CN107577202A - 自动化系统和用于运行的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动化系统,包括:第一控制装置,有第一现场总线接口;第二控制装置,有第二现场总线接口;现场总线;外围组件,有连接传感器和/或作动器的输入/输出外围模块,外围组件有接口模块,其有用于至和/或从控制装置通信的第三现场总线接口,接口模块有输入/输出模块,其中存储电路连接信息,该信息有输入/输出外围模块的输入/输出端与控制装置的对应关系,接口模块有虚拟输入/输出模块,在其中为第一控制装置分配输出区域,在其中第一控制装置能写入输出数据,且第二控制装置配有输入区域能由其提取输入数据,在此虚拟输入/输出模块设计为将输出数据从第一控制装置输出区域作为用于第二控制装置的输入数据复制到输入区域中。

Description

自动化系统和用于运行的方法
技术领域
本发明涉及一种自动化系统,包括:第一控制装置,具有第一现场总线接口;第二控制装置,具有第二现场总线接口;现场总线;外围组件,具有用于连接传感器和/或作动器的至少一个输入/输出外围模块,其中该外围组件具有接口模块,该接口模块具有用于至和/或从控制装置通信的第三现场总线接口,其中,接口模块具有至少一个输入/输出模块,在其中存储有电路连接信息,其中,电路连接信息具有一个或者多个输入/输出外围模块的输入/输出端与控制装置的对应关系。
本发明的初始基础是自动化系统或总线系统,其具有在多个通信用户、典型的存储器可编程的控制器和外围系统之间的输入和输出数据的循环交换。
背景技术
在例如对于生产线的机器的耦合连接来说必要的多个存储器可编程控制器之间的直接循环数据交换不能由这种类型的系统来支持,因为仅仅在存储器可编程的控制器和外围系统之间构建了通信关系。
发明内容
本发明的目的是在多个存储器可编程的控制器之间实现简单、灵活和有效率的现场总线通信。
对于开头所述类型的自动化系统来说,该目的由此实现,即接口模块附加地具有虚拟输入/输出模块,在其中为第一控制装置分配输出区域,第一控制装置能够在输出区域中写入输出数据,并且此外第二控制装置分配有输入区域,第二控制装置能够由输入区域提取输入数据,在此虚拟输入/输出模块设计为将输出数据从第一控制装置的输出区域作为用于第二控制装置的输入数据复制到输入区域中。
当然,接口模块也可以包含多个附加的虚拟输入/输出模块。
输入/输出模块可以假设为可配置的存储区域,在该存储区域中在连接到控制装置上时可以将相应的配置数据传输至接口模块。因此,接口模块根据本发明具有两种类型的输入/输出模块,即用于实际上的外围设备的真实输入/输出模块和用于控制装置彼此之间通信的虚拟输入/输出模块。
开头所述的目的同样通过一种用于运行自动化系统的方法实现。在用于运行自动化系统的方法中,第一控制装置和第二控制装置通过现场总线与外围组件交换数据,其中,该数据交换一方面涉及向外围模块发送输出数据,其中通过外围组件的接口模块中的输入/输出模块向输入/输出外围模块传输所述输出数据,并且另一方面涉及从外围模块接收输入数据,其中通过在外围组件的接口模块中的输入/输出模块从输入/输出外围模块获取输入数据。
根据本发明,在接口模块中运行虚拟输入/输出模块,在虚拟输入/输出模块中为第一控制装置分配输出区域,第一控制装置能够在输出区域中写入输出数据,并且此外第二控制装置分配有输入区域,第二控制装置能够由输入区域提取输入数据,在此在虚拟输入/输出模块中,将输出数据从第一控制装置的输出区域作为用于第二控制装置的输入数据复制到输入区域中。
在该方法的一个有利的改进方案中,通过输出区域与第一控制装置的对应关系为第一控制装置形成第一通道,并且通过输入区域与第二控制装置的对应关系为第二控制装置形成第二通道,其中,第一控制装置通过具有第一通道和第二通道的数据传输路径与第二控制装置通过外围模块通信。
通过对外围模块的输入/输出通道的多次访问的使用,如其例如在ProfinetShared Device中执行和实施的那样,以及在外围组件或者外围模块中的虚拟输入/输出模块的使用,实现了从一个控制装置至另一个控制装置的直接通信(Inter-PLC通信)。在此,在外围组件的虚拟输入/输出模块中的待被写访问的控制装置的输出数据被指派给一个另外的控制装置也或者多个另外的控制装置的输入数据。由此,输出通道的数据可以传输到另外的控制器的输入通道上。输入/输出(E/A)通道的对应关系和数据宽度可以固定地(静态地)或者灵活地(动态地)实施。从对数据进行访问的控制装置的角度看,在此总是涉及在两个现场总线用户之间的点对点通信。通过虚拟输入/输出模块提供的通信通道的使用和分配担负控制应用的责任。例如实现了将真实的外围数据的镜像以及控制应用的参数和状态信息传输到另外的控制装置上。
该方法的实施也可以作为在外围组件的接口模块中的软件解决方案实现并且也许具有优点,即不需要附加的现场总线组件,例如像Profinet-Profinet耦合器,以及不需要用于PLC-PLC通信的附加的布线。这在使用的控制装置既不支持C2C(控制器对控制器通信“Controller to Controller Communication”)也不支持CC-DX(I/O控制器多点传输通信“I/O Controller Multicast Communication”)时被视为有成本有利的。在控制装置之间的通信通过建立的现场总线通信机制实现,并且不对已经存在的技术和待访问的组件提出新的要求。
附图说明
利用附图对本发明的实施例进行描述。图中示出:
图1是自动化系统,
图2是用于两个控制装置的访问的虚拟输入/输出模块以及
图3是用于n个控制器的访问的虚拟输入/输出模块。
具体实施方式
根据图1示出了自动化系统50,其具有第一控制装置1和第二控制装置2。第一控制装置1通过第一现场总线接口31连接至现场总线3。第二控制装置2通过第二现场总线接口32连接至现场总线3。通过第三现场总线33将外围组件10连接至现场总线3。外围组件10具有接口模块20,在其上顺序地排列有第一输入/输出外围模块11、第二输入/输出外围模块12、第三输入/输出外围模块13和第四输入/输出外围模块14。输入/输出外围模块11,12,13,14通过后壁总线(Rückwandbus)与接口模块20连接。通过该内部的后壁总线,输入/输出外围组件11,12,13,14能够交换数据,尤其是来自传感器的输入数据或者至作动器的输出数据。
在接口模块20中存在至少一个输入/输出模块21,其中存储有电路连接信息,其中,该电路连接信息具有一个或者多个输入/输出外围组件11,12,13,14的输入/输出端与控制装置1,2的对应关系。
为了现在实现从第一控制装置1至第二控制装置2的直接通信,接口模块20具有虚拟输入/输出模块22,在该模块中为第一控制装置分配输出区域40(参见图2),第一控制装置1能够在输出区域中写入输出数据,并且此外第二控制装置2分配有输入区域42(参见图2),第二控制装置2能够由输入区域提取输入数据,在此虚拟输入/输出模块22设计为将输出数据从第一控制装置1的输出区域40作为用于第二控制装置2的输入数据复制到输入区域42中。
通过图2示出了用于在第一控制装置1和第二控制装置2之间的通信的设计方案变体中的虚拟输入/输出模块22。通过输出区域与第一控制装置1的对应关系,为第一控制装置1形成第一通道51。通过输入区域42与第二控制装置2的对应关系,为第二控制装置2形成第二通道52。在此,第一控制装置1能够通过具有第一通道51和第二通道52的输出传输路径直接与第二控制装置2通过外围模块20通信。
如图3所示,同样可以实现用于n个控制器的通信。根据图3的实例,第一控制装置1通过第一通道51将输出数据提供到输出区域40中。输出区域40的该输出数据被复制到输入区域42中,以及此外的第二输入区域43中,…,第n输入区域4n中。在此,输入区域42通过第二通道52分配给第二控制装置2,并且第n输入区域4n通过第n通道5n分配给第n控制装置n。第一控制装置1因此作为用于数据的发射器使用,并且剩余的控制装置2,…,n作为通过用于数据的相应的数据通道52,…5n接收数据的接收器使用。

