CN102057339B - 用于运行模块化的自动化仪器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行模块化的自动化系统(1)的方法，该自动化系统的CPU-单元(7)设置用于处理用于对技术过程进行控制的控制程序，并且该自动化系统的供电模块(9，11)为消耗电能的单元(7，8，10，16；14，15)供给电能。提出了措施，由此在对过程进行控制期间改进了能量-消耗优化，其中确保维持用于对技术过程进行控制的所需要的自动化功能。

Description

用于运行模块化的自动化仪器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行模块化的自动化仪器的方法，该自动化仪器的CPU-单元设置用于处理用于对技术过程进行控制的控制程序，并且该自动化仪器的供电模块为消耗电能的单元供给电能。此外，本发明涉及一种自动化仪器，该自动化仪器具有用于处理用于对技术过程进行控制的控制程序的CPU-单元，并且具有供电模块，该供电模块为自动化系统的消耗电能的单元供给电能。此外，本发明涉及一种编码检验程序模块，该编码检验程序模块适合于应用在这种自动化仪器中。
背景技术
这样的方法或这样的自动化仪器由Siemens-Katalog ST 70,Kapitel 1,Ausgabe 2007是已知的。这种自动化仪器由单独的单元、也就是由部件或组件所组成。不同的系统在此也可在运行中扩展，因此可以增加单元，特别是插入到为此设置的插槽中，而可以不必断开或关闭整个系统。恰好在过程自动化的领域中或特别是在设备控制的领域中断开系统可能是非常成问题的，这是因为这种停机时间当然会直接导致生产停止。为了能够对这种系统进行扩展，提出了措施，其减少了或避免了当增加单元时过载情况的风险和/或系统的供电模块的过大尺寸。
由DE 102005039886A1已知了一种模块化的系统，该系统具有主模块和多个可连接在其上的单独模块以及为该系统供电的电源。每个单独模块配有至少一个描述元件，该描述元件对单独模块的、不取决于各自的单独模块的实际的运行的功率需求进行编码或描述。主模块读取连接上的单独模块的描述元件，并且由此确定所有连接上的单元的、不取决于系统的实际的运行的总体功率需求，以用于防止电源过载。未提出用于节省能量的措施。
发明内容
本发明的目的在于，在能量-消耗优化方面对开头所述类型的方法进行改进。此外实现一种具有改进的能量-消耗优化的自动化仪器。此外给出了一种编码检验程序模块，该编码检验程序模块适合用于这种自动化仪器。
该目的通过根据本发明的用于运行自动化系统的方法由此实现，即自动化系统的CPU-单元设置用于处理用于对技术过程进行控制的控制程序，并且所述自动化系统的供电模块为消耗电能的单元供给电能，其特征在于，为分析单元提供了各自的所述消耗电能的单元的至少一个准则，通过所述分析单元基于所述准则确定了当前的总体能量需求，通过所述分析单元自动地将至少一个代表所述当前的总体能量需求的程序语句插入所述控制程序中或使所述控制程序的至少一个程序语句得到匹配，由此在控制运行期间根据所述当前的总体能量需求调节用于所述消耗电能的单元的电能供给。
根据本发明提出，所述至少一个准则是用于实现自动化功能的持续时间或激活所述自动化功能的时间间隔。
有利的是，即在控制运行的范畴中实现了一种能量消耗优化，其中确保维持用于对技术过程进行控制的所需要的自动化功能。
足够的是，并不根据最大的总体能量需求设计供电模块，而是仅仅根据平均的总体能量需求设计；并且由于能量消耗在控制运行的范畴中被持续优化，在此期间一些单元甚至可以被暂时切断，由此不需要提供最大的总体能量需求。因此可以放弃过大尺寸的供电模块并且可以节省成本。此外，如果供电模块需要的空间越多，则其功率越高。
在本发明的一个设计方案中，将用于实现自动化功能的持续时间或激活该自动化功能的时间间隔设计为准则。例如当传输了由传感器检测的测量值之后，在规定的时间段并不为传感器输送能量，这是因为在这个时间段中不必使用或分析另外的测量值。另一个准则例如可以是电动机的停机时间，在此期间不需要为该电机输送能量。此外，单元的与能量有关的并且可机械分析的生产数据（生产特征）、例如加热设备的冷却损耗或电机的特征曲线适合于作为用于最佳地接通或切断能量输送的准则。
本发明的另外有利的设计方案由另外的从属权利要求中得出。
附图说明
下面根据实施例参照唯一的附图对本发明进行详细说明。附图示出了自动化系统的组成部分。
具体实施方式
自动化系统以1来示出，该自动化系统具有：配有CPU-组件7的自动化仪器2；分散的外围仪器3和多个现场用仪表4，5，6。自动化仪器2具有另外的通过在此未示出的后连线总线与CPU-组件7相连的组件，例如温度-调节器-组件8、供电组件9、主机-组件10以及另外的输入-/输出-和/或其它的功能-组件的形式的组件。自动化仪器2的CPU-组件7周期性地处理用于对技术过程进行控制的程序。显而易见地，自动化系统1可以根据需要实现的控制任务而配有另外的自动化仪器和/或分散的外围仪器。此外，自动化系统1可以通过在此未示出的总线与工程系统、操作-和观察系统、资产-管理-系统和/或适合用于过程控制系统的服务器相连。自动化仪器2通过主机-组件10并且通过设计用于高通信速度的现场总线21（例如形式为自身已知的现场总线“PROFIBUS DP”）连接到分散的外围仪器3上，该外围仪器同样配有供电-组件11。利用分别另外适合用于过程自动化的通信连接12，13，将现场用仪表5，6连接到分散的外围仪器3的模块14，15上。
下面提出：仅仅需要控制三个过程；以及通过合适的通信连接22连接到温度-调节器-组件8上的现场用仪表4是温度传感器，该温度传感器检测了加热锅炉的温度，其中温度-调节器-组件8控制了用于为加热锅炉供给能量的、在此处未示出的单独的功率部份。此外提出了：即模块15是定位组件；以及现场用仪表5是定位器，其检测了步进电机的位置；以及模块15是数字输入-/输出-组件和现场用仪表6是用于实现在装配技术中的彩色的测试任务的图像处理-传感器。
供电-组件9为自动化仪器2的组件7,…供电，以及供电-组件11为分散的外围仪器3的组件14,…供电，其中在当前的实施例中，供电-组件9，11这样设计，即该组件也为各自的现场用仪表4，5，6供电。在时间间隔中，现场用仪表4，5，6、自动化仪器2的和分散的外围仪器3的组件7…10，14，15为自动化仪器2的分析-组件16传输了其与能量相关的数据。基于这些数据和对于需要控制的过程的认识，分析组件16根据加热锅炉的温度控制、步进电机控制以及图像分析确定了：必须在何时、用多少时间以及在哪一个周期中对过程进行控制；需要为该过程提供多少能量；以及将过程完全切断对于停机时间来说在能量方面是否合理。例如可能合理的是，并不完全地切断用于将锅炉过热的加热装置，这是因为用于将过度冷却的锅炉加热的能量需求高于所需要的能量，以便在“静止阶段”将锅炉保持在很低的温度，并且只有当需要时才将温度提高到需要的运行温度。换句话说：分析-组件16（其功能当然也可以由CPU-组件7来承担）在时间间隔中或在可预设的时刻确定了自动化系统1的当前的总体能量需求。分析-组件16具有编码检验程序模块17，该编码检验程序模块基于自动化系统1的确定的当前的总体能量需求，在控制程序的周期19的时间区间18中插入了语句20。在对这种语句的处理的范畴中，在后续的控制程序周期中，CPU-组件7通过自动化仪器的后连线总线为自动化仪器2的供电-组件9传输控制信号并且通过总线21为分散的外围仪器3的供电-组件11传输控制信号，该控制信号为这些供电-组件9，11显示了当前的总体能量需求。此外，CPU-组件7借助于合适的控制信号切断了自动化仪器2的组件和/或分散的外围仪器3的组件，它们不再需要被用于对过程进行控制，或者在节能模式中接通它们。对于这种情况，即例如不再需要对加热锅炉进行加热并且可以将其切断，以及此外不再需要图像处理-传感器6，则CPU-组件7为自动化仪器2的温度-调节器-组件8传输了控制信号，基于该控制信号，温度-调节器-组件8切断了用于为加热锅炉供给能量的单独的功率部件，并且基于该控制信号，当切断了功率部件之后温度-调节器-组件8自身断开。此外，CPU-组件7为分散的外围仪器3的数字输入-/输出-组件15传输了用于切断图像处理-传感器6的控制信号，其中在此也可以提出，即附加地基于该控制信号断开数字输入-/输出-组件15。

