CN102955466A - 用于运行自动化系统的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行具有第一和第二中央处理单元(14,16)的自动化系统(10)的方法以及一种根据该方法工作的中央处理单元(14,16),其中,第一和第二中央处理单元(14,16)通信地连接,其中,多个自动化设备(20,21,22)与该第二中央处理单元(16)通信地连接,并且其中,关于第二中央处理单元与相应的自动化设备(20,21,22)之间的多个通信信道(46)的信息在通信数据记录(44)中汇总,其中,根据通信数据记录(44)自动地将关于多个涉及通信信道(46)以及涉及可分别由该通信信道到达的自动化设备(20,21,22)的通信关系的信息传输给第一中央处理单元(14)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行自动化系统、特别是分布式自动化系统的方法,该自动化系统具有至少一个第一和一个第二中央处理单元或者至少两个分别具有此类中央处理单元的、例如可编程序控制装置或者类似的形式的自动化设备。两个中央处理单元通信地连接,并且多个其它的自动化设备至少与第二中央处理单元通信地连接。
背景技术
“自动化设备”的概念包括所有设备、装置或系统,即除了例如像可编程序控制装置、过程控制计算机、(工业)计算机、分散式外围设备、操作和观测设备和同类装置的控制装置之外,还包括传动控制装置或者其它联动控制装置、变频器和用于或者能够用于对工艺技术的过程,例如材料、能量或信息等的转化或运输进行控制、调节和/或监控的类似装置,其中特别地通过合适的技术装置、例如传感器或执行器使用或者转换能量。
在具有一个中央处理单元和多个与其通信地连接的自动化设备的自动化解决方案中,根据所连接的自动化设备的类型和数量的不同,所产生的自动化系统形成了极高的复杂性。而当为了连接自动化设备使用不同的连接方式、即不同的通信媒介和/或不同的通信协议时,这一复杂性会再次提升。此处示例性地指出一种情况,在这一情况下,相应的自动化设备的连接通过三个不同的网络实现,例如现场总线(Profibus)、集成现场总线(Profibus Intergrated)和基于工业以太网技术的自动化总线(Profinet)。
当另一个中央处理单元(第一中央处理单元)-该中央处理单元应当访问与另一中央处理单元(第二中央处理单元)连接的自动化设备-与该示例性地提及的中央处理单元通信地连接时,上文所概述的复杂性会再次提升。然后必须进行对第二中央处理单元和至少对于第一中央处理单元具有重要意义的自动化设备之间的通信关系和通信路径/传输信道/通信信道-下文中总结性地称为通信信道-的配置,这也是为了第一中央处理单元而进行的,从而使在对第二中央处理单元的配置过程中的费用为了第一中央处理单元而重复或者至少基本重复。此外,这样的配置过程的重复进行容易出现故障,并且很难找出其中可能出现的故障。
发明内容
本发明的目的相应地在于,提出一种用于运行具有至少两个中央处理单元和多个与第二中央处理单元连接的自动化设备的自动化系统的方法,其中,避免了、或者至少在其影响方面降低了上文中所概述的缺点。
根据本发明,该目的通过具有根据权利要求1所述特征的方法实现。为此,在用于运行具有第一和第二中央处理单元的自动化系统的方法中设计为,根据通信数据记录,自动地将关于多个涉及(mit)通信信道以及涉及可分别由该通信信道到达的自动化设备的通信关系的信息传输给第一中央处理单元,其中,第一和第二中央处理单元通信地连接,其中,多个自动化设备与第二中央处理单元通信地连接,并且其中,关于第二中央处理单元与相应的自动化设备之间的多个通信信道的信息在通信数据记录中汇总。
上文提及的通信数据记录是第二中央处理单元和与其连接的自动化设备的配置的间接的或者直接的结果。其中,通信数据记录这一概念既能理解为对于例如包括所有配置数据的数据记录中的所有对通信具有重要意义的数据的总称,也能理解为对于例如从这种配置数据记录中获取的、单独的数据记录的名称。根据通信数据记录,自动地将关于多个涉及通信信道以及涉及可分别由通信信道到达的自动化设备的通信关系的信息传输给第一中央处理单元,通过这样的方式,在第一中央处理单元方面不再需要重新进行对于第二中央处理单元的配置,该配置构成了对于通信数据记录的间接的或者直接的基础。其中,通信数据记录的信息能够在其整体上自动地传输到第一中央处理单元。然而也有可能产生这样的情况,即第二中央处理单元与相应的自动化设备之间的单个通信关系对于第一中央处理单元的配置而言是无关紧要的,因此就这点而言,便不需要将数据传输到第一中央处理单元,因此通信数据记录自动地将关于多个通信关系的信息传输给第一中央处理单元的便已足够,但或许不是通信数据记录中的、关于所有通信关系的信息。简言之,本发明的这一方面即是指将第二中央处理单元的配置数据自动传输到第一中央处理单元,从而在这些数据的基础上能够进行对第一中央处理单元的配置,其中,例如自动地评估所传输的数据也是可能的,从而使第一中央处理单元的配置在所传输的数据的基础上至少部分地同样自动地进行。
