschiedlichen Bevorzugung ausgeführt. Der Begriff Prozess umfasst vorliegend allgemein auch sogenannte Tasks oder Threads.When Process is called the expiration of a program. The processor of the automation system is generally a processing unit for processes. It regulates access of the individual processes to the system resources. Furthermore he assigns the individual processes of computing time and data memory over Process management system too. In this process management system point the processes graduated priorities and are therefore executed with a different preference. Of the In the present case, the term process generally also includes so-called tasks or threads.

Systemressourcen sind Systemelemente, die von einem Prozess zu seiner fehlerfreien Ausführung benötigt werden. Dies sind die in die Industrieanlage integrierten Sensoren und Aktoren, aber auch Kommunikationselemente für die Beeinflussung der Aktoren, oder ein Speicher für Daten.system resources are system elements that from a process to its error-free execution needed become. These are the sensors integrated in the industrial plant and actuators, but also communication elements for influencing the actuators, or a memory for Dates.

Auch der Zugriff einzelner Prozesse auf die Systemressourcen wird mittels des Prozessmanagementsystems geregelt. Hierbei werden zur Vermeidung von Konflikten Semaphoren eingesetzt. Semaphoren sind Programmelemente, die den Zugriff auf die ihnen zugewiesene Systemressource nur einem oder einer beschränkten Anzahl von Prozessen ermöglichen.Also the access of individual processes to the system resources is by means of of the process management system. Here are to avoid used by conflicts semaphores. Semaphores are program elements, the access to their assigned system resource only one or a limited Allow number of processes.

Um einen definierten Betriebszustand zu erreichen und dessen Aufrechterhaltung zu gewährleisten, laufen im Prozessor verschiedene Prozesse ab. Der Ablauf vieler dieser Prozesse ist zyklisch, d.h. die Prozesse werden in einem für jeden Prozess vorgegebenen zeitlichen Abstand, einer Zykluszeit, wiederholt. Zyklische Prozesse sind beispielsweise Prozesse, die periodisch eine oder mehrere Mes sungen physikalischer Größen vornehmen, aber auch Prozesse, die den Betriebszustand der Industrieanlage periodisch abfragen und beeinflussen.Around to achieve a defined operating state and its maintenance to ensure, run in the processor from various processes. The course of many these processes are cyclic, i. the processes are in one for each Process predetermined time interval, one cycle time, repeated. For example, cyclic processes are processes that are periodic make one or more measurements of physical quantities, but also processes, periodically polling the operating status of the industrial plant and influence.

Werden nun die von einem Messprozess gemessenen Messwerte zur Regelung vorgegebener Betriebszustände verwendet, machen sich Schwankungen in der Zykluszeit der Messungen insbesondere bei sehr kurzen Zykluszeiten bemerkbar. Falls ein Regelungsvorgang an sich schwer beherrschbar ist und/oder es sich um eine Messung sicherheitskritischer Messgrößen handelt, ist eine Schädigung und/oder Zerstörung zumindest von Teilen der Industrieanlage mit nicht absehbaren Folgen für die Umgebung möglich.Become now the measured values for regulation measured by a measuring process predetermined operating conditions used, fluctuations in the cycle time of the measurements especially noticeable with very short cycle times. If a regulation process intrinsically difficult to control and / or it is a measurement safety-critical measured variables, is damage and / or destruction at least parts of the industrial plant with unpredictable consequences for the Environment possible.

Eine Beeinflussung der Zykluszeit von Messungen erfolgt insbesondere, wenn Systemressourcen von anderen Prozessen blockiert sind und für den Messprozess nicht zur Verfügung stehen. Dadurch können sich die Abstände zwischen den einzelnen Messungen verschieben, wodurch sich insbesondere bei einem sehr hohen Messzyklus ein nicht vernachlässigbarer Messfehler ergibt.A Influencing the cycle time of measurements takes place in particular when system resources are blocked by other processes and for the measurement process not available stand. Thereby can the distances between the individual measurements, resulting in particular at a very high measuring cycle a not negligible Measurement error results.

Zyklische Prozesse im Automatisierungssystem werden üblicherweise durch so genannte zyklische Interrupts veranlasst. Unter Interrupt wird allgemein eine kurzfristige Unterbrechung eines ersten Prozesses verstanden, um einen zweiten Prozess auszuführen. Mit Hilfe eines Interrupts wird daher die Abarbeitung eines anstehenden zyklischen Prozesses initiiert und in der Regel gleichzeitig ein anderer Prozess unterbrochen. Die zyklischen Interrupts selber werden durch einen Takt- oder Systemzeitgeber ausgelöst. Der Systemzeitgeber gibt ein hochgenaues und periodisches Zeitsignal (Taktzeit) ab. Bei heutigen Automatisierungssystemen weist dieses Zeitsignal eine Periode von wenigen Millisekunden, insbesondere von 1 ms auf. Neben den zyklischen Interrupts können auch Interrupts zur Event-Signalisierung vorgesehen sein, beispielsweise sogenannte Kommunikationsinterrupts, die nicht vom Taktgeber ausgelöst werden.Cyclic processes in the automation system are usually caused by so-called cyclic interrupts. By interrupt is generally understood a short-term interruption of a first process to execute a second process. With the help of an interrupt, therefore, the processing of a pending cyclic process is initiated and usually another process is interrupted at the same time. The cyclic interrupts themselves are triggered by a clock or system timer. The system timer gives a high accuracy it and periodic time signal (tact time). In today's automation systems, this time signal has a period of a few milliseconds, in particular of 1 ms. In addition to the cyclic interrupts and interrupts for event signaling can be provided, for example, so-called communication interrupts that are not triggered by the clock.

Mit Hilfe des Zeitsignals ist in der Regel ein ausreichend genauer Beginn des Messzyklusses und damit eine ausreichend hohe Genauigkeit der Zykluszeit er reichbar, sofern der Zyklus mit dem Zeitsignal gestartet wird. Allerdings bestehen einige Einflussfaktoren, die dazu führen, dass der Interrupt bzw. der eigentliche Zyklusanfang zeitlich in nicht definierter Weise versetzt zu dem Zeitsignal erfolgt. Hieraus resultieren Zykluszeitschwankungen, die zu falschen Messergebnissen führen können. Ein derartiger Faktor ist beispielsweise eine so genannte Interruptsperre, die einige Prozesse verwenden. Die Interruptsperre dient dazu, dass der jeweilige Prozess einige seiner Aufgaben, insbesondere nicht unterbrechbare Aufgaben, noch definiert beenden kann, bevor er durch den Interrupt unterbrochen wird. Ein weiterer Faktor ist in der Verwendung von Semaphoren zu sehen. Ist das Semaphor durch einen anderen Prozess belegt, so muss der Messprozess mit seinem Zyklusanfang zunächst darauf warten, bis das Semaphor wieder freigegeben ist. Die Wartezeit auf das Semaphor kann hierbei z. B. bis zu 1 ms betragen. Die Interruptsperre kann beispielsweise bis zu 0,5 ms betragen.With Help of the time signal is usually a sufficiently accurate start of the measuring cycle and thus a sufficiently high accuracy of the cycle time it can be reached if the cycle is started with the time signal. However, there are some factors that cause it the interrupt or the actual beginning of the cycle is not in time defined manner offset from the time signal occurs. This results Cycle time fluctuations that can lead to incorrect measurement results. One such factor is, for example, a so-called interrupt lock, which use some processes. The interrupts lock serves to ensure that the particular process does some of its job, especially not interruptible tasks, can still finish defined before going through the interrupt is interrupted. Another factor is in the Use of semaphores to see. Is the semaphore by a occupied by another process, the measuring process must start with its cycle first wait for the semaphore to be released again. The waiting time on the semaphore z. B. be up to 1 ms. The interrupts lock For example, it can be up to 0.5 ms.

Derartige Zykluszeitschwankungen führen bei hochsensiblen Messungen zu unerwünscht hohen Messfehlern. Ein Beispiel hierfür ist die Neutronenflussmessung in einem Kernreaktor. Hierbei wird die Neutronenflussmenge durch hochgenaue Messgeräte kontinuierlich erfasst. Durch den zyklisch ablaufenden Messprozess wird üblicherweise der „Zählerstand" zwischen zwei aufeinander folgenden Auslesevorgängen erfasst und auf eine Zeitdifferenz bezogen. Kann die Zeitdifferenz nicht exakt gemessen werden, so wird als Bezugsgröße die Soll-Zykluszeit (nominale Zykluszeit) verwendet. Variiert der zeitliche Abstand zwischen zwei Auslesevorgängen, d.h. weicht er von der nominalen Zykluszeit ab, so führt dies zu falschen Messergebnissen.such Cycle time fluctuations lead to highly sensitive measurements too undesirable high measurement errors. An example of this is the neutron flux measurement in a nuclear reactor. Here, the neutron flux is through high-precision measuring instruments continuously recorded. Through the cyclical measuring process becomes common the "meter reading" between two consecutive following read-outs recorded and related to a time difference. Can the time difference can not be measured exactly, then the reference cycle time (nominal Cycle time). Varies the time interval between two Readouts, i.e. If it deviates from the nominal cycle time, this leads to wrong measurement results.

