CN103529767B - 具有输出设备的自动化系统 - Google Patents

Abstract

自动化系统（1）包括：第一控制器（21），和第二控制器（22），二者通过现场总线（2）与输出设备（10）连接，输出设备（10）包括：模块（11，…，14），模块具有至少一个第一子模块（111）和第二子模块（112），第一控制器具有第一连接信息（51），其确定在第一控制器和第一子模块之间的对应关系，第二控制器具有第二连接信息（52），其确定在第二控制器和第二子模块间的对应关系，第一子模块用于从第一控制器提取第一输出数据（A1），第二子模块用于从第二控制器提取第二输出数据（A2），模块与用于控制执行器的多个输出端连接，模块具有关联装置（304），使第一输出数据与第二输出数据逻辑联系并为控制执行器的输出端提供联系的输出数据（A5）。

Description

具有输出设备的自动化系统

技术领域

本发明涉及一种自动化系统，包括：第一控制器和第二控制器，第一控制器和第二控制器通过现场总线与输出设备连接。输出设备在此特别设计用于，例如在自动化系统中，利用按照Profinet-I/O标准的现场总线工作。

背景技术

这种具有输出设备的自动化系统优选地应用在过程自动化中，用于在待自动化的过程中的分配的地点上将数据输出给执行器，其中，该输出数据通过相应的控制器、像例如可编程存储的控制器的构造类型的自动化设备来提供。

在自动化技术中，必须在特定的应用中能够控制不同控制器的执行器。迄今为止通过使用现场控制器解决该问题。在此，不同的控制器将其输出数据通信至用于预先控制的执行器。在那里，不同的控制器的不同的输出数据被评估并且相应于控制规定被转发给执行器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有至少一个第一控制器和第二控制器的自动化系统，其中可以控制具有由两个不同的输出数据组成的混合体的执行器，而不进行预先控制。

该目的通过一种自动化系统来实现，该自动化系统包括：第一控制器，和第二控制器，第一控制器和第二控制器通过现场总线与输出设备连接，其中，输出设备包括：模块，模块又具有至少一个第一子模块和第二子模块，其中，第一控制器具有第一连接信息，第一连接信息确定在第一控制器和第一子模块之间的对应关系，并且第二控制器具有第二连接信息，第二连接信息确定在第二控制器和第二子模块之间的对应关系，第一子模块设计用于从第一控制器提取第一输出数据，第二子模块设计用于从第二控制器提取第二输出数据，其中，模块设计为与用于控制执行器的多个输出端相连接，其中，模块具有关联装置，关联装置设计用于，将第一输出数据与第二输出数据逻辑地联系起来并且由此为用于控制执行器的输出端提供联系起来的输出数据。

如果例如两个控制器连接到输出设备上，则在自动化技术中、特别在Profinet-I/O中涉及了一种共同设备。输出设备因此是一种分布式的输出设备，其可以为不同的控制器获取数据、特别是输出数据，用于执行器。在按照Profinet-标准(IEC 61584/IEC 61784)建模时提出，共同设备被由此组合，即输出设备被划分为子模块并且这些子模块分别明确地对应于一个控制器、即一个控制装置。这种控制装置或这种控制器的软件应用、例如可运行的SPS程序仅能控制具有输出数据的并且与它相对应的子模块。由于制造商在构建自动化设备和输入装置时不希望损坏该标准，但是仍然希望提供一种可能性，即多个控制器或者控制装置能在特定的过程技术的应用中控制执行器、例如电动机，因此在输出设备中有利地装入了用于将不同的控制器的第一和第二输出数据联系起来的关联装置，使得不同的控制器现在可以为一个唯一的执行器同时提供输出数据。

在一个有利的设计方案中，模块具有运行类型切换装置，该运行类型切换装置与具有模块的控制软件的装置相连接，并且控制软件设计用于，询问运行类型切换装置并且在模块的控制器之间在标准运行或其中将第一和第二输出数据相联系的运行中进行选择。运行类型切换装置提供的优点是，灵活地在自动化系统中应用输出设备。

为了简化在控制器和子模块之间的对应关系，模块具有参数组，在该参数组中存储了设备模型，包括：输出设备，至少第一模块，第一模块又至少具有第一子模块和第二子模块，以及第一和第二控制器，具有其连接信息。