Claims (6)

1.一种用于运行自动化系统（1）的方法，所述自动化系统的CPU-单元（7）设置用于处理用于对技术过程进行控制的控制程序，并且所述自动化系统的供电模块（9，11）为消耗电能的单元（7，8，10，16；14，15）供给电能，其特征在于，
-为分析单元（8）提供了各自的所述消耗电能的单元（7，8，10，16；14，15）的至少一个准则，
-通过所述分析单元（8）基于所述准则确定了当前的总体能量需求，
-通过所述分析单元（8）自动地将至少一个代表所述当前的总体能量需求的程序语句插入所述控制程序中或使所述控制程序的至少一个程序语句得到匹配，由此在控制运行期间根据所述当前的总体能量需求调节用于所述消耗电能的单元（7，8，10，16；14，15）的电能供给。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个准则是用于实现自动化功能的持续时间或激活所述自动化功能的时间间隔。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过所述分析单元（8）以一个时间间隔对所述准则进行询问。
4.一种自动化系统，具有用于处理用于对技术过程进行控制的控制程序的CPU-单元（7）和供电模块（7，11），所述供电模块为所述自动化系统（1）的消耗电能的单元（7，8，10，16；14，15）供给电能，其特征在于，
-所述消耗电能的单元（7，8，10，16；14，15）为所述自动化系统（1）的分析单元（8）或所述CPU-单元（7）显示了至少一个准则，
-所述分析单元（8）基于所述准则确定了当前的总体能量需求并且将代表所述当前的总体能量需求的程序语句插入所述控制程序中或使所述控制程序的程序语句得到匹配，
-所述CPU-单元（7）将信号传输给所述供电模块（7，11），由此所述供电模块（7，11）在控制运行期间根据所述当前的总体能量需求调节用于所述消耗电能的单元（7，8，10，16；14，15）的电能供给。
5.根据权利要求4所述的自动化系统，其特征在于，所述至少一个准则是用于实现自动化功能的持续时间或激活所述自动化功能的时间间隔。
6.根据权利要求4或5所述的自动化系统，其特征在于，所述分析单元（8）以一个时间间隔对所述准则进行询问。
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