Bisher bestand eine Möglichkeit zur Verringerung des Messfehlers durch Zykluszeitverschiebungen bei periodisch wiederkehrenden Messvorgängen darin, Prozesse, die die Zykluszeit von kritischen Messvorgängen beeinflussen, gar nicht oder nur mit einer niedrigen Priorität, das heißt, abhängig von der Auslastung des Prozessors möglicherweise stark verlangsamt ablaufen zu lassen. Diese Vorgehensweise betraf insbesondere zyklisch vorgenommene Überprüfungen der Funktionsfähigkeit des Automatisierungssystems. Auf diese Weise wurden Elemente des Automatisierungssystems entweder gar nicht oder in einem sehr groben Zeitraster auf ihre Funktionsfähigkeit hin überprüft. Dies erhöht das Risiko von Störungen des gesamten Automatisierungssystem oder von Teilen davon. Insbesondere bei sehr sicherheitskritischen Technologien, wie beispielsweise der Kernenergietechnik, ist es daher wünschenswert, sämtliche Komponenten des Automatisierungssystems in einem möglichst engen Zeitraster zu überprüfen, gleichzeitig aber Messvorgänge, die für die Regelung der Industrieanlage und damit für die Beherrschbarkeit des industriellen Prozesses relevant sind, möglichst präzise durchzuführen.So far There was a possibility to reduce the measurement error due to cycle time shifts in periodically recurring measurement processes therein, processes that the Cycle time of critical measuring processes influence, not at all or only with a low priority, that is, depending on the utilization of the Processor may be strong slowed down to expire. This procedure was particularly relevant Cyclical checks on functionality of the automation system. In this way, elements of the Automation system either not at all or in a very rough Time grid on their functionality checked out. This elevated the risk of disturbances the entire automation system or parts thereof. Especially in very safety-critical technologies, such as of nuclear technology, it is therefore desirable, all Components of the automation system in one possible check tight time grid, at the same time but measuring operations, the for the regulation of the industrial plant and thus for the controllability of the industrial process are relevant to perform as precisely as possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstante Zykluszeit für einen Prozess, insbesondere für einen sicherheitsrelevanten Prozess zu gewährleisten.Of the Invention is based on the object, a constant cycle time for one Process, especially for to ensure a safety-relevant process.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Stabilisierung der Zykluszeit gemäß Anspruch 1. Neben dem zyklischen Prozess läuft im Automatisierungssystem zumindest ein weiterer Prozess ab, der auf identische Systemressourcen wie der zyklische Prozess zugreift. Der zyklische Prozess wird durch einen Interrupt ausgelöst, welcher wiederum durch ein von einem Systemzeitgeber periodisch abgegebenes Zeitsignal veranlasst wird. Zur Zykluszeitstabilisierung ist der zyklische Prozess hierbei derart ausgebildet, dass vor Beginn des Zyklusanfangs der weitere Prozess in einen den Zyklusanfang nicht störenden Zustand versetzt wird und der Zyklusanfang gleichzeitig mit einem Zeitsignal erfolgt.The Task is according to the invention solved by a method for stabilizing the cycle time according to claim 1. In addition to the cyclical process running in the automation system At least one more process based on identical system resources how the cyclic process accesses. The cyclical process is going through triggered an interrupt, which again by a periodically issued by a system timer Time signal is initiated. For cycle time stabilization is the cyclic process in this case designed such that before the beginning of the Cycle start the further process into a cycle start not disturbing State is offset and the beginning of the cycle simultaneously with a Time signal takes place.

Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass das Zeitsignal für eine möglichst konstante und genaue Zykluszeitbestimmung ausreichend ist und damit als Startzeitpunkt des jeweiligen Zyklusanfangs geeignet ist. Die Zykluszeit wird in einfacher Weise durch Zählen der einzelnen Zeitsignale bestimmt. Um sicher zu stellen, dass das Zeitsignal zeitgleich mit dem Zyklusanfang ist, sorgt der zyklische Prozess dafür, dass zu dem ihm bekannten Zeitpunkt die weiteren Prozesse den Zyklusanfang nicht stören, also zeitlich nicht hinauszögern.This Design is based on the consideration, that the time signal for one possible constant and accurate cycle time determination is sufficient and thus is suitable as the start time of each cycle start. The Cycle time is determined in a simple manner by counting the individual time signals. To ensure that the time signal coincides with the beginning of the cycle is, the cyclical process ensures that at the time known to him the other processes do not disturb the beginning of the cycle, ie they do not delay the time.

Unter Zyklusanfang wird hierbei der Zeitpunkt verstanden, zu dem der eigentliche zeitkritische Teilprozess erfolgt, insbesondere der Start einer Messsignalauslesung. Der Zyklusanfang muss hierbei nicht notwendigerweise exakt mit dem Start des Prozesszyklusses übereinstimmen. Entscheidend ist, dass der Zyklusanfang mit einem Zeitsignal exakt gekoppelt ist und dass daher die Zykluszeit exakt definierbar ist. Im Vergleich zu dem bisherigen Vorgehen, bei dem der Zyklusanfang mit dem Beginn des Prozesszyklusses und damit mit dem den Prozess auslösenden Interrupt nur lose gekoppelt war, wird hierdurch eine deutlich höhere Genauigkeit der Zykluszeit erreicht. Denn aufgrund der Verwendung beispielsweise von Semaphoren oder Interruptsperren können Zeitverschiebungen zwischen dem Zeitsignal und dem eigentlichen Beginn des Zyklusanfangs entstehen, so dass die Zykluszeit variiert.The beginning of the cycle is understood to mean the point in time at which the actual time-critical sub-process takes place, in particular the start of a measurement signal read-out. The start of the cycle does not necessarily coincide exactly with the start of the process cycle. It is crucial that the beginning of the cycle is exactly coupled with a time signal and that therefore the cycle time is exactly definable. Compared to the previous procedure, in which the beginning of the cycle was only loosely coupled with the start of the process cycle and thus with the interrupt triggering the process, it becomes This achieves a significantly higher accuracy of the cycle time. Because due to the use of semaphores or interrupts, for example, time shifts between the time signal and the actual beginning of the beginning of the cycle can occur, so that the cycle time varies.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist vorgesehen, dass nach dem Start des Prozesses zunächst eine Synchronisationssequenz ausgeführt wird, während der die weiteren Prozesse in einen den Zyklusanfang nicht störenden Zustand versetzt werden. Erst anschließend wird bei einem nachfolgenden Zeitsignal und damit einem nachfolgenden Interrupt der Zyklusanfang vorgenommen. Bei dieser Ausführungsvariante wird also bewusst der Zyklusanfang, mit der der zeitkritische Teilprozess gestartet wird, vom eigentlichen Start des zyklischen Prozesses entkoppelt und es wird eine hier als Synchronisationssequenz bezeichnete Routine vorgeschaltet, die dafür sorgt, dass insbesondere zum nächsten Zeitsignal der Zyklusanfang zeitgleich mit dem Zeitsignal erfolgen kann.According to one appropriate training is provided that after the start the process first a synchronization sequence is executed while the other processes be put in a state not disturbing the beginning of the cycle. Only then is at a subsequent time signal and thus a subsequent Interrupt the beginning of the cycle made. In this embodiment becomes aware of the beginning of the cycle, with the time-critical sub-process is started, from the actual start of the cyclic process decoupled and it is called a synchronization sequence here Routine preceded by that that particular ensures the next Time signal of the beginning of the cycle take place simultaneously with the time signal can.

Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung arbeitet der weitere Prozess mit einer Interruptsperre und während der Synchronisationssequenz wird zunächst eine Synchronisation zwischen dem Zeitsignal und dem Interrupt vorgenommen. Hierzu wird nach einem ersten Interrupt, welcher den zyklischen Prozess startet, ein Stoppaufruf für den weiteren Prozess veranlasst, so dass beim nächsten Zeitsignal die Interruptsperre nicht wirksam ist. Der weitere Prozess ist hierbei insbesondere ein Überwachungsprozess, mit dem die Funktionsfähigkeit des Automati sierungssystems ständig überwacht wird. Ein derartiger Überwachungsprozess läuft üblicherweise im Hintergrund ab und zwar vorzugsweise in einer Endlosschleife. Der Zyklus und damit die Zykluszeit bestimmt sich dabei durch die Abarbeitungszeit eines Schleifendurchlaufes und beträgt beispielsweise einige Minuten bis Stunden.According to one expedient embodiment, the further process works with a Interrupt lock and while the synchronization sequence will initially be a synchronization between the Time signal and the interrupt made. This is done after a first interrupt, which starts the cyclic process, a stop call for the rest Process causes, so that at the next time signal the interrupts is not effective. The further process is particular a monitoring process, with the functionality constantly monitored by the automation system becomes. Such a monitoring process usually runs in the background and preferably in an infinite loop. The cycle and thus the cycle time are determined by the Processing time of a loop pass and is for example a few minutes to hours.

Durch die Abgabe eines Stopp- oder Sperrsignals wird daher gewährleistet, dass der nächste Interrupt nicht aufgrund einer Interruptsperre zeitverzögert zum Zeitsignal erfolgt. Der Zyklusanfang kann daher mit dem nächsten Interrupt erfolgen, da dieser zeitgleich zum Zeitsignal erfolgt.By the delivery of a stop or inhibit signal is therefore ensured that the next one Interrupt not delayed due to an interrupts lock Time signal takes place. The beginning of the cycle can therefore start with the next interrupt take place, since this takes place simultaneously with the time signal.