设备模型的所述的建模例如应用在所述的Profinet-标准中。在此，装置类型具体而言涉及控制装置和I/O-装置，其中，I/O-装置对应于输出设备。用于I/O-装置的设备模型因此由对象I/O-装置、模块和子模块组成。Profinet-详细规定提出了，子模块以其接口明确地对应于控制装置。利用模块中的参数组，一如既往地按照Profinet详细规定，利用子模块与控制器之间的明确的对应关系使得输出设备参数化，但是关联装置现在允许了，将不同的控制器的输出数据联系起来，并且提供新的联系起来的用于执行器的输出数据，由此提供了可能性，控制不同控制器的执行器。

在自动化系统的另一个设计方案中，模块具有用于联系起来的输出数据的诊断装置，并且诊断装置设计用于，评估联系起来的输出数据的输出信号的信号状态并且将状态分配给输出信号以及将状态反馈给第一子模块。

除了可能的输出状态数据之外，还有利地为控制器提供了该诊断信息，作为附加信息。状态信息和输出信息以及诊断信息在控制器中被检查并且可以由此推导出安全技术的措施。

在另一个设计方案中，模块这样扩展和设计用于，将联系起来的输出数据的状态转发给第二子模块。

此外，模块设计用于，将第一输出数据作为第一输出状态数据和将第二输出数据作为第二输出状态数据反馈给第一子模块和第二子模块。

在另一个设计方案中，输出装置具有底板总线，在底板总线中可插入多个模块。

附图说明

附图示出了一个实施例，图中示出：

图1是具有多个控制器和一个输出设备的自动化系统，和

图2是具有多个模块的输出设备。

具体实施方式

根据图1示出的自动化系统1包括第一控制器21、第二控制器22、第三控制器23和第四控制器24，这些控制器可以通过现场总线2共同访问输出设备10。

为了使得访问或者说控制相协调，第一控制器21具有第一连接信息51，其中，第一控制器21通过现场总线2对输出设备10的模块11的第一子模块111的访问象征性地通过虚线示出。第二、第三、第四控制器22，23，24同样具有第二、第三、第四连接信息52，53，54。这些访问-或控制路径也象征性地通过连接至输出设备10的虚线表明。因此，第一控制器21和第一子模块111相对应，第二控制器22和第二子模块112相对应，第三控制器23和第三子模块113相对应，第四控制器24和第四子模块114相对应。

输出设备10与用于将过程信号输出至可能连接上的执行器的多个输出端DQ0，…，DQ7相连接。

在根据图1的实施例中，输出设备10仅具有一个第一模块11。在模块11上通过信号线路连接了来自于待自动化的过程的执行器。

在每个控制器21，…，24中分别运行了一个单独的控制程序。相应地，在第一控制器21中，第一控制程序提供了第一输出数据A1；在第二控制器22中，第二控制程序提供了第二输出数据A2；在第三控制器23中，第三控制程序提供了第三输出数据A3；以及在第四控制器24中，第四控制程序提供了第四输出数据A4。输出数据A1，…，A4通过现场总线2，经过现场总线接口401被发送到输出设备10。为第一子模块111确定了第一输出数据A1，为第二子模块112确定了第二输出数据A2，为第三子模块113确定了第三输出数据A3，和为第四子模块114确定了第四输出数据A4。通过模块11中的内部的信号线路，将输出数据A1，…，A4输送给关联装置304。在关联装置304中根据布尔代数，例如实现了“与”和/或“或”门电路。相应的输出数据A1，…，A4被在关联装置304中逻辑地联系起来并且联系结果被作为第五输出数据A5提供给输出设备10的物理的输出驱动程序并且由此可以通过输出端DQ0，…，DQ7分别控制一个执行器。

在子模块111，…，114和关联装置304之间布置有反馈装置R1，…，R5。第一反馈装置R1设计用于，提取第一子模块111的第一输出数据A1并且一方面转发给关联装置304和另一方面将第一输出数据作为第一输出状态数据E1转换或者反馈给第二子模块112、第三子模块113和第四子模块114。和第一反馈装置R1类似地，对于第二子模块112的第二输出数据A2而言存在第二反馈装置R2，对于第三子模块113的第三输出数据A3而言存在第三反馈装置R3，和对于第四子模块114的第四输出数据A4而言存在第四反馈装置R4。

由于对于安全的过程控制而言重要的是知晓被联系起来的输出数据A5的输出状态，因此存在第五反馈装置R5，其同样将第五输出状态数据E5反馈到所有的子模块111，…，114上。

为了改进诊断可能性，模块11具有诊断装置303。诊断装置303设计用于，对被联系起来的输出数据A5的分别一个输出信号的信号状态进行评估并且将状态V0，…，V7分配给输出信号10以及将该状态V0，…，V7转发给第一子模块111。

