CN110291473B - 应用在自动化系统中的输入/输出模块,用于对控制装置进行配置和/或参数化的方法以及用于建立自动化系统的数字布线协议的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明尤其涉及应用在自动化系统(10、240)中的输入/输出模块(110、260)。输入/输出模块(110、260)具有用于连接信号线路(1、280)的至少一个连接端(1)和至少一个信息载体(110a、110b、261),信息载体包含配置和/或参数化信息,其中,信息载体(110a、110b、261)构造成借助便携移动式读取装置(230、290)读取。

Description

应用在自动化系统中的输入/输出模块,用于对控制装置进行 配置和/或参数化的方法以及用于建立自动化系统的数字布 线协议的方法
技术领域
本发明涉及应用在例如工业自动化系统中的输入/输出模块,用于对自动化系统的控制装置进行配置和/或参数化的方法以及用于建立自动化系统的数字布线协议的方法。
背景技术
自动化系统的布线、参数化和配置是费时费力的。通常更换或添加自动化系统的构件,从而改变布线、配置和参数化。
由EP 3 012 698 A1公开了用于以无线方式对小型控制设备进行配置和/或参数化的系统和方法。为小型控制设备分配唯一的设备识别码,其在小型控制设备中存储在数据存储器中并且可光学检测地施加在小型控制设备上。唯一的设备识别码可通过配置和/或参数化装置光学检测并且分配给存储在配置和/或参数化装置中的配置和/或参数化数据,其与检测的设备识别码一起可以无线的方式传输给小型控制设备。
发明内容
本发明的目的是提供应用在自动化系统中的输入/输出系统,用于对自动化系统的控制装置进行配置和/或参数化的方法以及用于建立自动化系统的数字布线协议的方法,借助其可更快且更简单地检测配置和/或参数化数据并且可使用尤其能使自动化系统的构件可靠地布线。
因此输入/输出模块设置成应用在自动化系统中,其具有用于连接信号线路的至少一个连接端和至少一个信息载体,信息载体包含配置和/或参数化信息。信息载体构造成借助便携移动式读取装置读取以及尤其无线读取。
为了能以简单且灵活的方式为输入/输出模块配备配置和/或参数化信息,输入/输出模块具有壳体,信息载体优选可拆卸地固定在壳体上。配置和/或参数化信息作为可光电读取的编码施加在信息载体上并且可通过包含光学传感器的便携移动式读取装置读取。优选是条形码或QR编码。
可替代地,信息载体优选可构造成近场通信芯片的数字存储器,其中,存储在信息载体中的配置和/或参数化信息可借助便携移动式的可近场通信的读取装置读取。应提及,首字母缩写NFC代表近场通信。
优选输入/输出模块具有多个连接端,以用于分别连接信号线路,其中,为每个连接端配备一个信息载体,信息载体具有相应的配置和/或参数化信息。
在此需要提及,输入/输出模块例如可构造成具有两个连接端、传感器或执行器的转接接头形式的总线接头。
配置和/或参数化信息可包含输入/输出模块的地址化信息和/或连接端识别信息,例如连接端编号,作为目标连接端的标识和/或作为起始连接端的标识,和/或功能说明和/或运行器件标签和/或关于连接在输入/输出模块上的信号线路的信息和/或关于另一输入/输出模块的连接端的信息。描述需要连接的信号线路的信息例如可给出线路类型、线路颜色、线路横截面或线路的长度。
适宜地,输入/输出模块具有用于安装在支承轨道、尤其安装轨上的固定件和/或用于安装在可装于支承轨道上的构件上的固定件。
然后提供用于对自动化系统的控制装置进行配置和/或参数化的方法,自动化系统具有至少一个输入/输出模块,其可经由传输介质、尤其现场总线与控制装置通信。该方法具有以下步骤:
a)借助便携移动式读取装置从至少一个输入/输出模块的至少一个信息载体中读取配置和/或参数化信息,其中,从至少一个信息载体中读取的配置和/或参数化信息包含输入/输出模块的地址化信息;
b)将存储在读取设备中的配置和/或参数化信息读入控制装置的存储器中;以及
c)将地址化信息从控制装置传输给至少一个输入/输出模块。