Zweckdienlicherweise erfolgt der Start eines jeweiligen Prozesses bei einem Interrupt anhand von Prioritäten, wobei jeweils der Prozess mit der höchsten Priorität gestartet wird, sofern dieser Prozess zur Bearbeitung ansteht. Bevorzugt weist der zeitkritische zyklische Prozess die höchste Priorität auf. Bei einem Interrupt wird daher automatisch – nach Verstreichen der Interruptsperre – der zyklische Prozess und damit die Synchronisationssequenz gestartet. Um den Zyklusanfang zeitgleich mit dem nächsten Zeitsignal beginnen zu können, ist es erforderlich, dass der zyklische Prozess in einen Wartezustand bis zum nächsten Interrupt übergeht. Um zu verhindern, dass während dieses Wartezustands der Überwachungsprozess wieder startet und eventuell eine Interruptsperre wirksam wird, wird der Stopp- oder Sperrbefehl abgegeben. Wesentlich ist daher, dass der zyklische Prozess (Überwachungsprozess) zum Zeitpunkt eines oder des folgenden (Timer) Interrupts gesperrt ist, mit dem der zeitkritische Prozess gestartet wird, und dass die Sperre anschließend wieder aufgehoben wird.Conveniently, the start of a respective process takes place in the event of an interrupt based on priorities, in each case the process with the highest priority is started if this process is pending. Preferably the time-critical cyclic process has the highest priority. At a Interrupt therefore automatically - after the interrupts have elapsed - the cyclic Process and thus the synchronization sequence started. To the Start cycle start at the same time as the next time signal to be able to It is necessary that the cyclic process is in a wait state until to the next Interrupt goes over. To prevent that during this waiting state of the monitoring process starts again and possibly an interrupts lock takes effect, the stop or inhibit command is issued. It is essential, therefore, that the cyclical process (monitoring process) locked at the time of one or the following (timer) interrupts is, with which the time-critical process is started, and that the lock afterwards is canceled again.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist hierbei vorgesehen, dass die Sperre des Überwachungsprozesses durch einen Startbefehl wieder aufgehoben wird, wobei der Startbefehl vorzugsweise zu einem fixen Zeitpunkt unmittelbar nach dem den Zyklusanfang initiierenden Interrupt erfolgt. Im Anschluss an die Sperre kann der Überwachungsprozess wieder aufgenommen werden, sobald keine übergeordneten Prozesse mehr aktiv sind. Durch diese Maßnahme wird die Sperre des Überwachungsprozesses auf den kürzest möglichen Zeitraum beschränkt, um die zur Verfügung stehende Prozessor-Rechenzeit optimal ausnutzen zu können. Hierbei wird insbesondere davon ausgegangen, dass die Interruptsperre des weiteren Prozesses (genauer: Summe der Interruptsperre, der Zeitdauer des Sperr-Aufrufs und eines PAUSE-Aufrufs) kürzer ist als das Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitsignalen, dass also mit dem nächsten Zeitsignal der Zyklusanfang erfolgen kann, und dass nach erfolgtem Zyklusanfang möglichst rasch die Freigabe des Überwachungsprozesses erfolgen kann. Sobald der zyklische Prozess seine einzelnen Arbeitsschritte abgearbeitet hat, kann daher der Überwachungsprozess wieder aufgenommen werden, sofern keine Prozesse mit höherer Priorität zur Bearbeitung anstehen.According to one expedient development is provided here that the lock the monitoring process is canceled by a start command, the start command preferably at a fixed time immediately after the beginning of the cycle initiating interrupt occurs. Following the lock can the monitoring process be resumed as soon as no parent processes anymore are active. By this measure becomes the lock of the monitoring process on the shortest potential Limited period, around the available to be able to optimally utilize the outstanding processor processing time. in this connection In particular, it is assumed that the interrupts of the further process (more precisely: the sum of the interrupts, the duration of the lock call and a PAUSE call) is shorter than the time interval between two consecutive time signals, that is with the next time signal the beginning of the cycle can take place, and that after the beginning of the cycle preferably quickly releasing the monitoring process can be done. Once the cyclic process has its individual work steps The monitoring process can therefore resume if no higher-priority processes are to be processed queue.

Vorzugsweise ist weiterhin ein Semaphor vorgesehen, welches den Zugriff auf die Systemressourcen des zyklischen Prozesses und eines weiteren Prozesses regelt, wobei der zyklische Prozess derart ausgebildet ist, dass er das Semaphor vor dem Zyklusanfang belegt.Preferably is still a semaphore provided, which provides access to the System resources of the cyclic process and another process regulates, wherein the cyclic process is designed such that he occupies the semaphore before the beginning of the cycle.

Der weitere Prozess ist hierbei insbesondere ein Bedienprozess, der bei einer automatischen oder manuellen (indirekten) Bedienaufforderung des Automatisierungssystems bzw. von Bedienpersonal des Automatisierungssystems ausgelöst wird. Derartige Bedienaufforderungen sind beispielsweise automatisierte Steuerungsbefehle für die Anlage, das Setzen von Variablen oder auch das Abfragen von Variablen und Zuständen insbesondere im Rahmen einer Diagnose. Derartige Bedienaufforderungen können auch manuell durch das Bedienpersonal indirekt ausgelöst werden. Durch die Belegung des Semaphors rechtzeitig vor dem Zyklusanfang ist gewährleistet, dass tatsächlich mit dem mit dem Zeitsignal korrelierten Interrupt der Zyklusanfang erfolgen kann und nicht etwa auf die Freigabe durch das Semaphor noch gewartet werden muss. Die Belegung des Semaphors erfolgt hierbei insbesondere während der Synchronisationssequenz. Hierzu wird an das Semaphor ein entsprechender Aufruf gestartet und gewartet, bis das Semaphor freigegeben ist. Sobald das Semaphor freigegeben ist, belegt der zyklische Prozess das Semaphor, so dass beim nachfolgenden Interrupt nicht mehr auf das Semaphore gewartet werden muss. Um auch hier eine Synchronisation zwischen dem nachfolgenden Zeitsignal und dem Zyklusanfang zu gewährleisten, wird nach der Belegung des Semaphors mit dem zyklischen Prozess der zyklische Prozess in einen Wartezustand versetzt, bis der nachfolgende Interrupt den Zyklusanfang auslöst. Es wird also zuerst das Semaphor belegt und dann wird auf den nächsten Interrupt gewartet.In this case, the further process is, in particular, an operating process which is triggered by an automatic or manual (indirect) operator request of the automation system or by operating personnel of the automation system. Such operating prompts are, for example, automated control commands for the installation, the setting of variables or also the interrogation of variables and states, in particular in the context of a diagnosis. Such Bedienaufforderungen can also be triggered manually by the operator indirectly. By the assignment of the semaphore right early before the beginning of the cycle, it is ensured that the beginning of the cycle can actually take place with the interrupt correlated with the time signal, and that it is not necessary to wait for release by the semaphore. The assignment of the semaphore takes place in particular during the synchronization sequence. For this purpose, a corresponding call to the semaphore is started and waited until the semaphore is released. As soon as the semaphore is released, the cyclic process occupies the semaphore so that the semaphore does not have to wait for the subsequent interrupt. In order to ensure a synchronization between the subsequent time signal and the beginning of the cycle, after the semaphore has been assigned to the cyclic process, the cyclic process is put into a waiting state until the subsequent interrupt triggers the beginning of the cycle. It is first occupied the semaphore and then waiting for the next interrupt.

Bei Systemen, bei denen gleichzeitig eine Interruptsperre durch einen niederprioren Prozess, insbesondere Überwachungsprozess, und eine Belegung des Semaphors durch einen Bedienprozess möglich ist, ist bevorzugt vorgesehen, dass zunächst eine Synchronisation zwischen dem Zeitsignal und dem Interrupt vorgenommen wird, indem – wie bereits ausgeführt – nach einem ersten Interrupt ein Sperrbefehl für den Überwachungsprozess veranlasst wird. Erst mit dem nachfolgenden Interrupt wird dann ein Signal zur Belegung des Semaphors mit dem zyklischen Prozess abgegeben.at Systems in which at the same time an interrupt lock by a low-priority process, in particular monitoring process, and a Assignment of the semaphore is possible through an operating process, is preferably provided that initially a synchronization between the time signal and the interrupt is made by - as already executed - after one first interrupt a blocking command for the monitoring process becomes. Only with the following interrupt then a signal for the assignment of the semaphore with the cyclic process.

Sowohl der Bedienprozess als auch der Überwachungsprozess bilden allgemein Prozesse, die auf gemeinsame Datenbereiche mit dem zyklischen Prozess lesend und/oder schreibend zugreifen. Aufgrund der gemeinsamen Datenbereiche (gemeinsame Ressourcen) müssen diese weiteren Prozesse jeweils mit dem zyklischen Prozess über geeignete Synchronisationsmittel, wie beispielsweise das beschriebene Semaphor oder auch durch andere Synchronisationsmittel wie sogenannte Critical Sections koordiniert werden. Aufgrund des Zugriffs auf gemeinsame Datenbereiche sind zeitgleiche Zugriffe ausgeschlossen und Wartezeiten die Folge, die vorliegend nachteilig sind. Durch die hier beschriebenen Verfahren mit Semaphor und/oder Interruptsperre werden die negativen Auswirkungen auf die Konstanz der Zykluszeit aufgehoben.Either the operating process as well as the monitoring process generally form processes that share common data areas read and / or write to the cyclic process. by virtue of the common data areas (shared resources) need these other processes each with the cyclic process via suitable Synchronization means, such as the described semaphore or by other synchronization means such as so-called Critical Sections be coordinated. Due to access to common data areas simultaneous accesses are excluded and waiting times result, which are disadvantageous in the present case. By the procedures described here with semaphore and / or interrupt lock will have the negative impact canceled on the constancy of the cycle time.

Gemäß einer bevorzugten Alternative wird sowohl ein Sperrbefehl für den Überwachungsprozess als auch ein Aufruf an das Semaphor abgegeben, um dieses zu belegen. Durch diese nahezu zeitgleiche Befehlsabgabe (Sperrbefehl, Aufruf an das Semaphor) verstreicht lediglich ein Zeitintervall bis zum Zyklusanfang und die Synchronisationssequenz benötigt nur eine geringe Zeitspanne, insbesondere maximal ein Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitsignalen.According to one preferred alternative becomes both a blocking command for the monitoring process as well as a call to the semaphore to prove this. Due to this almost simultaneous command output (lock command, call to the semaphore), only one time interval elapses Cycle start and the synchronization sequence only takes a small amount of time, in particular, a maximum of one time interval between two successive ones Time signals.

Bevorzugt sind die Prozesse hierbei derart ausgebildet, dass bei Durchführung des Bedienprozesses, insbesondere bei einer Belegung des Semaphors mit dem Bedienprozess, der Überwachungsprozess gesperrt ist. Hierdurch kann daher lediglich entweder das Semaphor belegt sein oder eine Interruptsperre vorliegen.Prefers the processes are in this case designed such that when carrying out the Operating process, in particular with an assignment of the semaphore with the operating process, the monitoring process Is blocked. As a result, only either the semaphore can be used be occupied or have an interrupt lock.