如果第一中央处理单元和待与其连接的自动化设备的网络的配置实施者在工程系统或者其它的配置工具上对待使用的自动化设备和在这些自动化设备与第二中央处理单元之间分别存在的通信信道和通信关系进行配置,那么作为第二中央处理单元的配置的结果的通信数据记录在很大程度上是自动地形成的。在这样的配置过程中确定了例如相应的自动化设备的名称,或者根据这些自动化设备的典型名称自动地生成名称。另外,在这样的配置中,还确定了相应的自动化设备是否直接地与第二中央处理单元连接,或者相应的自动化设备例如位于所谓的子网中,并且就这点而言间接地,即通过这一子网所出发的另一自动化设备,与第二中央处理单元连接。最终自动地或者手动地确定相应的自动化设备的地址,在为了数据传输运行自动化系统时,能够通过该地址到达自动化设备。通过这样的方式,即这些数据是通信数据记录的组成部分,并且将关于多个通信关系的信息自动地传输到第一中央处理单元时,第二中央处理单元的基本的、对于通信具有重要意义的配置数据也可供第一中央处理单元使用。
在本方法的一个特别的实施方式中设计为,根据通信数据记录为第一中央处理单元创建通信模块。该通信模块指的是用于第一中央处理单元的控制程序中的软件模块。基于通信数据记录的数据,该通信模块获取至少一定数量的输入端,也有可能获取一定数量的输入端和相同数量的输出端。这一数量取决于通信数据记录中的通信信道的数量或者通信数据记录中对于第一中央处理单元具有重要意义的通信信道的数量。在应用与相应的通信信道相应的输入端的情况下,第一中央处理单元将待传输的数据传输到通信模块,通过这样的方式,该通信模块使得将数据从第一中央处理单元传输到与第二中央处理单元通信地连接的自动化设备成为可能。随后,根据通信数据记录中的数据,该通信模块承担了到相应的自动化设备的传输。为了操纵通常为双向的通信信道,每一输入端均与一个输出端组合,从而输出端便作为用于传输例如凭证或者类似数据的通信信道的终点而起作用。
在专业术语中,用于控制程序中的软件模块的多个输入端和/或输出端也被称为插槽(Slot),因此也可以将数据从第一中央处理单元传输到与第二中央处理单元相连接的自动化设备理解为将相应的数据通过第一中央处理单元输送至通信模块的、正如此类的插槽。其中重要的是,第一中央处理单元内的通信模块是对于第二中央处理单元和多个与其通信地连接的自动化设备的代表。对于第一中央处理单元而言,从第二中央处理单元出发的网络和它所包括的通信信道和与其相连接的自动化设备减少至一个中央单位,即通信模块。然而,为了能够引起与恰从第二中央处理单元出发的网络中的自动化设备的专用通信,为每一个此类自动化设备和导入其中的通信信道设计有通信模块的输入端和/或输出端,即插槽。因此,从第一中央处理单元的角度来看,外部的网络中的自动化设备的作用根据通信模块的相应的输入端/相应的插槽的作用而降低。因而,对于第一中央处理单元来说,该外部网络的可能的复杂性是完全透明的。必要的传输类型和通信信道由通信模块自行选择,并且确切地说根据通过通信数据记录所获取的信息来选择。如果通信模块在某一特定的输入端/插槽上被请求,从而产生这一问题,即与外部网络的哪一个自动化设备的通信关系成为必需。根据这些数据,能够从通过通信数据记录获取的信息中查明相关于相应的自动化设备的通信信道及其目的地址等等,由此,通信模块便能够使得传输到其输入端/其插槽的数据首先真正地传输到第二中央处理单元,并且随后传输到相应的自动化设备。
在一个附加的或者可替换的实施方式中设计为,关于第二中央处理单元与相应的自动化设备之间的多个通信信道的信息分别通过对于每一通信信道的明确标记在通信数据记录中汇总,并且该通信数据记录由第一中央处理单元阐释,并且根据标记和在用于第一中央处理单元的自动化解决方案中所应用的相应的标记,通信数据记录的相应的数据被收录进用于第一中央处理单元的自动化解决方案中。通信数据记录的数据直接地被收录进用于第一中央处理单元的自动化解决方案中,通过这样的方式,这些数据能够直接供创建或者补充用于第一中央处理单元的自动化解决方案的程序员使用。这一收录根据两个标记实现,即根据在第二中央处理单元的配置的框架中分配给至自动化设备的通信信道的标记和在第一中央处理单元的配置过程中考虑到对于外部网络中的自动化设备的通信关系/通信信道的相应的标记,通过这样的方式,能够实现通过通信数据记录自动地传输到第一中央处理单元的信息的直接分类。因此,用于第一中央处理单元的自动化解决方案的程序员能够例如-确切地说,根据相应的标记-查看通过通信数据记录获取的信息。