根据一种有利的改进方案,在步骤a)无线地从至少一个输入/输出模块的至少一个信息载体中读取配置和/或参数化信息。然后在步骤b)中将存储在读取设备中的配置和/或参数化信息无线地读入控制装置的存储器中。
通常在自动化系统中设置多个输入/输出模块。在这种情况下根据本发明的方法的特点是高效,因为连接的所有输入/输出模块的配置和/或参数化信息可简单地借助读取设备读取并且然后在另一步骤中可无线地读入控制装置的存储器中。
通常将新的输入/输出模块加入现有的自动化系统中或进行更换并且连接新的信号线路。
为了可简单而快速地记录该措施,提供用于建立自动化系统的数字布线协议的方法,该方法具有多个输入/输出模块,其经由通信网络与控制装置连接。
通过使用预定的布线列表,为设置在自动化系统中的输入/输出模块的预定连接端分别配备信息载体,信息载体作为配置和/或参数化信息包括辨识相应的输入/输出模块的第一信息和/或标识相应的输入/输出模块的作为布线的起始或目标连接端的预定连接端的第二信息和/或标识另一输入/输出模块的作为相应布线的目标或起始连接端的预定连接端的第三信息。借助便携移动式读取装置从信息载体中读取配置和/或参数化信息。然后在读取装置或单独的计算机装置中,从读入的配置和/或参数化信息中建立数字布线协议以进行后续使用。
附图说明
下面根据若干实施例并且结合附图详细阐述本发明。其中示出:
图1示出了具有控制装置和多个输入/输出模块的示例性的自动化系统,在其中实现了本发明,
图2a和图2b示出了可拆卸地固定在输入/输出模块上的示例性的信息载体,
图3a示出了具有光学传感器的示例性的便携移动式的读取装置,
图3b示出了示例性的便携移动式的可近场通信的读取装置,以及
图4示出了另一示例性的自动化系统,在其中实现了本发明。
具体实施方式
图1示出了示例性的自动化系统10的局部,自动化系统具有控制装置20,控制装置可构造成SPS,即可编程逻辑控制器。
控制装置20尤其具有存储器装置21,在存储器装置中可存储输入/输出模块的配置和/或参数化信息。此外,控制装置20包含通信端口22,控制装置经由通信端口可与图3a示出的便携移动式读取装置230通信。例如,通信端口22可为可近场通信的端口、USB端口或蓝牙端口。例如,在这种情况下读取装置230同样具有可近场通信的端口、USB端口或蓝牙端口。
假设通信端口22为可近场通信的通信端口,并且读取装置230同样具有可近场通信的通信端口233。此外,控制装置20以已知的方式具有多个输入和输出端口23,其用于直接或间接地接通场设备,例如传感器和执行器。
如图1所示,例如自动化系统10具有输入/输出组件30,其具有七个输入/输出模块40至100,输入/输出模块构造成转接接头。每个输入/输出模块具有两个连接端,为连接端分别分配信息载体。连接端分别用1、2、3、4、5、6或7表示。每个连接端设置用于连接信号线路。仅为了简化,在图1中输入/输出模块40的信息载体仅设有附图标记40a和40b以及输入/输出模块100的信息载体设有附图标记100a和100b。此外,输入/和输出组件30可设有信息载体290,例如,信息载体存储识别信息。
如图1所示,例如自动化系统10可具有包括七个输入/输出模块110至170的另一输入/输出组件31,输入/输出模块又构造成转接接头。输入/输出组件30和31可安装在不同的支承轨道上,支承轨道可布置在唯一的开关柜中或不同的开关柜中。每个输入/输出模块具有两个连接端,为连接端分别分配信息载体。连接端分别用1、2、3、4、5、6或7示出。每个连接端设置用于连接信号线路。仅为了简化,在图1中输入/输出模块110的信息载体仅设有附图标记的110a和110b,输入/输出模块160的信息载体仅设有附图标记的160a和160b以及输入/输出模块170的信息载体仅设有附图标记的170a和170b。此外输入/和输出组件31可设有信息载体295,例如,信息载体存储识别信息。
每个信息载体包含配置和/或参数化信息,其可包含相应的输入/输出模块的地址化信息和/或连接端识别信息和/或功能说明和/或运行器件标签和/或关于连接在输入/输出模块上的信号线路的信息和/或关于另一输入/输出模块的连接端的信息。例如,连接端识别信息包含连接端的编号以及必要时相应连接端的作为目标连接端或起始连接端的标识。关于连接的线路的信息可包含线路类型、线路的颜色、导体横截面和/或连接的信号线路的长度。