Alternativ zu der Durchführung einer Synchronisationssequenz zu Beginn des zyklischen Prozesses ist in einer bevorzugten Alternative vorgesehen, dass der zyklische Prozess zum Ende seiner Zykluszeit und vor Beginn des nachfolgenden Zyklusses veranlasst, dass der Überwachungsprozess und/oder der Bedienprozess in einen den Zyklusanfang nicht störenden Zustand versetzt wird. Hierbei wird davon ausgegangen, dass es prinzipiell ausreichend ist, rechtzeitig vor Beginn des Zyklusses dafür zu sorgen, dass der den zyklischen Prozess startende Interrupt zeitgleich zu dem Zeitsignal erfolgt. Der zyklische Prozess ist in der Regel nicht über die gesamte Zykluszeit aktiv. Beispielsweise beträgt die Zykluszeit bei einem Messprozess 50 ms, wobei der Prozess für das Auslesen der Messsignale lediglich wenige Millisekunden, beispielsweise 7 ms benötigt. Die restliche Zeit während der Zykluszeit ist der Prozess inaktiv. Um die störenden Einflüsse der weiteren Prozesse rechtzeitig abzuschalten, ist zweckdienlicherweise vorgesehen, dass der Prozess die Restzeit bis zum Ende des Zyklusses ermittelt und rechtzeitig vor Ende der Zykluszeit die Maßnahmen einleitet, um die störenden Einflüsse der weiteren Prozesse auszuschalten, d.h. eine Interruptsperre des Überwachungsprozesses zu verhindern bzw. ein Semaphor zu belegen.alternative to the implementation a synchronization sequence at the beginning of the cyclic process is provided in a preferred alternative that the cyclic Process at the end of its cycle time and before the beginning of the subsequent one Cycle causes the monitoring process and / or the operating process in a state not disturbing the beginning of the cycle is offset. This assumes that it is in principle is sufficient to ensure in good time before the start of the cycle that the interrupt starting the cyclic process coincides with the time signal takes place. The cyclic process is usually not over the entire cycle time active. For example, the cycle time is one Measuring process 50 ms, whereby the process for reading the measuring signals only a few milliseconds, for example 7 ms needed. The remaining time during the cycle time, the process is inactive. To the disturbing influences of Switching off further processes on time is expedient provided that the process the remaining time until the end of the cycle determined and in good time before the end of the cycle time the measures initiates the disturbing influences to turn off the further processes, i. an interrupt lock of the monitoring process to prevent or to prove a semaphore.

Dies kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Beispielsweise wird gegen Ende der Zykluszeit vom zyklischen Prozess ein Sperrsignal an den Überwachungsprozess abgegeben, so dass eine Interruptsperre zum den nachfolgenden Zyklus auslösenden Interrupt nicht vorliegen kann. Auch besteht die Möglichkeit, durch die Verwendung von so genannten Markierungen (Event flags) den Überwachungsprozess lediglich zu definierten Zeiten freizugeben. Eine derartige Markie rung wird beispielsweise am Ende der aktiven Zeit des Prozesses gesetzt und rechtzeitig vor Ende der Zykluszeit wieder aufgehoben. Rechtzeitig vor Ende bedeutet hierbei, dass noch ausreichend Zeit bis zum Beginn des neuen Zyklusses ist, um eine eventuell bestehende Interruptsperre aufzuheben. Hierbei reichen in der Regel eine bis wenige Millisekunden aus.This can be done in different ways. For example, against End of the cycle time from the cyclic process a blocking signal to the monitoring process delivered, giving an interlock lock to the subsequent cycle triggering Interrupt can not be present. There is also the possibility through the use of so-called flags (event flags) the monitoring process only release at defined times. Such a Markie tion is set, for example, at the end of the active time of the process and canceled in time before the end of the cycle time. In time Before the end, this means that there is still enough time left until the beginning of the new cycle is a possible interrupts lock repealed. This usually ranges from one to a few milliseconds out.

Eine weitere bevorzugte Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Zwischenprozesses, der vom zyklischen Prozess initiiert oder ein Teil des zyklischen Prozesses ist, und der eine höhere Priorität als der Überwachungsprozess jedoch eine geringere Priorität als der zyklische Prozess aufweist. Der Zwischenprozess wird rechtzeitig vor Ende der Zykluszeit gestartet, beispielsweise einige Millisekunden vorher, so dass aufgrund der höheren Priorität der Überwachungsprozess beendet wird. Aufgrund der höheren Priorisierung des zyklischen Prozesses wird dieser dann exakt zu Beginn der Zykluszeit gestartet und der Zyklusanfang beginnt mit dem Beginn des zyklischen Prozesses.Another preferred possibility is to use an intermediate process initiated by the cyclic process or part of the zy is a higher priority than the monitoring process but has a lower priority than the cyclical process. The intermediate process is started in good time before the end of the cycle time, for example a few milliseconds before, so that the monitoring process is ended due to the higher priority. Due to the higher prioritization of the cyclic process, this is then started exactly at the beginning of the cycle time and the beginning of the cycle begins with the start of the cyclic process.

Schließlich besteht in einer alternativen Ausgestaltung noch die Möglichkeit, in Abhängigkeit des zyklischen Prozesses fest definierte Zeitfenster vorzugeben, während derer der Überwachungsprozess freigegeben ist. Hierbei wird daher im Vergleich zu der Sperrung des Überwachungsprozesses entgegengesetzt vorgegangen und der Überwachungsprozess aktiv für definierte Zeitintervalle freigegeben. Es wird insbesondere eine so genannte Rechenzeitscheibe für den Überwachungsprozess festgelegt.Finally exists in an alternative embodiment, the possibility, depending on specify predefined time slots for the cyclic process, while of which the monitoring process is released is. This is therefore compared to the blocking of the monitoring process acted opposite and the monitoring process active for defined Time intervals released. It will be a so-called Time slot for the monitoring process established.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein Automatisierungssystem zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Merkmalen nach Anspruch 15. Die im Hinblick auf das Verfahren angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Automatisierungssystem zu übertragen.The Task is according to the invention still solved by an automation system for carrying out the method according to the features according to claim 15. The advantages mentioned in terms of the method and preferred embodiments are analogous to the automation system transferred to.

In einer zweckmäßigen Variante handelt es sich bei dem zyklischen Prozess um eine Neutronenflussmessung, insbesondere bei einem Kernspaltungsreaktor ei nes Kernkraftwerks. Der Neutronenfluss ist die pro Zeiteinheit und Flächeneinheit auftretende Neutronenzahl. Er bestimmt für einen gegebenen Ort die zeitliche Häufigkeit der über einen Neutroneneinfang verursachten Spaltvorgänge und ist daher ein bestimmendes Maß für die lokale Leistung für den Bereich des Kernspaltungsreaktors, in dem die Messung durchgeführt wird. Über diese Messgröße wird im Kernreaktor die lokale Entwicklung von Kernspaltungsreaktionen geregelt. Dies geschieht mittels Steuerstäben, die zwischen den Brennstäben schrittmotorgesteuert ein- und ausfahren und aus einem neutronenabsorbierenden Material gefertigt sind. Somit lässt sich die Anzahl thermischer Neutronen regeln, die für Kernspaltungsreaktionen zur Verfügung stehen. Je weiter die Steuerstäbe in Zwischenräume zwischen den Brennstäben einfahren, desto mehr thermische Neutronen werden absorbiert, Ein vollständiges Einfahren der Steuerstäbe absorbiert so viele thermische Neutronen, dass die Kernspaltungsreaktionen völlig unterbunden werden und der Kernreaktor abgeschaltet wird.In a suitable variant is the cyclic process a neutron flux measurement, in particular in a nuclear fission reactor of a nuclear power plant. The neutron flux is the per unit time and area unit occurring number of neutrons. He determines the temporal for a given place frequency the over a neutron capture caused cleavage and is therefore a determining Measure for the local Performance for the area of the nuclear fission reactor in which the measurement is carried out. About these Measured variable is in the nuclear reactor, the local development of nuclear fission reactions regulated. This is done by means of control rods that are stepper motor controlled between the fuel rods in and out and made of a neutron absorbing material are made. Thus lets the number of thermal neutrons that govern nuclear fission reactions to disposal stand. The further the control rods in interspaces between the fuel rods retract, the more thermal neutrons are absorbed, one complete Retraction of the control rods absorbed so many thermal neutrons that nuclear fission reactions completely be stopped and the nuclear reactor is turned off.

Bei der Neutronenflussmessung handelt sich um einen sehr kritischen Messprozess, da der Messzyklus sehr kurz ist und beispielsweise in einer Größenordnung von 50 ms liegt. Demnach beeinflussen bereits geringe zeitliche Schwankungen der Zykluszeit in der Größenordnung von einigen ms das Messergebnis stark. Von diesem Messergebnis ist jedoch abhängig, wie beherrschbar die Regelung der Kernspaltungsreaktionen im Kernreaktor erfolgt, aber auch, in welchen Situationen und wie schnell eine vollständige Abschaltung erfolgt.at Neutron flux measurement is a very critical one Measuring process, since the measuring cycle is very short and, for example in an order of magnitude of 50 ms. Accordingly, already affect small temporal Variations in the cycle time of the order of a few ms Measurement result strong. However, this result depends on how controllable regulation of nuclear fission reactions in the nuclear reactor takes place, but also in which situations and how fast a complete shutdown he follows.