在对从第一中央处理单元出发、至外部网络中的自动化设备的数据传输的编程或者配置的过程中,能够根据通信数据记录和标记进行对编程/配置的检查。其中,这两个标记以如下方式产生:在对从第二中央处理单元出发的通信信道的配置过程中,形成对于每个通信信道和其通信终点,即对相应的自动化设备的标记。在对从第一中央处理单元出发的、具有在外部网络中的可能的通信终点的通信信道的配置过程中,同样形成一个标记。如果此时根据在第一中央处理单元的配置过程中获取的标记对通信数据记录和其中的以相应的标记标明的数据进行访问,便能够对是否正确使用这一通信关系的某些参数、地址等等、或者对于这些参数、地址的可使用性进行检查。在访问时,从通信数据记录中和相应的标记一起产生的例如还有相应的通信终点的地址。在对从第一中央处理单元出发的通信关系的编程中,也必须使用这一地址。因此,根据通信数据记录的可控性或者为程序员提供必要的数据,并且不产生巨大的费用,或者使程序员有可能对在已经为通信关系编制好的程序编码说明书中的地址和其它参数是否正确使用进行检查。
本发明的有利设计方案是从属权利要求中说明的内容。其中所使用的逆向关系通过相应的从属权利要求的特点指出了独立权利要求的内容的进一步的设计方案;它们不应被理解为放弃实现对引用的从属权利要求的特征组合的独立的、具体的保护。此外,考虑到对权利要求的解释,在对后面的权利要求中的特征进一步具体说明时,必须以此为出发点,即在各个之前的权利要求中不存在此类限制。
在本方法的一个实施方式中和/或上文中已经概述的实施方式中设计为,通信数据记录自动地从配置数据记录中创建,该配置数据记录对第二中央处理单元、与该第二中央处理单元间接或直接地连接的自动化设备和存在于第二中央处理单元与每个自动化设备之间的通信信道进行描述。这一实施方式的优点在于,配置数据记录通过对第二中央处理单元和从中出发的具有分别连接的自动化设备的通信网络进行配置而逐渐地形成。自动创建能够以这样的方式实现,即根据对通信具有重要意义的数据对配置数据记录进行搜寻。然后,所有对通信具有重要意义的数据都能够被收录到通信数据记录中或者能够为了将其收录到通信数据记录中而被标记。其中,存在这一可能性,即例如通过将单个的自动化设备和/或通信信道从到通信数据记录的收录中排除或者选择特别地为了至通信数据记录的收录挑选出单个的自动化设备和/或通信信道,从而影响数据从配置数据记录至通信数据记录的数据的收录范围。这样的选择可以以图解辅助的方式实现,例如通过以下方式实现,即在屏幕或者其他的显示器上显示已被配置的通信网络的拓扑结构,并且为了将数据收录到通信数据记录中或者为了将数据排除在至通信数据记录中的收录之外,挑选出单个的通信信道或者自动化设备。
在本方法的现在概述的变体的一个特别的实施方式中设计为,为了自动地从配置数据记录中创建通信数据记录,在配置数据记录中对描述通信终点的数据、即描述例如作为通信终点起作用的自动化设备的数据进行识别。通过为了将数据收录到通信数据记录中或者排除在收录之外的图表的、或者其它合适的选择,属于相应的通信终点的数据、即其地址和/或关于至相应的自动化设备的通信信道的数据,被收录在通信数据记录中或者被排除在这一收录之外。在图表的选择方式中,可以考虑通过如今普遍的用显示器激活或者点击的方式,也可以以所谓的双击或者类似的形式,为了收录数据而做标记或者消除此类标记。
在本方法的一个特别的实施方式中设计为,至少一部分的通信信道是安全总线(Profisafe)连接,并且在通信模块中对于通信数据记录的安全总线连接的每个终点正好布置一个输入端和/或输出端(插槽)。那么,至少满足预先确定的安全标准的安全总线连接在其被第一中央处理单元使用的过程中仅通过通信模块导入,因此,当通信模块满足同样的安全标准时,从第一中央处理单元出发的通信关系便整体上满足对安全总线设计的安全规定。
考虑到根据为每个通信信道设计的标记和对于第一中央处理单元的自动化解决方案中的相应标记,在第一中央处理单元的区域中收录通信数据记录的数据,设计为,收录在对于第一中央处理单元的自动化解决方案的注释中实现。这些注释可没有问题地供用于第一中央处理单元的自动化解决方案的程序员查阅,并且不会以其它的方式对自动化解决方案的功能性产生影响。当通信数据记录中的数据与用于第一中央处理单元的自动化解决方案中的相应数据之间可能不一致时,在注释中的单纯的收录也就绝不会导致用于第一中央处理单元的自动化解决方案的故障。但是,通过这样的方式,即将自动化解决方案中使用的数据和参数与自动地收录到自动化解决方案的注释中的数据根据配置数据记录进行比较,程序员根据注释能够随时了解,为了将数据传输到相应的自动化设备或者传输相应的自动化设备中的数据,是否在应用外部网络中的通信信道时应用正确的数据和参数。
