CN101529353A - 用于对自动化系统进行在线程序修改的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对自动化系统进行在线程序修改的方法，其中，如下进行在线程序修改：将用以提供新的应用程序的新的程序部分加载到自动化系统的CPU中，在该CPU中加载了当前正在运行着的应用程序，并且其中，为了避免CPU的过载，只有在监测新的应用程序的所有程序循环的第一执行之后没有识别到CPU的过载，才最终切换到新的应用程序。

Description

用于对自动化系统进行在线程序修改的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对自动化系统进行在线程序修改的方法。
背景技术
例如用于发电站的过程技术的设备通常由多个控制和调节系统的联合而被自动化。这些系统对应单个的设备范围。尽管有在单个自动化范围中的该结构化，还是远不能防止互相的影响。因此一个自动化系统的故障会导致整个设备的故障。
除了由于硬件错误造成的故障(这些故障例如通过相应的冗余可以最大程度地避免)之外，通过在线程序修改同样会导致自动化系统的过载。
在线程序修改特别是在开始运行或设备扩展期间在连续运行中是必要的。在此，在同时最佳使用CPU资源的情况下要将自动化系统的CPU过载的风险降低到最小。
自动化系统通常基于循环地工作。也就是说，在不同速度的循环上分布地执行用户程序。此时如果单个程序部分的运行时间超过各自的循环时间，则产生CPU过载。该影响导致从不精确的调节特性或实时特性直至整个自动化系统的停止。
迄今为止通常在加载之前或者期间仅检验CPU的静态接收能力。这意味着，将新的程序部分的存储要求与CPU中的还可用的存储器比较。但是，为了检验动态的接收能力，还需要其它的措施。此外，还可以离线地计算CPU满载。为此将应用程序的所有单个功能在考虑其流程循环的条件下累加。此外还要计算诸如系统负荷和通信负荷的参数。在此可能产生大的不精确性，因此必须规划更高的储备，和由此较小的CPU使用。此外，手工计算非常费时并且容易出错。为了避免这点，必须附加地开发和维护计算方案。例如，需要由新的或者改变的应用功能(Anwender-Funktion)来确定典型的运行时间并且将该运行时间更新(einpflegen)到计算工具中。
自动化系统的系统负荷和通信负荷也不能被足够精确地计算，因为该参数取决于许多并且对用户来说通常不可见的参数。典型的影响参数除了别的之外还有：
-过程输入和输出图像的更新，
-循环的警报处理，
-通信功能，和
-操作系统处理。
如果所有这些预防性的检验(如果存在的话)被肯定地进行，则新的程序部分被加载到运行着的CPU并且被执行。在此，总是不能排除由于加载太多的应用程序而导致CPU过载。于是，这会导致循环时间溢出，该溢出虽然被报警，但是对用户来说通常没有剩下用来撤销最后改变的时间。在许多情况下重复的循环时间超出导致整个自动化系统的停止状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提出一种对自动化系统进行在线程序修改的方法，利用该方法可以避免由于CPU过载而引起的有瑕疵的调节特性或者实时特性，该有瑕疵的特性在最坏的情况下导致整个自动化系统的停止。
按照本发明，上述技术问题是通过本文开头提到的用于对自动化系统进行在线程序修改的方法来解决的，其中，如下进行在线程序修改：将用以提供新的应用程序的新的程序部分加载到自动化系统的CPU中，在该CPU中加载了当前正在运行着的应用程序，并且其中，为了避免CPU的过载，只有在监测新的应用程序的所有程序循环的第一执行之后没有识别到CPU的过载，才最终切换到新的应用程序。
借助按照本发明的方法可以按照如下方式实现在线程序修改，使得首先根本不产生可能的过载情况。借助按照本发明设置的对新的应用程序的所有程序循环的第一执行的监测，可以直接地在首先暂时切换到新的应用程序之后及时地识别CPU的可能过载并且切换回初始的程序版本，从而不需要用户的响应。在此，优选地由自动化设备的操作系统进行监测，其中，监测时间间隔优选地由最慢的循环或者具有最小优先级的循环来确定。
总之，借助按照本发明的方法可以显著提高在在线程序修改情况下的稳定性。此外，可以最佳地利用CPU资源。