Das Verfahren zur Zykluszeitstabilisierung ermöglicht daher die Durchführung zusätzlicher interner Tests zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Automatisierungssystems, ohne dabei den Messzyklus für die Neutronenflussmessung zu beeinflussen. Damit ist die Betriebssicherheit des Kernspaltungsreaktors verbessert.The Cycle time stabilization procedure therefore allows additional performance internal tests to check the operability of the automation system, without doing the measurement cycle for Neutronenflussmessung to influence. This is the reliability of the nuclear fission reactor improved.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils in vereinfachten schematischen Darstellungen:following Be exemplary embodiments of Invention explained in more detail with reference to a drawing. In each show in simplified schematic representations:

1 ein Schema eines Automatisierungssystems mit einer Zykluszeitstabilisierung, 1 a schematic of an automation system with a cycle time stabilization,

2 eine schematische Darstellung des zeitlichen Ablaufs eines Messprozesses und eines Überwachungsprozesses mit einer Zykluszeitstabilisierung unter Verwendung einer Synchronisationssequenz, 2 a schematic representation of the timing of a measurement process and a monitoring process with a cycle time stabilization using a synchronization sequence,

3 eine schematische Darstellung ähnlich 2, wobei zusätzlich der Ablauf eines Bedienprozesses bei Verwendung eines Semaphors dargestellt ist, 3 a schematic representation similar 2 additionally showing the sequence of an operating process when using a semaphore,

4 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Prozesse wie in 3 unter der Annahme, dass nur der Überwachungsprozess aktiv und das Semaphor vom Bedienprozess nicht belegt ist, 4 a schematic representation of the time course of the processes as in 3 assuming that only the monitoring process is active and the semaphore is not occupied by the operator process,

5 eine schematische Darstellung der Prozesse gemäß den 3 und 4 unter der Annahme, dass lediglich der Bedienprozess aktiv, das Semaphor mit dem Bedienprozess belegt und zugleich der zyklische Überwachungsprozess inaktiv ist sowie 5 a schematic representation of the processes according to the 3 and 4 assuming that only the operating process is active, the semaphore is occupied by the operating process and at the same time the cyclic monitoring process is inactive, as well

6 eine vereinfachte Darstellung des zeitlichen Ablaufs verschiedener Prozesse mit Zykluszeitstabilisierung, wobei die Maßnahmen zur Zykluszeitstabilisierung gegen Ende des Zyklusses des zyklischen Prozesses eingeleitet werden Einander entsprechende Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 6 a simplified representation of the timing of various processes with cycle time stabilization, the measures for the cycle time stabilization are initiated towards the end of the cycle of the cyclic process Corresponding elements are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt schematisch ein Automatisierungssystem 1 mit einem Prozessor 2. Der Prozessor 2 ist derart eingerichtet, dass er über ein Prozessmanagementsystem 3 den Zugriff von Prozessen P, B, Ü, W auf Systemressourcen 8 regelt. Die Systemressourcen 8 kommunizieren mit den Sensoren 9 und den Aktoren 10. 1 schematically shows an automation system 1 with a processor 2 , The processor 2 is set up in such a way that it uses a process engine management system 3 the access of processes P, B, Ü, W to system resources 8th regulates. The system resources 8th communicate with the sensors 9 and the actors 10 ,

Der Prozess P ist ein zyklischer Prozess, der mindestens einen Messprozess M beinhaltet oder ein Messprozess ist. Die Messwerte für den Messprozess M werden von einer Messvorrichtung 12 gemessen. Der Prozess B ist ein Bedienprozess, der auf dieselben Systemressourcen 13 zugreift wie der zyklische Prozess P bzw. der Messprozess M. Ein Semaphor 14 regelt den Zugriff auf die gemeinsamen Systemressourcen 13 und gewährleistet, dass nur entweder der zyklische Prozess P, Messprozess M oder der Bedienprozess B auf diese Systemressourcen 13 zugreift.The process P is a cyclic process that includes at least one measurement process M or is a measurement process. The measured values for the measuring process M are from a measuring device 12 measured. Process B is an operating process based on the same system resources 13 accesses like the cyclic process P or the measuring process M. A semaphore 14 regulates access to the shared system resources 13 and ensures that only either the cyclic process P, measuring process M or the operating process B to these system resources 13 accesses.

Der Prozess Ü ist ein Überwachungsprozess, der periodisch eine Überprüfung von Funktionen des Automatisierungssystems durchführt. Er greift wie weitere Prozesse W auf die gemeinsamen Systemressourcen 8 zu.The process Ü is a monitoring process that periodically performs a check of functions of the automation system. Like other processes W, it attacks the shared system resources 8th to.

Das Automatisierungssystem 1 umfasst weiterhin einen Takt- oder Systemzeitgeber 16, der in exakt definierten Zeitabständen periodisch Zeitsignale S abgibt, die dem Prozessor 2 übermittelt werden. Initiiert von den Zeitsignalen S werden Interrupts 1 ausgelöst, die die einzelnen Prozesse P, B, Ü, W beeinflussen.The automation system 1 also includes a clock or system timer 16 which periodically outputs time signals S at exactly defined time intervals to the processor 2 be transmitted. Initiated by the time signals S are interrupts 1 triggered, which influence the individual processes P, B, Ü, W.

Das in 1 dargestellte Automatisierungssystem ist insbesondere in einer kerntechnischen Anlage implementiert. Der Messprozess M dient insbesondere zur Erfassung von Messdaten einer Neutronenflussmessung, die mit der Messvorrichtung 12 durchgeführt wurde. Hierbei wird im Zuge des Messprozesses ein absoluter Zählerstand der Messvorrichtung 12 ermittelt und zwar insbesondere die Differenz des Zählerstands zwischen zwei aufeinander folgenden Abfragen. Um hieraus eine genaue Zählrate als Maß für den Neutronenfluss ableiten zu können, ist von entscheidender Bedeutung, dass die Zykluszeit T zwischen zwei Abfragen exakt konstant und bekannt ist und nicht schwankt oder exakt und rechtzeitig messbar ist. Die Zykluszeit T liegt hierbei typischerweise im Bereich von einigen 10 bis wenigen 100 ms. Parallel hierzu läuft kontinuierlich der Überwachungsprozess Üim Hintergrund mit geringer Priorität. Auch mit diesem Prozess Ü werden einzelne Zustände, Komponenten, Teilsysteme, etc. des Automatisierungssystems periodisch abgefragt. Die Zeitdauer eines kompletten Überwachungszy klusses in einer kernkrafttechnischen Anlage liegt hierbei typischerweise im Bereich von mehreren Minuten bis Stunden. Auf den Betrieb der Anlage kann das Bedienpersonal weiterhin manuell Einfluss nehmen, beispielsweise manuell Messdaten abfragen oder auch manuell Aktoren 10 beeinflussen. Bei jedem manuellen Eingriff wird ein Bedienprozess B veranlasst. Daneben sind noch eine Vielzahl von weiteren Prozessen W vorhanden, die für den automatisierten Betrieb der kerntechnischen Anlage erforderlich sind.This in 1 illustrated automation system is implemented in particular in a nuclear facility. The measuring process M is used in particular for the acquisition of measurement data of a neutron flux measurement, which with the measuring device 12 was carried out. In the course of the measuring process, this becomes an absolute counter reading of the measuring device 12 determined and in particular the difference of the count between two consecutive queries. In order to be able to derive therefrom an exact count rate as a measure of the neutron flux, it is of decisive importance that the cycle time T between two queries is exactly constant and known and does not fluctuate or can be measured accurately and in a timely manner. The cycle time T is typically in the range of a few tens to a few 100 ms. At the same time, the low priority monitoring process is continuously running. Also with this process Ü individual states, components, subsystems, etc. of the automation system are periodically queried. The duration of a complete monitoring cycle in a nuclear power plant is typically in the range of several minutes to hours. Operators can continue to manually influence the operation of the system, for example by manually requesting measurement data or manually using actuators 10 influence. For each manual intervention, an operating process B is initiated. In addition, a large number of further processes W are available, which are required for the automated operation of the nuclear installation.

In den 2 bis 6 ist der zeitliche Ablauf der unterschiedlichen Prozesse in Balkenform aufgetragen. Während die 2 bis 5 stark vergrößerte zeitliche Ausschnitte von wenigen Zeitsignalen S1–S3 im Startbereich des Messprozesses M zeigen, sind in 6 die Prozesse über den Zeitraum mehrerer Zykluszeiten T aufgetragen. Die gesamte Zykluszeit T beträgt im Ausführungsbeispiel 50 Millisekunden und ist bestimmt durch den Abstand von insgesamt 50 Zeitsignalen S, die jeweils um 1 ms zueinander beabstandet sind.In the 2 to 6 the time sequence of the different processes is plotted in bar form. While the 2 to 5 show greatly enlarged temporal sections of a few time signals S1-S3 in the start region of the measuring process M are in 6 the processes over the period of several cycle times T applied. The total cycle time T is 50 milliseconds in the embodiment and is determined by the distance of a total of 50 time signals S, which are each spaced by 1 ms to each other.

Für alle Ausführungsbeispiele gilt, dass der Messprozess durch einen Startinterrupt Is gestartet wird. Nach der Zykluszeit T wird der nächste Messprozess M ebenfalls wieder mit einem Startinterrupt Is gestartet. Während der Zykluszeit T ist der Messprozess M nur für eine gewisse Zeitdauer aktiv. So ist beispielsweise der Messprozess in der Lage, innerhalb von wenigen Millisekunden die gesamte Arbeit während des Zyklusses auszuführen. Während der restlichen inaktiven Zeit stehen die Ressourcen, also insbesondere die Rechenkapazität, für die weiteren Prozesse B, Ü zur Verfügung. Der eigentliche zeitkritische Teilprozess innerhalb des Messprozesses M, mit dem beispielsweise die Abfrage des Zählerstandes der Messvorrichtung 12 angestoßen wird, wird im Folgenden als Ausleseprozess Ma bezeichnet und beginnt mit einem Zyklusanfang Za. Beginnend ab dem Zyklusanfang Za ist daher der eigentliche, zeitkritische Messprozess aktiv. Für die hochgenaue Messung ist es daher erforderlich, dass die Zykluszeit T zwischen zwei aufeinander folgenden Zyklusanfängen Za konstant und bekannt ist. Der Zyklusanfang Za wird von einem Anfanginterrupt Ia angestoßen. Lediglich im Aus führungsbeispiel der 6 fällt der Zyklusanfang Za mit dem Startinterrupt Is zusammen.For all embodiments, the measuring process is started by a start interrupt Is. After the cycle time T, the next measurement process M is likewise started again with a start interrupt Is. During the cycle time T, the measuring process M is only active for a certain period of time. For example, the measuring process is capable of performing all the work during the cycle within a few milliseconds. During the remaining inactive time, the resources, ie in particular the computing capacity, are available for the further processes B, Ü. The actual time-critical sub-process within the measuring process M, with the example, the query of the count of the measuring device 12 is called, is referred to below as the readout process Ma and starts with a cycle start Za. Starting from the beginning of the cycle Za, therefore, the actual, time-critical measuring process is active. For the highly accurate measurement, therefore, it is necessary that the cycle time T between two consecutive cycle starts Za be constant and known. The beginning of the cycle Za is triggered by a start interrupt Ia. Only in the imple mentation of the 6 the beginning of the cycle Za coincides with the start interrupt Is.