总的来说,正如此处和随后说明的一样,特别地为了具有不出故障的中央处理单元作为第一中央处理单元和通信模块的设计作为不出故障的通信模块的自动化系统考虑该方法和它的设计方案。即正如开头所概述的,大规模的通信网络的配置花费巨大并且容易出现故障,因此更加适用的是,网络和为其应用所设计的软件必须设计为不出故障。在承担对于不出故障的中央处理单元的配置所进行的这样的配置的任务时,复杂性因而会再次提升至相当高的水平。在这一背景下,对于面对不容易出现故障的中央处理单元作为第一中央处理单元首先有益的是,即在不出故障的中央处理单元中,设计为不出故障的通信模块的通信模块作为对于完全的、外部的网络的代理起作用,并且随后,这一网络为了不出故障的中央处理单元减少至通信模块和其输入端和/或输出端(插槽)。因此,从不易出现故障的第一中央处理单元的角度来看,外部的网络系统就像是被封装在不出故障的通信模块中。在外部的网络的变化未涉及到不出故障的通信模块的功能性,而只涉及通过插槽构成的通信信道的参数化时,只须一次性地保证通信模块的不出故障性,从而能够随时为了不同的外部网络系统而重复应用。
上文所述的目的也通过自动化系统或者这样的自动化系统中的中央处理单元,特别是可编程序控制装置、或者NC控制装置或者类似装置的中央处理单元实现,这些中央处理单元即正如此处和下文中至此被称为第一和第二中央处理单元的中央处理单元,这个或者这些中央处理单元按照正如此处和下文中描述的方法工作,并且此外还包括用于实施该方法的工具。其中,本发明优选地在软件中实施。因此,本发明一方面也是具有能够通过计算机执行的程序编码说明的计算机程序,并且另一方面也是具有此类计算机程序的存储介质,以及最后也是具有这样的中央处理单元的自动化设备或者这样的中央处理单元,在该中央处理单元中或者其存储器中安装了或者可安装这样的计算机程序,作为用于实施该方法和它的设计方案的工具。
附图说明
随后根据附图进一步说明本发明的一个实施例。彼此相符的对象或者元件在所有附图中以相同的参考标号标记。不应将本实施例或者任何实施例理解为对本发明的限制。相反,在本公开说明的范畴中,多个修改和变型都是可能的,特别是这样的变体和组合,即对于专业技术人员而言,考虑到实现本发明的目的,例如可以通过与在普遍的或者特别的说明部分描述的以及在权利要求书和/或附图中所包含的特征以及元件或者方法步骤相结合的单个特征以及元件或者方法步骤的组合或者修改推导出的变体和组合,并且通过可组合的特征推导出新的对象或者新的方法步骤以及方法步骤顺序。
图中示出:
图1示出具有第一中央处理单元和第二中央处理单元的分布式自动化系统,
图2示出根据图1的、具有其它细节的自动化系统的另一示意图,
图3示出作为第二中央处理单元和与其连接的通信外围设备以及可由此到达的通信终点的虚拟代理起作用的通信模块的示意图,
图4是对通信信道的本文的描述的示意图,
图5是对被配置的通信关系的分类的说明的示意图,和
图6是用于说明通信信道的录入的(importierter)和分类的数据的展示的一个可能性的说明的示意图。
具体实施方式
图1以示意性的简化的图示示出了作为对于总体上用10标记的自动化系统的范例的、分布式的自动化系统10,该自动化系统以本身已知的方式和方法设计用于对未详细示出的技术过程12进行控制和/或监控。该自动化系统10包括第一中央处理单元14和第二中央处理单元16。在两个中央处理单元之间存在例如总线连接(Busverbindung)形式的、特别是作为现场总线连接的通信连接18。第一和/或第二中央处理单元14,16指的是例如可编程序控制装置或者NC控制装置的本身已知的中央处理单元。
第二中央处理单元16能够和多个自动化设备通信地连接,并且此处作为和第一、第二和第三自动化设备20,21,22通信地连接示出。相关的连接24,25同样是总线连接、特别是现场总线连接。在所示出的范例中,作为被分配给技术过程12的执行器或者传感器的驱动装置26,27,28分别与各个自动化设备20,21,22相连接,自动化设备例如可以是专业术语中称为驱动对象(Drive-Objekte)的驱动控制单元。
在第二中央处理单元16与自动化设备20-22之间的每个通信连接24,25在此处和下文中也被称为通信信道。所有通信信道和分别作为通信终点起作用的自动化设备20-22-可能也包括第二中央处理单元16-在此处和下文中被称为通信网络或者通信网络系统,只要是从第一中央处理单元14的角度来看待该通信网络,则称之为外部的通信网络/-网络系统。
每个中央处理单元14,16包括微处理器形式的或者类似于微处理器形式的处理单元30,32以及存储器34,36。在存储器34,36中分别安装了作为自动化解决方案的计算机程序、即控制程序38,40。在相应的中央处理单元14,16运行时,相应的控制程序38,40通过相应的处理单元30,32执行,并且从而引起对技术过程12的相应的控制和/或监控。
图2截取了图1中的示意图的一部分,但是却只具有较少的细节。图中示出了配置数据记录42,在该配置数据记录中包括有未详细示出的用于第二中央处理单元16的和从中出发的网络系统(图1)的配置的数据。从配置数据记录42中或者以其它合适的方式能够创建通信数据记录44。这一创建能够自动地进行,例如通过这样的方式,即根据将相应的数据标记为对通信具有重要意义的标记搜寻了汇总在配置数据记录42中的数据,并且将相应的数据收录到通信数据记录44中。如果通信数据记录44不是作为独立于配置数据记录42的数据记录而创建,则也可以将通信数据记录44理解为是配置数据记录42的部分集合,并且是配置数据记录42的组成部分。在不放弃更大程度上的普遍适用性的情况下,将继续深化此处提出的对于单独的和从配置数据记录42中得出的通信数据记录44的假设的说明。