在按照本发明的方法的一种实用的实施方式中，该方法特别是在如下系统中具有优势：在该系统中自动化系统与工程系统通信，该工程系统通常经过图形接口允许对自动化系统的待控制/调节的过程的应用过程引导，在识别到CPU过载情况下向工程系统发送否定的应答(Quittung)，以便发信号通知切换回初始的应用程序。也就是说，按照本发明自动化系统在识别到CPU过载的情况下切换回初始的应用程序，并且利用否定的应答将这点发信号通知工程系统。按照本发明以这种方式可以协调地切换回前面的程序版本。由此，整个在线改变过程被认为是不成功的并且优选地以合适的反应通知用户。按照本发明在此优选地确保，监测功能本身在过载情况下正常工作，这例如可以通过如下来实现，为监测功能分配一个足够高的优先级。
在没有识别到CPU过载的情况下，由自动化系统向自动化系统与之通信的工程系统发送一个肯定的应答，以便发信号通知最终切换到新的应用程序并且由此成功地结束在线修改过程。
附图说明
下面，对照示意性的附图对按照本发明的方法作进一步说明，附图中：
图1是一种自动化系统的工作原理的示意图，以及
图2是按照框图形式的按照本发明的方法的示意图。
具体实施方式
图1示意性示出了以循环工作的控制或者调节系统的形式的自动化系统的工作原理。该系统基于在固定的时间间隙之内具有以下片段的基本循环：
-更新输出端/读取输入端，
-循环1中的应用程序，
-循环2中的应用程序部分，
-循环3中的应用程序部分，
-...，
-循环n中的应用程序部分，
-空循环，以及
-操作系统部分。
每次完整地执行循环1中的应用程序。在更高循环中的应用程序被划分为多个尽可能相同大小的部分，每个基本循环分别处理其中之一。循环2中的应用程序由两部分组成，循环3中的由四部分组成，等等。如果一个基本循环的所有组件的运行时间之和大于其设置的循环时间，则此时会发生过载情况。
在执行所有固定循环中的应用程序之后还可用的剩余时间的一部分，被用于用较低的优先级处理的空循环。对该循环也进行时间监测并且在在线改变情况下必要时必须被包括在过载监测中。剩余时间的另一部分包括用于与操作系统通信的操作系统部分。
以下借助在图2中示出的框图解释按照本发明的方法。
如果通过与自动化系统通信的工程系统，在在线改变的范围内将新的程序部分加载到自动化系统的CPU中(参看图2中的步骤S1)，则首先暂时切换到通过加载新的程序部分而提供的新的应用程序(参看图2中的步骤S2)。在此，按照本发明这样构造自动化系统，在当前还在运行的应用程序之外加载新的程序部分并且准备该程序部分的执行，但是还不执行。暂时的切换用于对新的应用程序的所有程序循环的第一执行进行监测(参看图2中的步骤S3)。在此，激活新的应用程序，其中优选附加地分别监测第一循环。此外，优选地由最慢的循环或者具有最小优先级的循环来确定监测时间间隔。如果在监测时间间隔之内自动化系统的操作系统没有识别到时间溢出，则向工程系统发送一个肯定的应答，以便发信号通知该工程系统已经进行的最终切换到新的应用程序。而在识别到过载情况下，自动化系统首先切换回初始的应用程序，并且接着向工程系统传输一个否定的应答，以便发信号通知该工程系统切换回初始的应用程序(参看图2中的步骤S4)。
按照本发明的方法可以在程序技术上优选地按照编程语言STIP7来实现并且可以被集成到SPPA-T3000 V2.0型的控制系统中，其中可以应用SIMATIC S7型的平台作为自动化平台。

Claims (3)

1.一种用于对自动化系统进行在线程序修改的方法，其中如下进行在线程序修改，将用以提供新的应用程序的新的程序部分加载到自动化系统的CPU中，在该CPU中加载了当前正在运行着的应用程序，并且其中，为了避免CPU的过载，只有在监测新的应用程序的所有程序循环的第一执行之后没有识别到CPU的过载，才最终切换到新的应用程序。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在识别到CPU过载情况下，由所述自动化系统向该自动化系统与之通信的工程系统发送否定的应答，以便发信号通知切换回初始的应用程序。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在没有识别到CPU过载的情况下，由所述自动化系统向该自动化系统与之通信的工程系统发送肯定的应答，以便发信号通知最终切换到新的应用程序。
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