例如,信息载体40a至100b和110a至170b可为塑料构成的信息载体,信息载体可拆卸地固定在相应的输入/输出模块40至100和110至170的壳体上。图2a和图2b示例性地示出了具有模制的固定件的信息载体,固定件用于可拆卸地固定在输入/输出模块100上。信息载体100a例如可包含连接端数字7以及可光电读取的编码,例如条形码或QR码,其存储配置和/或参数化信息。
可拆卸地固定在输入/输出模块40至100和110至170上的信息载体40a至100b和110a至170b可借助便携移动式读取装置230读取,例如如果如所述的信息载体具有条形码或QR码,则便携移动式读取装置230包含光学传感器234,其用于读取信息载体。读取的信息可存储在存储器231中。
代替输入/输出模块的连接端,配备可拆卸地固定在壳体上的信息载体,可为每个连接端配备信息载体,信息载体可构造成布置在相应的输入/输出模块中的近场通信芯片的存储器。在每个近场通信芯片中存储相应的输入/输出模块或相应的连接端的配置和/或参数化信息。存储在每个近场通信中的配置和/或参数化信息例如可借助便携移动式读取装置230读入到近场通信芯片中和/或从近场通信芯片中读取。这意味着,例如,在项目规划阶段可将所有的输入/输出模块或输入/输出模块的所有连接端的配置和/或参数化信息从单独的计算机写入读取装置230中。
代替通过具有相应两个连接端的各个输入/输出模块构造输入/输出组件30和31,可想到的是,分别使用一个输入/输出模块,其例如分别具有七个连接端对。
输入/输出模块40至170可具有固定件(未示出),以便可安装在尤其安装轨的支承轨道上。额外地或可替代地,输入/输出模块可具有用于安装在构件上的固定件,构件安装在支承轨道上。
自动化系统10还具有输入/输出模块180,输入/输出模块具有用于连接信号线路的唯一连接端1。输入/输出模块180可构造成执行器或传感器。在该示例中假设,输入/输出模块180为传感器。为传感器180的唯一连接端配备信息载体181,信息载体又可构造成可拆卸地固定的信息载体,在信息载体上加载可光电读取的编码,编码编译配置和/或参数化信息。可替代地,信息载体181也可构造成近场通信芯片的存储器,在存储器中存储配置和/或参数化信息。
如在图1中示出,例如三个传感器190、200和220以及一个执行器210可经由两个输入/输出组件30和31与控制装置20连接。确切地说传感器190经由输入/输出模块110的连接端和输入/输出模块50的连接端与控制装置20的第一输入端口连接。相应的信号线路具有阿拉伯数字1。类似地,传感器200经由输入/输出模块130的连接端和输入/输出模块80的连接端与控制装置20的另一输入端口连接。使用的信号线路具有阿拉伯数字2。执行器210经由输入/输出模块140的连接端和输入/输出模块90的连接端与控制装置20的输出端口连接。相应的信号线路具有阿拉伯数字3。最后传感器220经由输入/输出模块160的连接端和输入/输出模块100的连接端与控制装置20的输入端口连接。示出的信号线路具有阿拉伯数字4。构造成传感器的输入/输出模块180经由输入/输出模块70的连接端与控制装置20的另一输入端口连接。相应的信号线路具有阿拉伯数字5。
值得注意的是,传感器180、190、200和220以及执行器210分别具有信息载体181、191、201、221或211,在信息载体中包含相应的配置和/或参数化信息。又假设,信息载体分别为可拆卸地固定在相应设备的壳体上的信息载体,其例如包含QR编码。信息载体181、191、201、211和221例如作为配置和/或参数化信息分别包含对应的传感器180、190、200和220或对应的执行器210的地址,和/或相应传感器或执行器的运行器件标签和/或功能设备。
借助存储在信息载体中或上的配置和/或参数化信息例如可以简单的方式建立例如用于在图1中示例性示出的自动化系统的数字布线协议。