配置数据记录42对第二中央处理单元16、与该第二中央处理单元间接或者直接地连接的自动化设备20-22和存在于第二中央处理单元16与各个自动化设备20-22之间的通信信道46进行说明,虽然事实上通信信道46理所当然地只能通过物理上也存在的通信连接24,25才能存在,但是出于使结构明晰的原因,通信信道在基础的连接24,25旁边示出。
通信数据记录44包括关于在第二中央处理单元16与相应的自动化设备20-22之间的所有通信信道46的信息,或者包括至少关于多个此类通信信道46的信息。正如图2中示意性地通过倾斜的宽箭头所说明的一样,根据通信数据记录44,自动地将关于多个包括通信信道46和分别可由该通信信道到达的自动化设备20-22的通信关系的信息传输给第一中央处理单元14。
此类通过多个从第二中央处理单元16出发的通信关系传输信息的特殊形式在于,根据通信数据记录44为第一中央处理单元14创建通信模块48(图1)。该通信模块48是例如第一中央处理单元14的存储器34中的控制程序38的组成部分。
图3在放大的示意图中示出具有进一步的细节的通信模块48,但是示意性地大大简化。根据该图,通信模块48包括多个在下文中被称为插槽50的输入端和/或输出端。插槽50在根据图3的通信模块48的框图中同样仅作为方块示出,并且指的是通信模块48的软件输入端,也可能是组合的软件输入端和-输出端,即存在不同的触发控制程序38(图1)中的通信模块48的可能性。通信模块48的插槽50的数量与通信数据记录44(图2)中的通信信道46的数量或者重要的数量相符。
在根据图3的示意图中,象征性地通过插槽50的与图1中示出的自动化设备20-22的数量相应的插槽的数量说明这一事实,即在通信模块48中,为每个通信信道46以及构成其通信终点的自动化设备20-22设计插槽50。事实上,对于每个插槽50存储了相应的参数,这些参数对通信信道46和相应的通信终点、特别是那里的自动化设备20-22进行说明。通过第一中央处理单元14将数据52例如传输到与第二中央处理单元16通信地连接的第二自动化设备21通过这样的方式实现,即在应用与相应的通信信道46对应的插槽50的情况下,第一中央处理单元14将待传输的数据52传输到通信模块48,并且通信模块48根据通信数据记录44中的数据承担了到相应的自动化设备21的传输。该传输在示意图中通过指向相应的插槽50和从它出发的垂直箭头示出。数据52根据通信数据记录44中的数据通过通信模块48的传输,所指的或者是在传输的时刻或者与传输有关联时通信模块48对通信数据记录44中的数据的访问,或者是通信模块48对通信模块48的内部数据的访问,这些内部数据根据通信数据记录44的被作为用于通信模块48的参数,特别是作为用于其插槽50的参数被收录。
图4示出了通信信道46(图2)的一个可能的说明形式。这一说明形式包括下文中被称为标记54的识别编号,此处即“1002”;从通信信道46所出发的中央设备或者中央处理单元的标记,此处即“D445”,下文中称为第一设备标记55;连接标记56,此处即“X1400”;用于指示非中央设备、即相应的连接的自动化设备/通信终点的第二设备标记57,此处即“S120xCU320xCBE20”;以及目的地址58。
对通信信道46的这些特别的结构的说明,例如可在利用相应的开发工具、即例如所谓的工程系统对第二中央处理单元16进行配置时,自动地生成。对通信信道46的这样的说明明确地说明或者表明了该通信信道的特征。这一说明将运输信息和设备类型信息联合起来。由通信信道46的识别编号54和相应的自动化设备20-22的目的地址58构成的运输信息标志着通信信道46的起点和终点。设备类型信息55,56,57包含设备类型。这通常指的是对可能具有不同子网、例如现场总线(Profibus)、集成现场总线(Profibus Intergrated)和基于工业以太网技术的自动化总线(Profinet)和多个例如作为控制设备起作用的自动化设备20-22以及其它的、作为驱动设备起作用的自动化设备20-22的网络拓扑结构的分级描述。所有网络拓扑接结构被简化为终端标记的形式的、由中央设备、非中央设备和连接点构成的统一的显示模型。对通信信道46的这一描述也可以理解为拓扑形式的配置参考。它包括专门机构的通信路径55,58和取决于类型的设备部分56,57。由此可以说,与例如第一中央处理单元14或其中的通信模块48、直至通信终点的通信关系应通过包括在本说明之中的设备实现。
通常不会为了这样的拓扑形式的配置参考而使用总线地址、设备编号、设备名称或者逻辑地址。这样便保持了拓扑部分不易被更改。另外,在更改这些参数时,必须一再更新不同的配置。相反,作为标记54起作用的识别编号和目的地址58必须实时地与配置保持一致。
