CN108932179A - 循环工作的自动化控制器及其运行方法和工程系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行循环工作的自动化控制器(10)的方法，其中，在自动化控制器(10)的循环时间(ZZ)内实施下列步骤：1.从输入外围设备(Ein)读取输入数据(ED)；2.将输入数据(ED)存储到输入过程映像寄存器(PAE)中；3.使用户程序(AP)开始，其中，多个程序指令基于存储在输入过程映像寄存器(PAE)中的输入数据(ED)生成输出数据(AD)；4.在实施最后的程序指令之后将输出数据(AD)存储到输出过程映像寄存器(PAA)中；5.将输出数据(AD)从输出过程映像寄存器(PAA)中写至输出外围设备(Aus)，其中，在时间窗(ZF)内执行剩余数据(RD)的数据备份，该时间窗以第3步骤的结束打开并且以第1步骤的开始再次关闭。

Description

循环工作的自动化控制器及其运行方法和工程系统
技术领域
本发明涉及一种用于运行循环工作的自动化控制器的方法，其中，在自动化控制器的循环时间内实施下列步骤：
1.从输入外围设备读取输入数据，
2.将输入数据存储到输入过程映像寄存器中，
3.使用户程序开始，其中，多个程序指令基于存储在输入过程映像寄存器中的输入数据生成输出数据，
4.在实施最后的程序指令之后将输出数据存储到输出过程映像寄存器中，
5.将输出数据从输出过程映像寄存器中的写至输出外围设备，
其中，对于该循环处理来说在第5步骤之后再次以第1步骤开始。
此外，本发明涉及一种设计用于在循环时间内处理程序指令的自动化控制器，其包括：运行系统；用于从输入外围设备读取输入数据的装置；用于将输入数据存储到输入过程映像寄存器中的装置；用于实施用户程序的装置，其中，多个程序指令基于存储在输入过程映像寄存器中的输入数据生成输出数据；用于将输出数据存储到输出过程映像寄存器中的装置；用于将输出数据从输出过程映像寄存器中写至输出外围设备的装置。
本发明还涉及一种用于配置前述自动化控制器的工程系统。
背景技术
在用于工业控制过程的自动化设备中，希望执行数据备份。这样的数据备份、特别是有关剩余数据方面的数据备份，迄今为止通过用户来实现。对此用户必须将自动化设备、即自动化控制器置于停止状态，从而使要备份的剩余数据(例如数据模块或标记、计时器、计数器、限时元件)不再受过程的影响。在停止状态中，不仅能够将程序、还有所有的剩余值都一致地备份。在本发明的意义上剩余数据理解为：剩余数据是那些尽管在过渡时间中关断了自动化控制器、但是在再次接通自动化控制器时能再次提供的数据。剩余在自动化技术中是操作数(Operanden)的属性，其值在电压消失之后被保持。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于备份剩余数据的方法，在其中用户无需将自动化控制器置于停止状态中。
对于开头所述的用于运行循环工作的自动化控制器的方法来说，该目的如下地实现，即，在时间窗内执行剩余数据的备份，该时间窗以第三步骤的结束打开并且以第一步骤的开始再次关闭。现在能够在自动化控制器处于运行状态期间进行数据备份，然而现在根据本发明充分利用的是，通过循环处理存在有在有关数据一致性方面进行保障的时间点。通过将过程映像复制到输出外围设备上来确定该时间点。因此，备份必须在该行为结束之前实现。
因为优选地仅需将剩余数据一致地备份，所以考虑到循环时间，该时间间隔相比较短并且对所有循环时间没有值得一提的影响。
在该方法的一个有利的改进方案中，要备份的剩余数据缓存在剩余寄存器中，并且经过多个循环分别在时间窗内，分别以剩余寄存器的所有数据内容的片段的形式执行将数据备份到与自动化控制器分离的外部的介质上，从而使自动化控制器的循环时间不超过最大预设的循环时间。因此，将剩余数据的数据备份分散到多个循环中。
对于开头所述的自动化控制器来说该目的如下地实现，即，运行系统设计使得，保障在时间窗内执行剩余数据的备份，其中，时间窗在用户程序中的最后的指令结束后打开并且以读取输入数据的开始关闭。由于面向循环工作的自动化控制器的属性，有恰好一个易变的区域以及例如程序代码的不改变的区域，然而必须将该易变的区域再次一致地备份。