Claims (3)

1.一种自动化系统(50),包括:
第一控制装置(1),具有第一现场总线接口(31);
第二控制装置(2),具有第二现场总线接口(32);
现场总线(3);
外围组件(10),具有用于连接传感器和/或作动器的至少一个输入/输出外围模块(11),其中所述外围组件(10)具有接口模块(20),所述接口模块具有用于至所述控制装置和/或从所述控制装置通信的第三现场总线接口(33),
其中,所述接口模块(20)具有至少一个输入/输出模块(21),在所述输入/输出模块中存储有电路连接信息,其中,所述电路连接信息具有一个或者多个所述输入/输出外围模块(11)的输入/输出端与所述控制装置的对应关系,
其特征在于,所述接口模块(20)附加地具有虚拟输入/输出模块(22),在所述虚拟输入/输出模块中为第一控制装置(1)分配输出区域(40),所述第一控制装置(1)能够在所述输出区域中写入输出数据,并且此外第二控制装置(2)分配有输入区域(42),所述第二控制装置(2)能够由所述输入区域提取输入数据,在此所述虚拟输入/输出模块(22)设计为将所述输出数据从所述第一控制装置(1)的所述输出区域(40)作为用于所述第二控制装置(2)的输入数据复制到所述输入区域(42)中。
2.一种用于运行自动化系统(50)的方法,其中,第一控制装置(1)和第二控制装置(2)通过现场总线(3)与外围组件(10)交换数据,其中,该数据交换:一方面涉及向外围模块发送输出数据,其中通过所述外围组件(10)的接口模块(20)中的输入/输出模块(21)向输入/输出外围模块(11)传输所述输出数据;并且另一方面涉及通过所述外围模块接收输入数据,其中通过在所述外围组件(10)的接口模块(20)中的输入/输出模块(21)从输入/输出外围模块(11)获取所述输入数据,其特征在于,在接口模块(20)中运行虚拟输入/输出模块(22),在所述虚拟输入/输出模块中为所述第一控制装置(1)分配输出区域(40),所述第一控制装置(1)能够在所述输出区域中写入输出数据,并且此外所述第二控制装置(2)分配有输入区域(42),所述第二控制装置(2)能够由所述输入区域提取输入数据,在此在所述虚拟输入/输出模块(22)中,将所述输出数据从所述第一控制装置(1)的所述输出区域(40)的用于所述第二控制装置(2)的输入数据复制到所述输入区域(42)中。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,通过所述输出区域与所述第一控制装置(1)的所述对应关系为所述第一控制装置(1)形成的第一通道(51),并且通过所述输入区域(42)与所述第二控制装置(2)的所述对应关系为所述第二控制装置(2)形成第二通道(52),其中,所述第一控制装置(1)通过具有所述第一通道(51)和所述第二通道(52)的数据传输路径与所述第二控制装置(2)通过所述外围模块通信。
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