如果数据52通过第一中央处理单元14被传输到插槽50中的其中一个,并且根据所使用的插槽50,通信模块48自动地将所获得的数据52传输到由插槽50所代理的自动化设备20-22中,并且至少为此使用这样编码的目的地址58,那么这些或者类似的数据(图4)也被作为通信模块48(图3)和其插槽50的基础。在有多个与第一中央处理单元14连接的中央处理单元时,正如图1和图2中仅示出了另一个中央处理单元、即第二中央处理单元16,为了选择外部的中央处理单元-通过它可到达相应的通信终点、即相应的自动化设备-至少还附加地使用第一设备标记55,从而将待传输的数据传输到相应的外部的网络系统的起点。
图5示意性示出了更少量的一些细节,即在对第二中央处理单元16和从其出发的通信网络的配置的范畴内,在第二中央处理单元方面形成了多个对于通信信道46的说明,正如图4中示范性地示出的一样。每一个此类说明通过明确的标记54(“1000”,“1002”,“1004”……)表明。在第一中央处理单元14方面,为了访问从第二中央处理单元16出发的通信信道46,在第一中央处理单元14的配置中存储了对通信信道46的类似的说明,并且同样具有标记54。
标记54以明确的目的地址58为基础。目的地址58的明确性通过算法保证,该算法作为例如工程系统的功能性,既在第一中央处理单元的配置、也在第二中央处理单元的配置和每个其它的中央处理单元的配置的过程中使用。所有对于自动化系统10(图1)创建的项目被用同一工具处理和/或维护,通过这样的方式,保证了目的地址58的计算始终相同,并且藉此保证其在总的形成的网络系统中的明确性。
在每个中央处理单元14,16方面使用的标记54使得对通信信道46的说明的分类成为可能,例如通过这样的方式实现,即:关于在第二中央处理单元16与相应的自动化设备20-22之间的多个通信信道46的信息分别通过对于每个通信信道46的、明确的标记54在通信数据记录44中汇总,并且通信数据记录44由第一中央处理单元录入,根据标记54和在对于第一中央处理单元14的配置或者自动化解决方案中所使用的相应的标记54,通信数据记录44的相应数据为了第一中央处理单元14而被收录。图4中的说明以及在那里示出的、对通信信道46进行说明的数据可以被理解为通信数据记录44的内容中的片段。
图6示出了通信数据记录44的数据被收录到用于第一中央处理单元14的自动化解决方案中,确切的说,收录到自动化解决方案的注释60中,其中可以看出,对于相应的关于在第一中央处理单元14的自动化解决方案中被配置的通信关系的注释60的分类通过各自一致的标记54实现。
因此,此处提出的说明的相应的重要方面能够简短地总结如下:提出了一种用于运行具有第一和第二中央处理单元14,16的自动化系统10的方法以及一种根据该方法工作的中央处理单元14,16,其中,第一和第二中央处理单元14,16通信地连接,其中,多个自动化设备20,21,22与第二中央处理单元16通信地连接,和其中,关于在第二中央处理单元与相应的自动化设备20,21,22之间的多个通信信道46的信息在通信数据记录44中汇总,其中,根据通信数据记录44,自动地将关于多个涉及通信信道46以及涉及可分别由该通信信道到达的自动化设备20,21,22的通信关系的信息传输给第一中央处理单元14。特别是当根据通信数据记录44为第一中央处理单元14创建具有与通信数据记录44中的通信信道46的数量相应的数量的插槽50时,便从具有通信模块48的复杂的配置过程中创建了一个简单的配置对象,它与软件模块一样是可控制的,并且完全覆盖基础的网络结构、即具有混合拓扑结构的网络结构。每个插槽50作为不取决于网络类型的、基本的通信信道46的虚拟代理起作用。
Claims (11)
1.一种用于运行具有第一和第二中央处理单元(14,16)的自动化系统(10)的方法,其中,所述第一和所述第二中央处理单元(14,16)通信地连接,并且其中,多个自动化设备(20,21,22)与所述第二中央处理单元(16)通信地连接,
其中,关于所述第二中央处理单元与相应的自动化设备(20,21,22)之间的多个通信信道(46)的信息在通信数据记录(44)中汇总,其中,根据所述通信数据记录(44)自动地将关于多个涉及通信信道(46)以及涉及可分别由所述通信信道到达的所述自动化设备(20,21,22)的通信关系的信息传输给第一中央处理单元(14)。
2.根据权利要求1所述的用于运行自动化系统(10)的方法,