在自动化控制器的另一个设计方案中提出，存在设计用于将要备份的剩余数据缓存到剩余寄存器中的装置，并且该装置设计用于：经过多个循环分别在时间窗内，分别以剩余寄存器的所有数据内容的片段的形式执行到与自动化控制器分离的外部的介质上的数据备份，从而使自动化控制器的循环时间不超过最大预设的循环时间。
关于程序代码和非易变的数据，能够经由较长的时间段备份程序代码，因为内容自身并不变化。相反，将剩余数据一致地在一个步骤中备份或在单独的区域中写入，随后必须备份该单独的区域。在重新备份数据时仅必须新备份剩余数据，因为其它的数据不改变。仅在重新将软件下载到自动化控制器上之后也才必须重新备份程序代码。
在工程系统方面该目的如下地实现，即，用户现在在其工程系统中发现用于利用下列调整可能性进行对数据备份的调整的装置：
-打开或关闭数据备份，
-手动或自动的运行，
-选择时间窗的长度。
也能够确定用于数据备份的时间点，类似于定时器，例如能够在夜班备份数据，那时没有那么多的过程运行存在。也能考虑预设小块数据，也就是说预设剩余寄存器的所有数据内容的一小部分。
附图说明
附图对于该方法、该自动化控制器和该工程系统示出了实施例。在此示出：
图1是用于运行循环工作的自动化控制器的方法的程序流程图，
图2是根据现有技术的循环工作的自动化控制器的步骤，
图3是用于具有根据本发明所引入的用于数据备份的时间窗的自动化控制器的步骤，并且
图4是考虑到在时间窗内进行数据备份来调整的具有连接的工程系统的自动化控制器。
具体实施方式
根据图1示出了用于运行循环工作的自动化控制器10的方法的程序流程图。在循环时间ZZ内在自动化控制器10中执行第一步骤：从输入外围设备Ein读取输入数据ED；第二步骤：将输入数据ED存储在输入过程映像寄存器PAE中；第三步骤：使用户程序AP开始，其中，多个程序指令基于存储在输入过程映像寄存器PAE中的输入数据ED生成输出数据AD；第四步骤：在实施最后的程序指令之后将输出数据AD写至输出过程映像寄存器PAA中；第五步骤：将输出数据AD从输出过程映像寄存器PAA中写至输出外围设备Aus。在第五步骤之后又以第一步骤循环继续。
为了到达之前描述的循环工作的步骤，从重启自动化控制器10出发，接着该重启之后紧接有初始化阶段。在重启之后通常将所有的输出、限时元件、计数器和标记置为零。因为例如能够利用开关将CPU转入停止状态中，所以每次在第一步骤之前查询CPU是否处于停止中。现在，经由外部的外围设备读取输入数据ED，并且在完成用户程序AP之后将输出数据AD发送给外部的输出外围设备或者输出外围设备Aus。
根据本发明，现在在时间窗ZF内执行剩余数据RD的备份，该时间窗以第三步骤的结束打开并且以第一步骤的开始再次关闭。在虚线框中表明，将剩余数据RD在时间窗ZF内保存到剩余寄存器RS中。在此合理的是，将要备份的剩余数据RD缓存在剩余寄存器RS中，并且经过多个循环分别在时间窗ZF内，分别以剩余寄存器RS的所有数据内容的片段R1、R2、R3、…、Rn的形式执行到与自动化控制器10分离的外部的介质11(见图4)上的数据备份，从而使自动化控制器10的循环时间ZZ不超过最大预设的循环时间。
图2示出了根据现有技术的循环工作的自动化控制器10的原理上的循环行为。用户程序AP的程序流程20位于用于输入外围设备Ein的输入数据ED的读过程22与将输出数据AD写至输出外围设备Aus的写过程21之间。
图3示出了根据本发明的将备份过程23在特定的时间补入到特定的位置。接着用户程序AP的程序流程20，能够利用备份过程23将剩余数据一致地备份，因为在该时间范围中数据不再改变。
图4示出了具有已连接的工程系统30的自动化控制器10。自动化控制器10设计用于在循环时间ZZ内完成其用户程序AP中的程序指令。对于内部组织来说，自动化控制器10具有运行系统BS。自动化控制器10包括：用于从输入外围设备Ein读取输入数据ED的装置12；用于将输入数据ED存储在输入过程映像寄存器PAE中的装置13；用于实施用户程序AP的装置14，其中，多个程序指令基于存储在输入过程映像寄存器PAE中的输入数据ED生成输出数据AD。为了再次将生成的输出数据AD写至输出外围设备Aus，自动化控制器10还包括用于将输出数据AD存储到输出过程映像寄存器PAA中的装置15，并且最后包括用于将输出数据AD从输出过程映像寄存器PAA中写至输出外围设备Aus的装置16。
