CN106094738B - 用于运行自动化装置的方法和自动化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行自动化装置(1)的方法和自动化装置，该自动化装置配置具有操作员系统(4)，用于对待控制的技术过程进行虚拟化并且进一步配置具有至少一个自动化设备(2，3)，该自动化设备设计为为了进行过程控制对加载到至少一个自动化设备(2，3)中的、通过连续功能图表编辑器设定的控制程序的CFC功能(14至17)进行处理。其提出这样的措施，通过该措施能减小自动化设备(2，3)的负载，其中，自动化装置(1)的硬件的扩展或改变是不必要的。

Description

用于运行自动化装置的方法和自动化装置
技术领域
本发明涉及一种用于运行自动化装置的方法，该自动化装置配置具有操作员系统用于对待控制的技术过程进行虚拟化并且进一步配置具有至少一个自动化设备，该自动化设备设计为为了进行过程控制对加载到至少一个自动化设备中的、通过连续功能图表编辑器设定的控制程序的CFC功能进行处理。此外，本发明还涉及一种自动化装置。
背景技术
由西门子目录“过程管理系统SIMATICA PCS 7，2014/15期，第四章”已知，通过在工程规划系统上运行的所谓“连续功能图表(CFC)编辑器”形式的图像编辑器，由预先制造的模块(目标)根据待解决的自动化任务设定用于自动化设备的自动化解决方案或使用者程序或者控制程序。为此，使用者从可用的模块储备中选择模块或者目标，例如调节器模块或者计时器模块，利用例如通过Drag&Drop将该模块布置在功能规划中(例如CFC规划)并且通过鼠标点击来彼此连接。定义“连接”被理解为，例如为了在模块之间进行通讯，数值从一个模块的输出端被传输给一个或者多个模块的一个或者多个输入端。此外，以下理解为，即一个或者多个模块的一个或者多个输入端与过程映射的过程输入端连接以传输实际值和/或一个或者多个模块的一个或者多个输出端与过程映射的输出端连接以传输额定值。在使用者在功能规划中设定了所有功能之后，工程规划系统通过自动化设备产生可读的CFC自动化目标或者CFC功能，其被加载到自动化设备中，并且在那里在对技术过程进行控制的框架中或者为了实现自动化任务被处理。
由于待控制的设备或者待控制的技术过程的复杂性，通常设定几千个CFC规划，并且由此转译的功能被加载到多个自动化设备中。在那里自动化设备在处理循环中处理这些功能，其中可以出现，即自动化设备可以在这样的循环期间不处理该功能，这意味着实时损害。可靠的处理时间例如因此被超过，因为该功能的运行时间取决于过程映射会强烈地波动，并且此外该功能运行事件基于自动化设备的运行状态和/或待控制的设施的运行状态-例如运行状态“高速运行”、“正常运行”或者“干扰”-被损害。自动化设备的“液位(Füllstand)”越高，也就是说待处理的功能的数量约到，那么风险就越大，即用于处理功能的时间大于自动化设备的对此来说可靠的循环时间。在该种情况中不再能确保设施的无干扰自动化。
为了能够进一步确保无干扰的自动化，自动化组件被适当地设计。自动化组件的设计基于对待控制的过程或者待控制的设施的不同的假设和猜测实现，其中例如对于自动化来说合适的过程目标的数量被猜测。首先在工程规划和“工厂验收测试(FAT)”的框架中，自动化装置的最小功率，尤其是自动化装置的自动化设备的最小功率被确定。附加地，在此还要将储备容量计算在内，其然而在设备的寿命周期中会“融化”，因为例如需要对设备进行一次或者多次扩展。尽管可以在“工厂验收测试”的范畴中队自动化进行模拟，从而确定自动化的极限，然而真实的设施的无干扰的运行不能确保，尤其很难在模拟的框架中引起“最坏情景(Worst-Case-Szenario)”。