In 3 ist hierbei eine vereinfachte Variante einer Zykluszeit-Stabilisierung mit einem Zeitverzug von zwei Zeitintervallen dargestellt, wohingegen in 2, 4 und 5 optimierte Varianten mit nur einem Zeitintervall Verzug dargestellt sind.In 3 Here, a simplified variant of a cycle time stabilization with a time delay of two time intervals is shown, whereas in 2 . 4 and 5 optimized variants are represented with only one time delay delay.

Bei den Ausführungsbeispielen der 2 bis 4 schließt sich an den Startinterrupt Is eine Synchronisationssequenz oder -periode Q an. Die Synchronisationssequenz Q läuft in den Ausführungsbeispielen der 2, 4 und 5 lediglich bis zum nächstfolgenden Zeitsignal 52, wohingegen im Ausführungsbeispiel der 3 die Synchronisationssequenz Q bis zum übernächsten Zeitsignal S3 läuft, wie nachfolgende noch weiter ausgeführt wird. Innerhalb der Synchronisationssequenz Q wirkt der Messprozess M auf die weiteren Prozesse B, Ü derart ein, dass zum nachfolgenden Zeitsignal S2 (2, 4, 5) bzw. zum übernächsten Zeitsignal S3 (3) der Anfanginterrupt Ia zeitgleich mit dem jeweiligen Zeitsignal S2 erfolgt, so dass für den Zyklusanfang Za ein definierter zeitlicher Beginn gewährleistet ist.In the embodiments of the 2 to 4 the start interrupt Is is followed by a synchronization sequence or period Q. The synchronization sequence Q runs in the exemplary embodiments of FIG 2 . 4 and 5 only until the next time signal 52 whereas in the embodiment of the 3 the synchronization sequence Q runs until the time after next time signal S3, as will be explained below. Within the synchronization sequence Q, the measurement is effective Process M to the other processes B, Ü such that at the subsequent time signal S2 ( 2 . 4 . 5 ) or to the next time signal S3 ( 3 ) the initial interrupt Ia takes place at the same time as the respective time signal S2, so that a defined beginning of the time is ensured for the beginning of the cycle Za.

Bei allen Ausführungsbeispielen wird davon ausgegangen, dass die Prozesse M, B, Ü unterschiedliche Prioritäten aufweisen, wobei der Messprozess M die höchste Priorität und der Überwachungsprozess Ü die geringste Priorität aufweist. Sofern ein jeweiliger Prozess M, B, Ü zur Durchführung ansteht, wird bei einem Interrupt I jeweils derjenige Prozess M, B, Ü aktiviert, welcher die höchste Priorität hat. Läuft zu diesem Zeitpunkt ein anderer Prozess B, Ü niedrigerer Priorität, so wird dieser unterbrochen.at all embodiments it is assumed that the processes M, B, Ü have different priorities, wherein the measuring process M is the highest priority and the monitoring process Ü the least priority having. If a respective process M, B, Ü is to be carried out, is at a Interrupt I each of those process M, B, Ü is activated, which has the highest priority. Run to this If another process B, U lower priority, so will this interrupted.

In den Figuren sind die Zustände der Prozesse durch unterschiedliche Schraffuren dargestellt. Sofern der Messprozess M oder der Bedienprozess B aktiv ist, so ist dies durch eine von links unten nach rechts oben reichende Schraffur gekennzeichnet. Weiterhin können die einzelnen Prozesse, insbesondere der Messprozess M definierte Wartezustände einnehmen, die durch „PAUSE" gekennzeichnet sind. In den weißen Bereichen der Balken sind die Prozesse M, B inaktiv. Ledig lich der Überwachungsprozess Ü läuft kontinuierlich ab, ist also – sofern es die anderen Prozesse M, B zulassen – auch in den weißen Balkenbereichen aktiv. Beim Überwachungsprozess Ü ist durch eine von links oben nach rechts unten reichende Schraffur eine Interruptsperre 20 und durch eine vertikale Schraffur ein Sperrbereich 22 gekennzeichnet. Die Interruptsperre 20 kennzeichnet einen Bereich, bei dem die Erzeugung eines Interrupts 3 bei Anliegen eines Zeitsignals S1 verzögert wird, und zwar um die Zeit der Interruptsperre 20. Der Sperrbereich 22 gibt den Bereich an, innerhalb dessen der Überwachungsprozess Ü gesperrt ist, also nicht aktiv sein darf.In the figures, the states of the processes are represented by different hatchings. If the measuring process M or the operating process B is active, this is indicated by hatching reaching from bottom left to top right. Furthermore, the individual processes, in particular the measuring process M, can assume defined waiting states, which are characterized by "PAUSE." The processes M, B are inactive in the white areas of the bars the other processes M, B are active - also active in the white bar areas In the monitoring process Ü an interrupt lock is available from top left to bottom right hatching 20 and by a vertical hatching a Sperrbereich 22 characterized. The interrupts lock 20 indicates an area where the generation of an interrupt 3 is delayed in the presence of a time signal S1, by the time of the interlock 20 , The restricted area 22 indicates the area within which the monitoring process Ü is blocked, ie must not be active.

Für den Fall, dass ein Prozess einen anderen Prozess beeinflusst, ist ein gerichteter Pfeil in vertikaler Richtung gezeichnet, der vom beeinflussenden zum beeinflussten Prozess weist. Ein mittels eines Interrupts veranlasster definierter Start eines Prozesses wird mit einer ausgefüllten Raute verdeutlicht.In the case, that a process influences another process is a directed one Arrow drawn in the vertical direction, that of the influencing points to the influenced process. An initiated by means of an interrupt defined start of a process is completed with a diamond clarified.

Anhand der 2 wird nunmehr zunächst von der vereinfachten Annahme ausgegangen, dass lediglich der Überwachungsprozess Ü aktiv ist. Mit dem Zeitsignal S1 wird der Startinterrupt Is ausgelöst. Da jedoch aufgrund der Aktivität des Überwachungsprozesses Ü die Interruptsperre 20 wirksam ist, ergeht der Interrupt Is zeitverzögert zum Zeitsignal S1. Der exakte Zeitpunkt des Startinterrupts Is ist daher nicht exakt definiert und damit für eine konstante Zykluszeit T nicht geeignet. Nach Beendigung der Interruptsperre 20, wenn also der Interrupt Is anliegt, wird der Überwachungsprozess Ü aufgrund seiner niedrigeren Priorität beendet und der Messprozess M startet mit seiner Synchronisationssequenz Q. Hierbei wird der Messprozess M zunächst aktiv und veranlasst einen Sperrbefehl „Stopp" für den Überwachungsprozess Ü. Mit diesem Befehl wird der Überwachungsprozess Ü gesperrt, und zwar solange, bis er explizit wieder durch einen Befehl „START" freigegeben wird. Der START-Aufruf kommt hierbei bevorzugt zu definierten Zeitpunkten insbesondere kurz nach dem Anfangsinterrupt Ia. Der STOP-Aufruf kommt demgegenüber zu relativ undefinierten Zeitpunkten. Die Zeitdauer der Sperre beträgt beispielsweise 1 ms.. Damit liegt das Ende der Sperre bereits im nächsten Zeitintervall nach dem Zeitsignal S2. Nach Beendigung der Sperre geht der Überwachungsprozess wieder in die aktive Phase über, sobald höher priorisierte Prozesse in inaktiven Zuständen sind.Based on 2 For now, the simplified assumption is assumed that only the monitoring process Ü is active. With the time signal S1, the start interrupt Is is triggered. However, because of the activity of the monitoring process Ü, the interrupts lock 20 is effective, the interrupt is Is delayed with time signal S1. The exact time of the start interrupt Is is therefore not exactly defined and thus not suitable for a constant cycle time T. After completion of the interrupts 20 Therefore, if the interrupt Is is present, the monitoring process Ü is terminated due to its lower priority and the measuring process M starts with its synchronization sequence Q. In this case, the measuring process M first becomes active and initiates a blocking command "stop" for the monitoring process U. With this command the monitoring process Ü is disabled until it is explicitly released again by a command "START". The START call here preferably comes at defined times, in particular shortly after the initial interruption Ia. In contrast, the STOP call comes at relatively undefined times. The duration of the lock is, for example, 1 ms. Thus, the end of the lock is already in the next time interval after the time signal S2. Upon completion of the lock, the monitoring process returns to the active phase as soon as higher priority processes are in inactive states.

Der Messprozess geht nach einer ersten Aktivitätsphase während der Synchronisationssequenz in einen Wartezustand „PAUSE" über, um den Zyklusanfang Za definiert zu beginnen. Der Wartezustand ist dabei derart bemessen, dass er mit dem nächsten Interrupt, dem Anfanginterrupt Ia beendet ist. Der Anfanginterrupt Ia erfolgt zeitgleich zum Zeitsignal S2. Mit dem zeitlich definierten Zyklusanfang Za beginnt der eigentliche zeitkritische Ausleseprozess Ma, während dessen alle notwendigen Aktionen ausgeführt werden, um die Messvorrichtung 12 auszulesen. Hierbei werden insbesondere Treiber Tr aufgerufen, die nötig sind, um mit der Messvorichtung 12 zu kommunizieren.After a first activity phase during the synchronization sequence, the measuring process switches to a "PAUSE" wait state in order to start the cycle start Za in a defined manner, in which case the wait state is ended with the next interrupt, the initial interruption Ia At the same time as the time signal S2, the actual time-critical read-out process Ma begins with the chronologically defined start of the cycle Za, during which time all necessary actions are carried out to the measuring device 12 read. In particular, drivers Tr are called, which are necessary to use with the measuring device 12 to communicate.

