CN108873769B - 自动化系统和运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动化系统,包括:有第一现场总线接口的第一控制装置;有第二现场总线接口的第二控制装置;现场总线;外围组件,有用于连接传感器和/或执行器的至少一个输入/输出外围模块。外围组件具有带用于通向和/或来自控制装置的通信的第三现场总线接口的接口模块。接口模块有存储互连信息的至少一个输入/输出模块,互连信息是输入/输出外围模块的输入/输出端与控制装置的对应关系。接口模块还有虚拟数据组模块,在其中将数据组接收模块分配给第一控制装置,其将数据组写入数据组接收模块,还将数据组发送模块分配给第二控制装置,其从数据组发送模块取得数据组,虚拟数据组模块使来自数据组接收模块的数据组复制到数据组发送模块。

Description

自动化系统和运行方法
技术领域
本发明涉及一种自动化系统,包括:具有第一现场总线接口的第一控制装置;具有第二现场总线接口的第二控制装置;现场总线;外围组件,具有用于连接传感器和/或执行器的至少一个输入/输出外围模块,其中外围组件具有接口模块,其具有用于通向和/或来自控制装置的通信的第三现场总线接口,其中接口模块具有存储互连信息的至少一个输入/输出模块,其中互连信息是输入/输出外围模块的输入/输出端与控制装置的对应关系。
背景技术
本发明的基础是一种在多个通信参与者(通常是可编程逻辑控制器和外围系统)之间循环交换输入和输出数据的自动化系统或现场总线系统。
由于仅在可编程逻辑控制器和外围系统之间建立通信关系,因此这种系统不支持在多个可编程逻辑控制器之间的直接循环数据交换,而这种直接循环数据交换例如对于生产线的机器的耦联来说是必需的。
发明内容
本发明的目的是在多个可编程逻辑控制器之间实现简单、灵活和高效的现场总线通信。
对于前文所述的自动化系统,该目的由此实现,即接口模块附加地具有虚拟数据组模块,在虚拟数据组模块中为第一控制装置分配数据组接收模块,第一控制装置可以将数据组写入到数据组接收模块中,并且在虚拟数据组模块内部还为第二控制装置分配数据组发送模块,第二控制装置可以从该数据组发送模块取得数据组,在此,虚拟数据组模块被设计为使得来自数据组接收模块的数据组复制到数据组发送模块中,从而实现在控制装置之间的通信路径。输入/输出模块可以被认为是可配置的存储区域,在连接到控制装置时,相应的配置数据在该存储区域中被传送给接口模块。虚拟数据组模块可以被认为是可配置的存储区域,在控制装置连接到接口模块时,相应的配置数据被传输和存储在该存储区域中。因此,根据本发明的接口模块包括两类模块,即用于实际外围设备的输入和输出模块以及用于控制装置的通信的一个或多个虚拟数据组模块。
由于(例如在Profinet共享设备的情况下)对外围系统的数据组通道进行多重访问,以及在外围系统中、特别是在接口模块中使用虚拟数据组模块,实现了Inter-PLC通信,这意味着控制装置可以经由虚拟数据组模块相互交换数据组(记录)。在此,写访问控制装置的数据组被写入到接口模块的虚拟数据组接收模块中并经由数据组发送模块分配给一个另外的控制装置或者甚至多个另外的控制装置。
前文所述的目的同样通过用于运行自动化系统的方法来实现。在用于操作自动化系统的方法中,第一和第二控制装置经由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组件发送输出数据,其中,经由外围组件的接口模块中的输入/输出模块将输出数据传送给输入/输出外围模块,并且另一方面,数据交换涉及从外围组件接收输入数据,其中经由在外围组件的接口模块中的输入/输出模块从输入/输出外围模块接收输入数据。
根据本发明,在接口模块中运行虚拟数据组模块,在虚拟数据组模块中,为第一控制装置分配数据组接收模块,第一控制装置能将数据组写入到数据组接收模块中,并且此外,为第二控制装置分配数据组发送模块,第二控制装置能够从数据组发送模块取得数据组,在此,在虚拟数据组模块中,将第一控制装置的、来自数据组接收模块的数据组作为用于第二控制装置的数据组复制到数据组发送模块中。
在该方法的一个有利的改进方案中,通过将数据组接收模块分配给第一控制装置,为第一控制装置形成第一通道,并且通过将数据组发送模块分配给第二控制装置,形成用于第二控制装置的第二通道,其中,第一控制装置经由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经由外围组件进行通信。
通过对外围模块的输入/输出通道进行多重访问(例如在PROFINET共享设备的情况中所执行的那样)以及在外围组件或外围模块中使用虚拟数据组模块,实现了从一个控制装置到另一个控制装置的直接通信(Inter-PLC通信)。
从控制装置访问数据的角度来看,在此总是涉及两个现场总线参与者之间的点对点通信。控制装置应用负责使用和分配由虚拟数据组模块提供的用于数据组的附加通信通道。例如,实现了控制装置应用的数据组、参数和状态信息到另一个控制装置上的传输。
该方法的实施可以作为外围组件的接口模块中的软件解决方案来实现,并且具有不需要附加现场总线组件(例如Profinet-Profinet耦联器)的优点,并且PLC-PLC通信不需要额外布线。当所使用的控制装置既不支持C2C(控制装置对控制装置通信)也不支持CC-DX(I/O控制装置多播通信),这被认为是成本优势。控制装置之间的通信经由所建立的现场总线通信机制实现,并且不对现有技术和访问构件加以任何新的要求。
附图说明
附图说明本发明的实施例。图中示出:
图1示出一个自动化系统,
图2示出了用于两个控制装置的访问的虚拟数据组模块,以及
图3示出了用于N个控制装置的访问的虚拟数据组模块。
具体实施方式
根据图1,示出了具有第一控制装置1和第二控制装置2的自动化系统50。第一控制装置1经由第一现场总线接口31连接到现场总线3。第二控制装置2经由第二现场总线接口32连接到现场总线3。外围组件10经由第三现场总线接口33连接到现场总线3。外围组件10具有接口模块20,其后串接有第一输入/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经由背板总线与接口模块20连接。经由该内部背板总线,输入/输出外围模块11、12、13、14可以与接口模块20交换数据,特别是来自传感器的输入数据或用于执行器的输出数据。
在接口模块20中,存在至少一个输入/输出模块21,在输入/输出模块中存储互连信息,其中互连信息是一个或多个输入/输出外围模块11、12、13、14的输入/输出端与控制装置1、2的对应关系。
现在为了实现从第一控制装置1到第二控制装置2的直接通信,接口模块20具有虚拟数据组模块22,在虚拟数据组模块中为第一控制装置1分配数据组接收模块40(参见图2),第一控制装置1可以将数据组60写入到该数据组接收模块中,并且此外,为第二控制装置2分配数据组发送模块42,第二控制装置2可以从数据组发送模块取得数据组60',在此,在虚拟数据组模块22中,第一控制装置1的、来自数据组接收模块40的数据组作为用于第二控制装置2的数据组60'复制到数据组发送模块42中。
图2在用于第一控制装置1与第二控制装置2之间的通信的设计方案变体中示出了虚拟数据组模块22。通过将数据组接收模块40分配给第一控制装置1,为第一控制装置1形成第一通道51。通过将数据组发送模块42分配给第二控制装置2,形成用于第二控制装置2的第二通道52。在此,第一控制装置1可以经由具有第一通道51和第二通道52的数据传输路径经由外围组件10直接与第二控制装置2通信。
如图3所示,对于N个控制装置也能够实现通信。根据图3的实例,第一控制装置1经由第一通道51提供数据组60。数据组60被复制到数据组发送模块42中,并进一步被复制到第二数据组发送模块43中,...直至第n个数据组发送模块4n中。在此,数据组发送模块42经由第二通道52被分配给控制装置2,并且第n个数据组模块4n经由第n个通道5n被分配给第n个控制装置n。第一控制装置1因此可以用作用于数据组的发送器,并且其余的控制装置2,...,n可以经由用于数据组的相应通道52,...,5n用作数据组的接收器。