为了能够进一步确保无干扰的自动化，由所述的西门子目录第8章公开的冗余的、由至少两个子系统构成的自动化装置也可以被使用，其设置用于提高待控制的设施的可用性。为此，该自动化装置配备有一种部件，其基于一个事件首先决定，哪些程序必须被启动，从而适当地对该结果做出反应。对于这样的情况，即例如在实施该程序期间以待控制的技术过程的产生的报警形式的事件被提施加在自动化系统的报告输入端，那么运行的程序就保持在等待点并且启动一个程序，该程序设置用于分析该报警并且采取措施，该措施消除报警的起因。该自动化装置的子系统被有规律地同步并且因此可以进一步确保，即该子系统的故障不会对待控制的过程产生干扰的作用，因为另外的子系统能够继续对其相应的控制程序的相应的一个部分的执行或处理或者其控制程序的相应的多个部分的执行或处理。这样冗余地设计的自动化装置尽管提高了待控制的设施的可用性，但是也尤其需要硬件的更多成本。
发明内容
因此本发明的目的在于提出开头所述类型的方法，通过该方法能够减小自动化设备的负载。此外，提出了一种自动化装置，其适于执行该方法。
该目的在方法方面通过一种措施实现，相关于自动化装置方面通过想要的措施实现。
有利的是，在没有扩展或者改变硬件的情况下，例如以这样的方式和方法，即自动化装置配备有另外的自动化设备或者存在的自动化设备通过功率加强的自动化设备替代的情况下，改善自动化装置的可用性。总归都是为对待控制的技术过程进行虚拟化而设置的操作员系统，例如由所述的西门子目录第5章所公开的操作员系统在有自动化设备的过载威胁的情况中设置用于对控制程序的CFC功能进行处理，其中实现了对自动化设备的动态和局部的卸载。由此成本低廉地提高了自动化装置的可用性能并且此外由此进一步避免了生产事故和设施停机。
附图说明
根据在其中示出有本发明的实施例的附图，在接下来对本发明，其设计方案以及优点进行进一步阐释。
在简化的视图中示出
图1和2是自动化装置的组成部分以及
图3是CFC规划。
具体实施方式
在图1至3中示出的相同的部分具有相同的参考标号。
在图1中，自动化装置以1标识，其在当前的实施例中包括自动化设备2，3和操作员系统，其由OS服务器4和在此没有示出的OS客户端构成。OS服务器4通过总线连接装置5与自动化设备2，3通讯，其中OS服务器4和OS客户端还通过另外的在此没有示出的总线交换信息。自动化装置1此外具有分散的外围设备6，7，其中分散的外围设备6通过总线8连接至自动化设备2并且分散的外围设备7通过总线9连接至自动化设备3。通过另外的总线连接装置10，11，相应的分散的外围设备6，7读和/或写地对多个现场设备12，13(传感器，作动器)进行访问。
通过在没有示出的工程规划系统上运行的连续功能图表(Continuous FunctionChart)(CFC)编辑器，使用者以常规的方式和方法从预先制造的单元中根据待解决的自动化任务图表地设定用于自动化设备2，3的一个或者多个控制或者使用者程序或者该程序或者这些程序的一部分。为此，使用者从可用的模块储备中选择模块，例如调节器模块或者计时器模块，利用例如通过Drag&Drop将该模块布置在功能规划中(例如CFC规划)并且通过鼠标点击来彼此连接。在使用者在功能规划中设定了所有功能之后，工程规划系统通过自动化设备2，3产生可读的CFC功能，其加载到自动化设备2，3中并且在那里在对技术过程进行控制的框架中或者为了实现自动化任务被处理。加载到自动化设备2，3中的并且在那里在过程控制期间的待处理的CFC功能在本实施例中以14，15，16，17标注，其中该CFC功能14至17相应于CFC功能18，19，20，21加载到OS服务器4中。CFC功能18至21代表CFC功能14至17的拷贝，其中当然不是所有加载到自动化设备2，3中的CFC功能14至17也必须要加载到OS服务器4中。仅为晚些时候的卸载而设置的CFC功能，优选对实时要求不严格的CFC功能加载到OS服务器中就足够了。哪些CFC功能被加载到OS服务器4中由使用者在工程规划期间预设。
在根据图1的本实施例中，在运行期间或者在过程控制期间，自动化设备2处理CFC功能14，15并且自动化设备3处理CFC功能16，17。加载到OS服务器5中的CFC功能18至21是去激活的，这在图示中通过阴影线示出。在该处理期间，自动化设备2，3激活在自动化设备2，3中存储的过程映像(未示出)并且在OS服务器4中存储的具有当前的过程输入值(实际值)和过程输出值(额定值)的过程映像，其中在OS服务器5中存储的过程映像22代表在自动化设备2，3中存储的映射的过程映像。