Beim Ausführungsbeispiels der 3 wird von der Annahme ausgegangen, dass zusätzlich zu dem aktiven Überwachungsprozess Ü auch der Bedienprozess B aktiv ist. In diesem Fall wird in dem ersten Intervall zwischen den Zeitsignalen S1 und S2 das Zeitsignal mit dem Interrupt I synchronisiert, so dass der Interrupt I zeitgleich mit dem Zeitsignal S2 erfolgt. Hierbei wird wie zu 2 beschrieben vorgegangen. D.h. im ersten Teil der Synchronisationssequenz Q bis zum Zeitsignal S2 wird der gleiche Prozess durchgeführt wie zu 2 beschrieben. Im Anschluss an das Zeitsignal S2 geht der Messprozess M wiederum kurzfristig in einen aktiven Zustand über und ruft das Semaphor 14 auf, um dieses zu belegen. Dieses ist im gewählten Ausführungsbeispiel jedoch aufgrund des vor dem Interrupt zum Zeitsignal S2 noch aktiven Bedienprozesses B noch von diesem belegt. Der Messprozess M muss daher warten, bis das Semaphor 14 frei ist. Gleichzeitig mit dem Aufruf an das Semaphor 14 wird dem Bedienprozess B mitgeteilt, dass er weiter fortfahren kann. Nach einer gewissen Zeitdauer wird das Semaphor 14 frei und kann durch den Messprozess M belegt werden. Hier wird ein Signal vom Semaphor 14 an den Messprozess übermittelt, der kurzfristig aktiv und anschließend in einen Wartezustand „PAUSE" übergeht, um auf das nächste Zeitsignal S3 und den Anfanginterrupt Ia zu warten. Die Belegung des Semaphors durch die beiden Prozesse M, B ist durch unterschiedliche Schraffuren verdeutlicht. Die Inter ruptsperre 22 wird bevorzugt unmittelbar nach dem Interrupt Ia und vor den Treiberaufrufen Tr durch den START-Aufruf wieder aufgehoben. Alternativ kann die Freigabe auch nach den Treiberaufrufen Tr erfolgen.In the embodiment of 3 The assumption is that, in addition to the active monitoring process Ü, the operating process B is also active. In this case, in the first interval between the time signals S1 and S2, the time signal is synchronized with the interrupt I, so that the interrupt I takes place simultaneously with the time signal S2. This is how to 2 described procedure. That is, in the first part of the synchronization sequence Q until the time signal S2, the same process is performed as for 2 described. Subsequent to the time signal S2, the measuring process M, in turn, transitions briefly to an active state and calls the semaphore 14 to prove this. However, in the selected exemplary embodiment, this is still occupied by the latter because of the operating process B still active before the interrupt to the time signal S2. The measurement process M must therefore wait until the semaphore 14 free is. Simultaneously with the call to the semaphore 14 Operator B is informed that he can continue. After a certain period of time, the semaphore becomes 14 free and can be occupied by the measuring process M. Here's a signal from the semaphore 14 transmitted to the measuring process, which activates in the short term and then enters a wait state "PAUSE", in order to wait for the next time signal S3 and the initial interruption I. The assignment of the semaphore by the two processes M, B is illustrated by different hatchings ruptsperre 22 is preferably canceled immediately after the interrupt Ia and before the driver calls Tr by the START call again. Alternatively, the release can also be done after the driver calls Tr.

In den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 wird nunmehr davon ausgegangen, dass jeweils nur entweder der Bedienprozess B oder der Überwachungsprozess Ü aktiv sein kann. Im Ausführungsbeispiel der 4 ist zunächst der Bedienprozess B aktiv. Aufgrund seiner höheren Priorität ist der Überwachungsprozess Ü inaktiv. Sobald der Bedienprozess B beendet ist, startet der Überwachungsprozess Ü. Im Ausführungsbeispiel geschieht dies kurz vor dem Zeitsignal S1. Zum Zeitsignal S1 ist daher die Interruptsperre 20 aktiv und der Startinterrupt Is erfolgt zeitverzögert zum Zeitsignal S1. Nunmehr beginnt wiederum die Synchronisationssequenz Q, zu deren Beginn der Messprozess M sowohl die Sperrung des Überwachungsprozesses veranlasst und zugleich das Semaphor 14 aufruft, um dieses zu belegen. Anschließend geht der Prozess in einen Wartezustand über, um das nächste Zeitsignal S2 und den hiermit verbundenen Anfanginterrupt Ia abzuwarten, damit der Zyklusanfang Za zu einem definierten Zeitpunkt erfolgt.In the embodiments of the 4 and 5 it is now assumed that only either the operating process B or the monitoring process Ü can be active. In the embodiment of 4 First, the operating process B is active. Due to its higher priority, the monitoring process Ü is inactive. As soon as the operating process B has ended, the monitoring process Ü starts. In the exemplary embodiment, this happens shortly before the time signal S1. For the time signal S1 is therefore the interrupts lock 20 active and the start interrupt Is occurs with a time delay to the time signal S1. The synchronization sequence Q begins again at the beginning of which the measurement process M initiates both the blocking of the monitoring process and at the same time the semaphore 14 call to prove this. Subsequently, the process enters a wait state in order to wait for the next time signal S2 and the associated initial interrupt Ia, so that the cycle start Za takes place at a defined time.

Ähnlich wird bei dem Ausführungsbeispiel der 5 davon ausgegangen, dass lediglich der Bedienprozess B aktiv ist. Zum Zeitsignal S1 ist das Semaphor 14 mit dem Betriebsprozess B belegt, so dass der Messprozess M auf das Semaphor 14 warten muss. Auch hier wird der Messprozess M sowohl im Hinblick auf das Semaphor 14 als auch im Hinblick auf den Überwachungsprozess Ü tätig, versucht also das Semaphor 14 zu belegen und gleichzeitig den Überwachungsprozess Ü zu sperren. Sobald der Messprozess M von dem Semaphor 14 die Rückmeldung bekommt, dass diese nunmehr nicht mehr durch den Bedienungsprozess B belegt ist, geht der Messprozess M wieder in einen Wartezustand „PAUSE" über, um den Anfanginterrupt Ia abzuwarten.Similarly, in the embodiment of the 5 assumed that only the operating process B is active. At the time signal S1 is the semaphore 14 occupied with the operating process B, so that the measuring process M to the semaphore 14 has to wait. Again, the measurement process M is both in terms of the semaphore 14 as well as with regard to the monitoring process Ü, so tries the semaphore 14 and at the same time block the monitoring process Ü. Once the measurement process M from the semaphore 14 the feedback gets that this is no longer occupied by the operating process B, the measuring process M goes back into a waiting state "PAUSE" to wait for the initial interruption Ia.

Im Ausführungsbeispiel der 6 wird nunmehr ein anderer Weg beschritten. Und zwar ist hier zu Beginn des Messprozesses M keine Synchronisationssequenz Q vorgesehen. Vielmehr werden vor Ende der Zykluszeit T rechtzeitig ge eignete Maßnahmen eingeleitet, um das Semaphor 14 zu belegen bzw. um den Überwachungsprozess Ü zu sperren. Und zwar ist im Ausführungsbeispiel der 6 vorgesehen, dass der Messprozess kurz vor Ende der Zykluszeit T, beispielsweise wenige Millisekunden vor Ende der Zykluszeit T, wiederum aktiv wird und durch die zuvor bereits zu den 2 bis 5 beschriebenen Aktionen zum einen versucht, das Semaphor 14 zu belegen und zum anderen den Überwachungsprozess Ü zu sperren. Hierbei wird zunächst durch einen STOP-Aufruf der Überwachungsprozess Ü gesperrt und anschließend wird versucht, das Semaphor zu belegen. Hierdurch ist gewährleistet, dass zum Beginn des nächsten Zyklusses des Messprozesses M, wenn das Zeitsignal SX bzw. Sx+50 erfolgt, das Semaphor 14 frei bzw. durch den Messprozess M belegt ist und keine Interruptsperre 20 vorliegt. In diesem Fall besteht also zwischen dem Zeitsignal Sx bzw. Sx+50 und dem hierdurch ausgelösten Startinterrupt Is kein Zeitversatz. Der Startinterrupt Is wird daher zugleich auch als Anfangsinterrupt Ia herangezogen und der Zyklusanfang Za fällt mit dem Start des Messprozesses M zusammen. Auch hier ist ein zeitlich definierter Zyklusanfang Za erhalten.In the embodiment of 6 Now another way is taken. Namely, no synchronization sequence Q is provided here at the beginning of the measuring process M. Instead, suitable measures are taken in good time before the end of the cycle time T in order to create the semaphore 14 or to block the monitoring process Ü. And that is in the embodiment of 6 provided that the measuring process shortly before the end of the cycle time T, for example, a few milliseconds before the end of the cycle time T, again becomes active and by the previously already to the 2 to 5 firstly tries to use the semaphore 14 on the other hand to block the monitoring process Ü. In this case, the monitoring process Ü is first blocked by a STOP call and then an attempt is made to occupy the semaphore. This ensures that at the beginning of the next cycle of the measuring process M, when the time signal S X or S x + 50 occurs, the semaphore 14 is free or occupied by the measuring process M and no interrupts 20 is present. In this case, there is no time offset between the time signal Sx or S x + 50 and the start interrupt Is triggered thereby. The start interrupt Is is therefore also used as the initial interrupt Ia and the beginning of the cycle Za coincides with the start of the measurement process M. Again, a time-defined cycle start Za is obtained.