其中,根据所述通信数据记录(44)为所述第一中央处理单元(14)创建具有与所述通信数据记录(44)中的所述通信信道(46)的数量相应的数量的输入端(50)的通信模块(48),并且其中,将数据从所述第一中央处理单元(14)到与所述第二中央处理单元通信地连接的自动化设备(20,21,22)的传输通过这样的方式实现,即在应用与相应的所述通信信道(46)相应的所述输入端(50)的情况下,所述第一中央处理单元(14)将待传输的数据传输到所述通信模块(48),并且根据所述通信数据记录(44)中的数据,所述通信模块(48)承担了到相应的所述自动化设备(20,21,22)的传输。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述通信数据记录(44)自动地从配置数据记录(42)中创建,所述配置数据记录对所述第二中央处理单元(16)、与所述第二中央处理单元间接或者直接地连接的所述自动化设备(20,21,22)和存在于所述第二中央处理单元(16)与每个自动化设备(20,21,22)之间的所述通信信道(46)进行描述。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,为了自动地从所述配置数据记录(42)中创建所述通信数据记录(44),在所述配置数据记录(42)中对描述通信终点的数据进行识别。
5.根据权利要求2,3或4所述的方法,其中,至少一部分的通信信道(46)是安全总线连接,并且其中,在所述通信模块(48)中为所述通信数据记录(44)的安全总线连接的每个终点正好布置一个输入端(50)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,关于所述第二中央处理单元(16)与相应的自动化设备(18-22)之间的多个通信信道(46)的信息通过用于每个通信信道(46)的、分别一个明确的标记(54)在所述通信数据记录(44)中汇总,
其中,所述通信数据记录(44)由所述第一中央处理单元(14)录入,并且根据所述标记(54)和在用于所述第一中央处理单元(14)的自动化解决方案中所应用的相应的标记(54),将所述通信数据记录(44)的相应的数据收录到用于所述第一中央处理单元(14)的所述自动化解决方案中。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,在所述自动化解决方案的注释(60)中,将所述通信数据记录(44)的数据收录到用于所述第一中央处理单元(14)的所述自动化解决方案中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述第一中央处理单元(14)是不出故障的中央处理单元,并且其中,所述通信模块(48)设计为不出故障的通信模块。
9.一种具有程序编码装置的计算机程序,用于当在自动化系统的中央处理单元(14,16)上执行所述程序时,实施所有的根据权利要求1至8中任一项所述的步骤。
10.一种具有能电子读取的控制信号的数字存储介质,所述控制信号能够这样与自动化系统的中央处理单元(14,16)共同起作用,即实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
11.一种自动化系统中的中央处理单元(14,16),所述中央处理单元具有处理单元(30,32)和存储器(34,36),在所述存储器中安装了根据权利要求9所述的计算机程序(38,40),在运行所述中央处理单元(14,16)时,所述计算机程序通过所述处理单元(30,32)执行。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106094743A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-11-09 | 山东中烟工业有限责任公司 | 基于轮询通信检测的制丝设备状态数据采集系统及方法 |
CN111052682A (zh) * | 2017-08-31 | 2020-04-21 | Wago管理有限责任公司 | 总线系统的主设备 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9734114B2 (en) * | 2012-12-24 | 2017-08-15 | Festo Ag & Co. Kg | Field unit and a method for operating an automation system |
US10488850B2 (en) | 2014-06-13 | 2019-11-26 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Systems and methods for incorporating proxy components into an industrial automation system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1726440A (zh) * | 2002-12-16 | 2006-01-25 | 柯尼格及包尔公开股份有限公司 | 用于控制的方法和装置和用于建立控制系统的方法 |