对于状态V0，…，V7、例如状态位的8-Bit，现在通常提到的是状态数据V。状态数据V通过输入信号线路提供给第一子模块111。第一子模块111将状态数据V转发给第二子模块112，第二子模块112将状态数据V转发给第三子模块113并且第三子模块113将状态数据V转发给第四子模块114。

由于现在所有的子模块111，…，114拥有所有的输出数据A1，…，A5、所有的输出状态数据E1，…，E5和所有的状态数据V，因此子模块111，…，114也可以将这些被收集的状态数据通过现场总线2转发给相应的控制器21，…，24，以用于分析-和诊断目的。

为了从标准运行切换到其中提供了相联系的输出数据的运行，模块具有运行类型切换装置301，其和具有控制软件302a的装置302相连接。在此，控制软件302a这样设计，即询问运行类型切换装置301并且在标准运行中或者在输出数据-联系运行中通过控制软件302a，在模块11的控制器之间进行切换。

利用图2示出了扩展的输出设备10。输出设备10被这样扩展，即它通过装入的底板总线400，除了第一模块11之外，还可以容纳第二模块12、第三模块13和第四模块14。所有的模块11，12，13，14都具有各一个参数组50，其中存储了关于不同的控制器的连接信息。模块11，12，13，14的内部的构造对应于第一模块11的构造，该模块在图1中示出。输出设备10拥有现场总线接口401，在该现场总线接口上连接了现场总线2。

Claims (10)

1.一种自动化系统，包括：

第一控制器，和

第二控制器，

所述第一控制器和所述第二控制器通过现场总线与输出设备相连接，其中，所述输出设备(10)包括：

模块，所述模块又具有

至少一个第一子模块和第二子模块，

其中，所述第一控制器具有第一连接信息，所述第一连接信息确定了在所述第一控制器和所述第一子模块之间的对应关系，并且所述第二控制器具有第二连接信息，所述第二连接信息确定了在所述第二控制器和所述第二子模块之间的对应关系，

所述第一子模块设计用于从所述第一控制器提取第一输出数据，

所述第二子模块设计用于从所述第二控制器提取第二输出数据，

其中，所述模块设计为，所述模块

与用于控制执行器的多个输出端相连接，其中，所述模块

具有关联装置，所述关联装置设计用于，将所述第一输出数据与所述第二输出数据逻辑地联系起来并且由此为用于控制所述执行器的所述输出端提供联系起来的输出数据，

其中，所述模块具有运行类型切换装置，所述运行类型切换装置与具有所述模块的控制软件的装置相连接，并且所述控制软件设计用于，询问所述运行类型切换装置并且在所述模块的控制器之间在标准运行或其中将所述第一输出数据和所述第二输出数据相联系的运行中进行选择，

其中，所述现场总线按照Profinet-I/O标准设计。

2.根据权利要求1所述的自动化系统，其中，所述模块具有参数组，在所述参数组中存储了设备模型，包括：

所述输出设备，

至少第一模块，所述第一模块又

至少具有所述第一子模块和所述第二子模块，

以及所述第一控制器和所述第二控制器，具有其连接信息。

3.根据权利要求1或2所述的自动化系统，其中，所述模块具有用于所述联系起来的输出数据的诊断装置，并且所述诊断装置设计用于，评估所述联系起来的输出数据的输出信号的信号状态并且将状态分配给所述输出信号以及将所述状态反馈给所述第一子模块。

4.根据权利要求3所述的自动化系统，其中，所述模块还设计用于，将所述联系起来的输出数据的所述状态转发给所述第二子模块。

5.根据权利要求1或2所述的自动化系统，其中，所述模块设计用于，将所述第一输出数据作为第一输出状态数据和将所述第二输出数据作为第二输出状态数据反馈给所述第一子模块和所述第二子模块。

6.根据权利要求3的自动化系统，其中，所述模块设计用于，将所述第一输出数据作为第一输出状态数据和将所述第二输出数据作为第二输出状态数据反馈给所述第一子模块和所述第二子模块。

7.根据权利要求2所述的自动化系统，其中，所述设备模型按照Profinet规范参数化。

8.根据权利要求4所述的自动化系统，其中，所述设备模型按照Profinet规范参数化。

9.根据权利要求6所述的自动化系统，其中，所述设备模型按照Profinet规范参数化。

10.根据权利要求1所述的自动化系统，其中，所述输出设备具有底板总线，在所述底板总线中可插入多个模块。