Claims (3)

1.一种自动化系统(50),包括:
具有第一现场总线接口(31)的第一控制装置(1),
具有第二现场总线接口(32)的第二控制装置(2),
现场总线(3),
外围组件(10),具有用于连接传感器和/或执行器的至少一个输入/输出外围模块(11),其中,所述外围组件(10)具有接口模块(20),所述接口模块带有用于通向所述第一控制装置与所述第二控制装置的和/或来自所述第一控制装置(1)与所述第二控制装置(2)的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/输出模块中存储有互连信息,其中所述互连信息是所述输入/输出外围模块(11)的输入/输出端与所述第一控制装置(1)和所述第二控制装置(2)的对应关系,
其特征在于,所述接口模块(20)还具有虚拟数据组模块(22),在所述虚拟数据组模块中为所述第一控制装置(1)分配数据组接收模块(40),所述第一控制装置(1)能够将数据组(60)写入到所述数据组接收模块中,并且在所述虚拟数据组模块(22)内部还为所述第二控制装置(2)分配数据组发送模块(42),所述第二控制装置能够从该数据组发送模块取得所述数据组(60),在此,所述虚拟数据组模块被设计使得来自所述数据组接收模块(40)的所述数据组(60)复制到所述数据组发送模块(42)中,从而实现在所述第一控制装置(1)与所述第二控制装置(2)之间的通信路径。
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,数据交换一方面涉及向外围组件(10)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)将所述输出数据传送给输入/输出外围模块(11),并且数据交换另一方面涉及从所述外围组件(10)接收输入数据,其中通过在所述外围组件(10)的所述接口模块(20)中的所述输入/输出模块(21)从所述输入/输出外围模块(11)接收所述输入数据,其特征在于,在所述接口模块(20)中运行虚拟数据组模块(22),在所述虚拟数据组模块中为所述第一控制装置(1)分配数据组接收模块(40),所述第一控制装置(1)能够将数据组(60)写入到所述数据组接收模块中,并且此外,为所述第二控制装置(2)分配数据组发送模块(42),所述第二控制装置(2)能够从所述数据组发送模块取得数据组(60’),在此,在所述虚拟数据组模块(22)中,将所述第一控制装置(1)的、来自所述数据组接收模块(40)的所述数据组(60)作为用于所述第二控制装置(2)的数据组(60')复制到所述数据组发送模块(42)中。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,通过将所述数据组接收模块(40)分配给所述第一控制装置(1),为所述第一控制装置(1)形成第一通道(51),并且通过将所述数据组发送模块(42)分配给所述第二控制装置(2),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)经由所述外围组件(10)进行通信。
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