假设,存在预定的布线列表,根据该布线列表使传感器180、190、200和200以及执行器210与控制装置20连接。
因此,传感器、执行器和输入/输出模块的连接端配备有信息载体,信息载体作为配置和/或参数数据表示辨识相应的输入/输出模块的第一信息和/或标识相应输入/输出模块的作为布线的起始或目标连接端的预定连接端的第二信息和/或标识另一输入/输出模块的作为相应布线的目标或起始连接端的预定连接端的第三信息。换句话说:相应的信息载体先前根据预定的布线列表被编程或编码。然后通过操作人员将信息载体安装在输入/输出模块、传感器和执行器的相应连接端上。
根据布线列表需要存储在信息载体中的信息内容例如描述关于预定的布线列表的连接部1。类似地,布线列表包含关于用于另一连接部2至5的信息载体的信息内容的说明。
传感器190的信息载体191例如包含QR编码,其可包含传感器190的地址、运行器件标签和表示目标连接端的识别信息,传感器190可连接在目标连接端上。在该示例中,传感器190可与输入/输出模块110的目标连接端连接。此外,信息载体191也可包括关于待使用的信号线路1的信息,例如线路的颜色、长度和横截面。
输入/输出模块110的信息载体110b例如包含关于需要在输入/输出模块110的连接端1上连接传感器190的信息。为输入/输出模块110的另一连接端1配备的信息载体110a例如包含QR编码,其例如包含关于连接端1用作起始连接端并且需要经由限定的线路类型1与输入/输出模块50的目标连接端2连接的信息。为输入/输出模块50的目标连接端2配备的信息载体例如包含QR编码,其存储关于连接端2是目标连接端并且与输入/输出模块110的起始连接端1连接的说明。此外,信息载体包含关于待使用的信号线路的说明。为输入/输出模块50的另一连接端2配备的信息载体50a可包含关于控制装置20的输入端口的说明,传感器连接在该输入端口上。
需要注意,每个信息载体也可存储相应连接端的编号。
在将信息载体相应编码之后,固定在传感器180、190、200、220的相应部位上以及执行器210上。
然后通过读取装置230读取相应的信息载体并且传感器和执行器经由信号线路1至5与控制装置20连接。
在配备给连接部1至5的信息载体的信息借助读取装置230被读入时,读取装置230由读取的配置和/或参数化信息根据预定的布线列表建立数字布线协议。对此,在读取设备230中存储相应的程序,程序可通过读取装置230的微控制器232执行以建立数字协议。也可想到的是,读入的和存储在读取装置230的储存器231中的信息可经由端口233转交给单独的计算装置(未示出),计算装置构造成,由接收的呈现为存储的信息的数据组中建立后续使用的数字布线协议。例如数字布线协议可看见或打印。也可想到的是,计算装置是ECAD系统的一部分并且对此构造成使用数据组来产生自动化系统的图形图案。
数字布线协议尤其包含关于传感器和执行器与哪些连接端以及在相应连接端之间的哪些信号线路接线的说明。
此时涉及图4中示出的示例性的第二自动化系统240。
优选工业自动化系统240具有控制装置250,控制装置可构造成SPS。假设,SPS250具有现场总线端口253,SPS250经由现场总线端口可连接在现场总线280上。此外,控制装置250例如具有近场通信端口251和存储器252。
为了简单,在现场总线280上仅连接两个输入/输出模块260和270,其中,输入/输出模块260可为传感器以及输入/输出模块270可为执行器。传感器260和执行器270同样具有现场总线通信端口,它们经由现场总线通信端口连接在现场总线280上。传感器260包含信息载体261,而执行器270包含信息载体271。
假设,信息载体不是施加有QR编码的可套接的机械信息载体。而是将信息载体构造成近场通信芯片的存储器。近场通信信息载体261尤其存储传感器260的地址并且必要时存储传感器的相应的功能说明和/或运行器件标签。类似地,近场通信信息载体271包含执行器的地址以及必要时包含执行器的功能说明和/或运行器件标签。
为了对控制装置250进行配置和/或参数化,例如使用便携移动式读取设备290,其具有可近场通信的通信端口291。此外读取装置290可包含存储装置292和微型处理器293,如例如在图3中所示。