现在根据本发明，运行系统BS如下地设计，即，对于剩余数据RD的一致的数据备份，在时间窗ZF内执行对剩余数据RD的数据备份，其中，时间窗ZF在用户程序AP中的最后的指令结束之后打开并且以读取输入数据ED的开始关闭。
此外，自动化控制器具有装置17，其设计用于：将要备份的剩余数据RD缓存到剩余寄存器RS中，并且经过多个循环分别在时间窗ZF内，分别以剩余寄存器RS的所有数据内容的片段R1、R2、R3、…、Rn的形式执行到与自动化控制器10分离的外部的介质11上的数据备份，从而使自动化控制器10的循环时间ZZ不超过最大预设的循环时间。
通过通常自动化控制器10配置和编程所利用的、已连接的工程系统30，用户现在能够经由用于利用下列调整可能性对剩余数据RD的一致的数据备份进行调整的装置31选择其数据备份类型：调整可能性“打开”或“关闭”数据备份32；调整可能性“手动”或“自动”的运行33；以及用于选择时间窗ZF的长度的调整可能性，以便匹配循环时间ZZ。

Claims (5)

1.一种用于运行循环工作的自动化控制器(10)的方法，其中，在所述自动化控制器(10)的循环时间(ZZ)内实施下列步骤：
1.从输入外围设备(Ein)读取输入数据(ED)；
2.将所述输入数据(ED)存储到输入过程映像寄存器(PAE)中；
3.使用户程序(AP)开始，其中，多个程序指令基于存储在所述输入过程映像寄存器(PAE)中的所述输入数据(ED)生成输出数据(AD)；
4.在执行最后的程序指令之后将所述输出数据(AD)存储到输出过程映像寄存器(PAA)中；
5.将所述输出数据(AD)从所述输出过程映像寄存器(PAA)中写至输出外围设备(Aus)，
其特征在于，在时间窗(ZF)内执行剩余数据(RD)的数据备份，所述时间窗以第3步骤结束打开并且以所述第1步骤开始再次关闭。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将要备份的剩余数据(RD)缓存到剩余寄存器(RS)中，并且经过多个循环分别在所述时间窗(ZF)内，分别以所述剩余寄存器(RS)的所有数据内容的片段(R1、R2、R3、…、Rn)的形式执行将数据备份到与所述自动化控制器(10)分离的外部的介质(11)上，从而使所述自动化控制器(10)的所述循环时间(ZZ)不超过最大预设的循环时间。
3.一种设计用于在循环时间(ZZ)内处理程序指令的自动化控制器(10)，所述自动化控制器包括：
运行系统(BS)；
用于从输入外围设备(Ein)读取输入数据(ED)的装置(12)；
用于将所述输入数据(ED)存储到输入过程映像寄存器(PAE)中的装置(13)；
用于实施用户程序(AP)的装置(14)，其中，多个程序指令基于存储在所述输入过程映像寄存器(PAE)中的所述输入数据(ED)生成输出数据(AD)；
用于将所述输出数据(AD)存储到输出过程映像寄存器(PAA)中的装置(15)；
用于将所述输出数据(AD)从所述输出过程映像寄存器(PAA)中写至输出外围设备(Aus)的装置(16)；
其特征在于，所述运行系统(BS)设计使得，保障在时间窗(ZF)内执行剩余数据(RD)的备份，其中，所述时间窗在所述用户程序(AP)中的最后的指令结束后打开并且以读取所述输入数据(ED)的开始关闭。
4.根据权利要求3中所述的自动化控制器(10)，此外所述自动化控制器设计有装置(17)，所述装置设计用于将要备份的所述剩余数据(RD)缓存到剩余寄存器(RS)中，并且经过多个循环分别在所述时间窗(ZF)内，分别以所述剩余寄存器(RS)的所有数据内容的片段(R1、R2、R3、…、Rn)的形式执行将数据备份到与所述自动化控制器(10)分离的外部的介质(11)上，从而使所述自动化控制器(10)的所述循环时间(ZZ)不超过最大预设的循环时间。
5.一种用于配置根据权利要求3所述的自动化控制器(10)的工程系统(30)，所述工程系统具有用于利用下列调整可能性调整数据备份的装置(31)：
打开或关闭备份(32)，
手动或自动的运行(33)，
选择时间窗(34)的长度。
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