Durch die hier beschriebenen Maßnahmen zur Zykluszeitstabilisierung ist gewährleistet, dass Einflüsse durch eine Interruptsperre 20 und/oder durch ein Warten auf das Semaphor 14, die eine Variation der Zykluszeit T hervorrufen können, ausgeschlossen sind. Insgesamt wird hierdurch eine konstante und genaue Zykluszeit T gewährleistet, so dass insbesondere bei einer Auswertung von Messergebnissen keine Fehler zu erwarten sind bzw. dass die Messtoleranzen, die durch weitere Effekte hervorgerufen werden können, im Vergleich zu einem Verfahren ohne eine derartige Zykluszeitstabilisierung deutlich verringert sind.The cycle time stabilization measures described here ensure that influences due to an interrupt inhibit 20 and / or by waiting for the semaphore 14 , which can cause a variation of the cycle time T, are excluded. Overall, this ensures a constant and accurate cycle time T, so that, in particular when evaluating measurement results, no errors are to be expected or that the measurement tolerances which can be caused by further effects are markedly reduced compared to a method without such cycle time stabilization ,

11
Automatisierungssystemautomation system
22
Prozessorprocessor
33
ProzessmanagementsystemProcess Management System
88th
Systemressourcensystem resources
99
Sensorensensors
1010
Aktorenactuators
1212
Messvorrichtungmeasuring device
1313
gemeinsam genutzte Systemressourcentogether used system resources
1414
Semaphorsemaphore
1616
SystemzeitgeberSystem timer
2020
Interruptsperreinterrupt disable
2222
Sperrbereichstopband
BB
Bedienprozessoperating process
II
Interruptinterrupt
IaIa
AnfangsinterruptAnfangsinterrupt
Isis
StartinterruptStartinterrupt
MM
zyklischer Messprozess, Zeitverlaufcyclic Measuring process, time course
MaMa
Ausleseprozessselection process
PP
zyklischer Prozesscyclic process
QQ
Synchronisationssequenzsynchronization sequence
S, S1, S2, S3S, S1, S2, S3
Zeitsignaltime signal
TT
Zykluszeitcycle time
TrTr
Treiberdriver
ÜÜ
zyklischer Überwachungsprozesscyclic monitoring process
ZZ
Zwischenprozessbetween process
ZaZa
Zyklusanfangcycle start

Claims (14)

Verfahren zur Stabilisierung der Zykluszeit (T) in einem Automatisierungssystem (1), die zwischen zwei aufeinander folgenden Zyklusanfängen (Za) eines zyklischen Prozesses (P, M) verstreicht, wobei zumindest ein weiterer Prozess (B, Ü) auf identische Systemressourcen (8) zugreift und bei dem der Start des zyklischen Prozesses (P, M) durch einen Interrupt (Is) ausgelöst wird, welcher durch ein von einem Systemzeitgeber (17) periodisch abgegebenes Zeitsignal (S2) veranlasst wird, wobei der zyklische Prozess (P, M) derart ausgebildet ist, dass vor Beginn des Zyklusanfangs (Za) der weitere Prozess (B, Ü) in einen den Zyklusanfang (Za) nicht störenden Zustand versetzt wird und der Zyklusanfang (Za) gleichzeitig mit einem Zeitsignal (S2, S3) erfolgt.Method for stabilizing the cycle time (T) in an automation system ( 1 ) passing between two consecutive cycle starts (Za) of a cyclic process (P, M), whereby at least one further process (B, Ü) is based on identical system resources ( 8th ) and in which the start of the cyclic process (P, M) is triggered by an interrupt (Is) which is triggered by a system timer ( 17 ) periodically emitted time signal (S2) is initiated, wherein the cyclic process (P, M) is designed such that before the beginning of the cycle start (Za) of the further process (B, Ü) in a cycle start (Za) not disturbing state and the beginning of the cycle (Za) takes place simultaneously with a time signal (S2, S3). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nach dem Start des zyklischen Prozesses (P, M) zunächst eine Synchronisationssequenz (Q) ausgeführt wird, während der der weitere Prozess (B, Ü) in einen den Zyklusanfang (Za) nicht störenden Zustand versetzt wird, und wobei erst anschließend bei einem nachfolgenden Interrupt (Ia) der Zyklusanfang (Za) erfolgt.The method of claim 1, wherein after starting of the cyclic process (P, M), first a synchronization sequence (Q) executed will, while the further process (B, T) is put into a state which does not disturb the beginning of the cycle (Za), and only afterwards at a subsequent interrupt (Ia) the beginning of the cycle (Za) takes place. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der weitere Prozess ein erster weiterer Prozess (Ü) ist, der mit einer Interruptsperre (20) arbeitet, wobei zueine Synchronisation zwischen dem Zeitsignal (S) und dem Interrupt (I) erfolgt, indem nach einem ersten Interrupt (Is) ein Sperrbefehl (STOP) für den ersten weiteren Prozess (Ü) veranlasst wird, so dass beim nächsten Zeitsignal (S2) die Interruptsperre (20) nicht wirksam ist.Method according to Claim 2, in which the further process is a first further process (Ü) which is interrupted by an interrupt ( 20 ), wherein a synchronization between the time signal (S) and the interrupt (I) takes place by a blocking command (STOP) for the first further process (Ü) is caused after a first interrupt (Is), so that at the next time signal ( S2) the interrupts lock ( 20 ) is not effective. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Sperre desersten weiteren Prozesses (Ü) durch einen Startbefehl (START) insbesondere zu einem relativ zu dem Interrupt (Ia) festen Zeitpunkt wieder aufgehoben wird.The method of claim 3, wherein the lock is the first one further process (Ü) by a start command (START) in particular to a relative to the interrupt (Ia) fixed time is canceled again. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Semaphor (14) vorgesehen ist, das den Zugriff des zyklischen Prozesses (P, M) und eines zweiten weiteren Prozesses (B) auf die Systemressourcen (13) regelt, wobei der zyklische Prozess (P, M) das Semaphor (14) vor dem Zyklusanfang (Za) belegt.Method according to one of the preceding claims, in which a semaphore ( 14 ) is provided, the access of the cyclic process (P, M) and a second further process (B) on the system resources ( 13 ), whereby the cyclic process (P, M) the semaphore ( 14 ) before the beginning of the cycle (Za). Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 und 5, bei dem mit dem Interrupt (Is) ein Sperrbefehl (STOP) für den ersten weiteren Prozess (Ü) und ein Aufruf an das Semaphor (14) abgegeben wird, um dieses zu belegen.Method according to Claim 3 or 4 and 5, in which the interrupt (Is) contains a lock command (STOP) for the first further process (Ü) and a call to the semaphore ( 14 ) is submitted to prove this. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 und 5 oder 6, bei dem während der Belegung des Semaphors (14) mit dem zweiten weiteren Prozess (B) der erste weitere Prozess (Ü) gesperrt ist.Method according to claim 3 or 4 and 5 or 6, wherein during the occupation of the semaphore ( 14 ) is blocked with the second further process (B) of the first further process (Ü). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der zyklische Prozess (P, M) am Ende seiner Zykluszeit (T) und vor Beginn des nachfolgenden Zyklusses veranlasst, dass der weitere Prozess (B, Ü) in einen den Zyklusanfang (Za) nicht störenden Zustand versetzt wird.The method of claim 1, wherein the cyclic Process (P, M) at the end of its cycle time (T) and before the beginning of the subsequent cycle causes the further process (B, Ü) to become one not disturbing the beginning of the cycle (Za) Condition is shifted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zyklische Prozess (P, M) die höchste Priorität hat und bei einem Interrupt (I, Is, Ia) der Prozess mit der höchsten Priorität gestartet wird, sofern seine Ausführung anliegt.Method according to one of the preceding claims, in the cyclic process (P, M) has the highest priority and in the case of an interrupt (I, Is, Ia), the process with the highest priority is started is, if its execution is applied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zyklische Prozess (P, M) einen Messprozess (M) zur Erfassung von Messdaten insbesondere zur Neutronenflussmessung in einer kerntechnischen Anlage umfasst.Method according to one of the preceding claims, in the cyclic process (P, M) a measuring process (M) for detection of measured data, in particular for neutron flux measurement in a nuclear technology Plant includes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der weitere Prozess ein Überwachungsprozess (Ü) ist, mit dem die Funktionsfähigkeit des Automatisierungssystems (1) ständig überwacht wird.Method according to one of the preceding claims, in which the further process is a monitoring process (Ü) with which the functionality of the automation system ( 1 ) is constantly monitored. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der weitere Prozess ein Bedienprozess (B) ist.Method according to one of the preceding claims, in the further process is an operating process (B). Automatisierungssystem (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Prozessor (2), einem Prozessmanagementsystem (3) zur Steuerung von Prozessen (P, M, Ü, B, W) und einem Systemzeitgeber (17) zur Erzeugung eines periodisch abgegebenen Zeitsignals (S1–S3), wobei ein zyklischer Prozess (P, M) sowie ein weiterer Prozess (Ü, B, W) vorgesehen sind, die auf identische Systemressourcen (8) zugreifen, wobei das Prozessmanagementsystem (3) derart ausgebildet ist, dass der Start des zyklischen Prozesses (P, M) durch einen Interrupt (Is) ausgelöst wird, welcher durch ein von dem Systemzeitgeber (17) abgegebenes Zeitsignal (S1) veranlasst wird und wobei der zyklische Prozess (P, M) derart ausgebildet ist, dass vor Beginn eines Zyklusanfangs (Za) des zyklischen Prozesses (P, M) der weitere Prozess (Ü, B) in einen den Zyklusanfang (Za) nicht störenden Zustand versetzt wird und der Zyklusanfang (Za) gleichzeitig mit einem Zeitsignal (S2, S3) erfolgt.Automation system ( 1 ) for carrying out the method according to one of the preceding claims with a processor ( 2 ), a process management system ( 3 ) for controlling processes (P, M, Ü, B, W) and a system timer ( 17 ) for generating a periodically emitted time signal (S1-S3), wherein a cyclic process (P, M) and another process (Ü, B, W) are provided which are based on identical system resources ( 8th ), the process management system ( 3 ) is designed such that the start of the cyclic process (P, M) is triggered by an interrupt (Is) which is triggered by one of the system timers (P, M). 17 ) and wherein the cyclic process (P, M) is designed such that before the start of a cycle start (Za) of the cyclic process (P, M) of the further process (Ü, B) in a the beginning of the cycle (Za) not disturbing state is added and the beginning of the cycle (Za) takes place simultaneously with a time signal (S2, S3). Automatisierungssystem (1) nach Anspruch 13 in einer kerntechnischen Anlage.Automation system ( 1 ) according to claim 13 in a nuclear facility.
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