自动化设备2，3在运行期间检测其相应的处理负载，例如通过自动化设备2，3观察其相应的处理循环时间实现。对于这种情况，即例如自动化设备2识别到有威胁的过载时，自动化设备2的选择器23(图3)将在自动化设备2中的CFC功能14(阴影线地示出)去激活，并且激活在OS服务器5中与该CFC功能14相应的CFC功能18。通过选择器23为CFC功能14的输入端24接入一个截止信号，在自动化设备2中的CFC功能14的去激活由此实现，在OS服务器4中的CFC功能18的激活由此实现，即选择器23首先在过程映像22中写入一个过程值25。在过程映像更新期间，OS服务器读取该“特定的”过程值，并且基于该特定的过程值产生激活信号(Freischaltsignal)，OS服务器4将该激活信号提供给CFC功能18的输入端26，由此激活该CFC功能18。OS服务器4现在处理控制程序的CFC功能18，由此对自动化设备2进行卸载。当然该描述的激活或者去激活可以再次逆行地实施。
通过选择器23在CFC功能的输入端23上接入接通信号并且触发在过程映像22中的过程值，在自动化设备2中的CFC功能14的去激活和在OS服务器4中的CFC功能的激活可被逆行地实施。
在当前的实施例中，用于激活和去激活CFC功能14，18的选择器23被集成到“CFC框架”中，其包括CFC功能14。当然，自动化设备2，3也可以分别包括一个选择器，其设置用于激活和去激活在相应的自动化设备2，3中的多个CFC功能。

Claims (4)

1.一种用于运行自动化装置(1)的方法，所述自动化装置配备具有
操作员系统(4)，用于对待控制的技术过程进行虚拟化，以及
至少一个自动化设备(2，3)，所述自动化设备设计为为了进行过程控制对加载到至少一个所述自动化设备(2，3)中的、通过连续功能图表编辑器设定的控制程序的CFC功能进行处理，
其特征在于，
检测至少一个所述自动化设备(2，3)的处理负载，
将CFC功能加载到所述操作员系统(4)中，这些功能与加载到至少一个所述自动化设备(2，3)中的所述控制程序的所述CFC功能相对应，
通过至少一个所述自动化设备(2，3)的至少一个选择器(23)取决于所述处理负载，或者激活和处理在至少一个所述自动化设备中的至少一个所述CFC功能(14)，或者激活和处理在所述操作员系统(4)中的与至少一个所述CFC功能(14)相对应的CFC功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述选择器(23)将过程值传输给所述操作员系统(4)的过程映像(22)，以激活在所述操作员系统中的CFC功能。
3.一种自动化装置，具有
操作员系统(4)，用于对待控制的技术过程进行虚拟化，
至少一个自动化设备(2，3)，所述自动化设备设计为为了进行过程控制对加载到至少一个所述自动化设备(2，3)中的、通过连续功能图表编辑器设定的控制程序的CFC功能进行处理，
其特征在于，
至少一个所述自动化设备(2，3)的处理负载被检测，
所述操作员系统(4)设计为对加载到所述操作员系统(4)中的CFC功能进行处理，这些功能对应于加载到至少一个所述自动化设备(2，3)中的所述控制程序的CFC功能，
用于在至少一个所述自动化设备(2，3)中的至少一个所述CFC功能(14)的至少一个所述自动化设备(2，3)具有选择器(23)，所述选择器设计为取决于所述处理负载或者激活在至少一个所述自动化设备中的至少一个所述CFC功能(14)、或者激活在所述操作员系统(4)中的与至少一个所述CFC功能(14)相对应的CFC功能。
4.根据权利要求3所述的自动化装置，其特征在于，所述选择器(23)将过程值传输给所述操作员系统(4)的过程映像(22)，以激活在所述操作员系统中的CFC功能。
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