操作人员此时拿可近场通信的读取装置290并且无线地读取在近场通信信息载体261和271中存储的配置和/或参数化数据。然后操作人员前往控制装置250,其中此时将存储在读取装置290中的信息无线地写入控制装置250的存储器252中。
控制装置250构造成,从存储在存储器252中的配置和/或参数化数据中读取传感器260和执行器270的地址并且然后尤其经由现场总线280将自身的地址传输给传感器260以及执行器270。
以这种方式,控制装置可快速地且简单地配置和/或参数化,即,控制装置识别连接的输入/输出模块以及自动化系统240的构造。
在添加或更换输入/输出模块之后所需的重新配置和/或重新参数化可以简单的方式非常简单且无缺陷地实施,即,简单地读取更换的或重新加入的输入/输出模块的信息载体并且将读取的信息写入控制装置250的存储器252中。为此尤其确保,每个新加入的输入/输出模块自动地包含控制装置250的地址。

Claims (3)

1.用于对自动化系统(240)的控制装置(250)进行配置和/或参数化的方法,所述自动化系统具有至少一个输入/输出模块(260、270),所述输入/输出模块能够经由传输介质(280)与所述控制装置(250)通信,并且所述输入/输出模块包括用于连接信号线路(1、280)的至少一个连接端(1),以及包括至少一个信息载体(110a、110b、261),所述信息载体(110a、110b、261)包含配置和/或参数化信息,所述信息载体(110a、110b、261)构造成借助便携移动式读取装置(230、290)来读取,其中,所述方法具有以下步骤:
a)借助便携移动式读取装置(290)从至少一个输入/输出模块(260、270)的至少一个信息载体(261、271)中读取配置和/或参数化信息,其中,从所述至少一个信息载体(261、271)中读取的配置和/或参数化信息包含所述输入/输出模块(260、270)的地址化信息;
b)将存储在所述便携移动式读取装置(290)中的配置和/或参数化信息读入所述控制装置(250)的存储器(252)中;以及
c)将地址化信息从所述控制装置(250)传输给所述至少一个输入/输出模块(260、270)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤a)无线地从至少一个输入/输出模块(260、270)的至少一个信息载体(261、271)中读取所述配置和/或参数化信息,并且
在步骤b)中将存储在所述便携移动式读取装置(290)中的配置和/或参数化信息无线地读入所述控制装置(250)的存储器(252)中。
3.用于建立自动化系统(10)的数字布线协议的方法,所述自动化系统具有多个输入/输出模块(40-170、180-220),所述输入/输出模块经由传输介质(1-5)与控制装置(20)连接,并且每个输入/输出模块包括用于连接信号线路(1、280)的至少一个连接端(1),以及包括至少一个信息载体(110a、110b、261),所述信息载体(110a、110b、261)包含配置和/或参数化信息,所述信息载体(110a、110b、261)构造成借助便携移动式读取装置(230、290)来读取,其中
a)通过使用预定的布线列表,为包含在所述自动化系统(10)中的输入/输出模块的预定连接端(1-7)分别配备信息载体(40a-170b、181、191、201、211、221),所述信息载体作为配置和/或参数化信息包括辨识相应的输入/输出模块的第一信息和/或标识相应的输入/输出模块的作为布线的起始或目标连接端的预定连接端的第二信息和/或标识另一输入/输出模块的作为相应布线的目标或起始连接端的预定连接端的第三信息,其中
b)借助便携移动式读取装置(230)从所述信息载体中读取所述配置和/或参数化信息,在步骤a)中将所述信息载体配备给预定的连接端,并且其中,
c)在所述读取装置或单独的计算机装置中,从读入的配置和/或参数化信息中建立数字布线协议以进行后续使用。
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