US20100039952A1 (en) * | 2008-08-13 | 2010-02-18 | Christian Lenz | System for monitoring, control and data acquisition of technical processes |
US20100211201A1 (en) * | 2007-08-21 | 2010-08-19 | Josef Papenfort | Control node and control system |
US20100217894A1 (en) * | 2007-08-21 | 2010-08-26 | Josef Papenfort | Programming device for a network of control nodes and system with such a programming device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1046972B1 (de) * | 1999-04-22 | 2013-03-06 | ABB Research Ltd. | Softwaremässige Repräsentation von Geräten |
DE10055169A1 (de) * | 2000-08-03 | 2002-02-21 | Siemens Ag | Industrielle Steuerung auf der Basis Technologischer Objekte |
DE10242004B4 (de) | 2002-09-11 | 2018-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Automatisierungseinrichtung |
DE102006046286A1 (de) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Siemens Ag | Bewegungsüberwachung |
-
2011
- 2011-08-12 EP EP11177366.9A patent/EP2557464B1/de active Active
-
2012
- 2012-08-09 US US13/570,929 patent/US9563181B2/en active Active
- 2012-08-13 CN CN201210287757.4A patent/CN102955466B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1726440A (zh) * | 2002-12-16 | 2006-01-25 | 柯尼格及包尔公开股份有限公司 | 用于控制的方法和装置和用于建立控制系统的方法 |
US20100211201A1 (en) * | 2007-08-21 | 2010-08-19 | Josef Papenfort | Control node and control system |
US20100217894A1 (en) * | 2007-08-21 | 2010-08-26 | Josef Papenfort | Programming device for a network of control nodes and system with such a programming device |
US20100039952A1 (en) * | 2008-08-13 | 2010-02-18 | Christian Lenz | System for monitoring, control and data acquisition of technical processes |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106094743A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-11-09 | 山东中烟工业有限责任公司 | 基于轮询通信检测的制丝设备状态数据采集系统及方法 |
CN106094743B (zh) * | 2016-06-02 | 2019-06-25 | 山东中烟工业有限责任公司 | 基于轮询通信检测的制丝设备状态数据采集方法 |
CN111052682A (zh) * | 2017-08-31 | 2020-04-21 | Wago管理有限责任公司 | 总线系统的主设备 |
CN111052682B (zh) * | 2017-08-31 | 2022-05-24 | Wago管理有限责任公司 | 总线系统的主设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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