DE102004026620A1 - Programmable control for automation technology - Google Patents

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Peter Wagner
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/056Programming the PLC

Abstract

Die Erfindung betrifft eine programmierbare Steuerung (S) für die Automatisierungstechnik mit einem ersten Bereich (A) zum Speichern und Ausführen von Steuercodes für Automatisierungsgeräte (I, O), programmiert in einer ersten Programmiersprache, wobei ein zweiter Bereich (B) mit dem ersten Bereich (A) über zumindest eine Schnittstelle (P) verbunden ist, wobei der zweite Bereich (B) in einer Programmiersprache programmierbar ist, die sich von der ersten Programmiersprache unterscheidet.The invention relates to a programmable controller (S) for automation technology with a first area (A) for storing and executing control codes for automation devices (I, O), programmed in a first programming language, wherein a second area (B) with the first area (A) is connected via at least one interface (P), wherein the second area (B) is programmable in a programming language that differs from the first programming language.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine programmierbare Steuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a programmable controller according to the preamble of Claim 1.
  • Programmierbare Steuerungen, a uch unter den Begriffen Programmable Logic Controller (PLC) oder Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) bekannt, kommen unter anderem auch in der Automatisierungstechnik zum Einsatz. Sie enthalten die entsprechend programmierten Steuercodes zum Ausführen der gewünschten Automatisierungsfunktionen.programmable Controls, also under the terms Programmable Logic Controller (PLC) or programmable logic controller (PLC) known come also used in automation technology. she contain the appropriately programmed control codes to execute the desired Automation functions.
  • Über entsprechende Tools, wie beispielsweise Step 7 der Firma Siemens AG, können Automatisierungssysteme erstellt werden, indem einzelne Automatisierungsgeräte entsprechend dem gewünschten Automatisierungssystem konfiguriert und projektiert werden. Dazu werden in aller Regel sehr abstrahierte Programmiersprachen verwendet, die in der Vergangenheit zunehmend an die sehr speziellen Bedürfnisse in der Automatisierungstechnik angepasst wurden. Diese Programmiersprachen sind zwar dem Projektierer solcher Automatisierungssystem geläufig. Einem Anwender solcher Automatisierungssysteme sind solche Programmiersprachen und Programmcodes aber eher unverständlich. Eine anwenderspezifische Anpassung des Automatisierungssystems ohne detailliertes Fachwissen ist somit nicht ohne weiteres möglich.About appropriate Tools, such as Step 7 from Siemens AG, automation systems be created by individual automation devices accordingly the desired one Automation system configured and configured. To usually very abstracted programming languages are used in the past, increasingly to the very special needs were adapted in the automation technology. These programming languages Although the designer of such automation system are familiar. a Users of such automation systems are such programming languages and Program codes but rather incomprehensible. A user-specific adaptation of the automation system without detailed expertise is thus not readily available.
  • Deshalb gab es auch in der Vergangenheit schon Bestrebungen, die Automatisierungssysteme mit Hilfe von objektorientierten Programmiersprachen, wie beispielsweise JAVA, zu erstellen. Objektorientierte Sprachen haben den Vorteil, dass sie relativ einfach und somit leicht verständlich sind. Sie haben aber den Nachteil, dass sie im Gegensatz zu den üblicherweise in der Automatisierungstechnik verwendeten Programmierspra chen nicht deterministisch ablaufen, was letztendlich die Performance der Steuerung verschlechtern kann.Therefore There have been efforts in the past, the automation systems with Help of object-oriented programming languages, such as JAVA, create. Object-oriented languages have the advantage that they are relatively simple and therefore easy to understand. But you have the disadvantage that they are unlike the ones commonly used in automation used programming languages are not deterministic, which can ultimately degrade the performance of the controller.
  • Eine weitere Problematik tritt bei bestehenden Systemen auf, wenn eine zertifizierte Steuerungsapplikation um kunden- oder anwendungsspezifische Funktionen erweitert wird. Meist geht die Zertifizierung verloren, da eine Trennung von zertifizierter Basisfunktion und Erweiterung nicht möglich ist.A further problem occurs with existing systems, if one certified control application with customer- or application-specific Functions is extended. Mostly the certification is lost, as a separation of certified base function and extension not possible is.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine programmierbare Steuerung bereitzustellen, die sowohl eine gute Performance der Steuerung als auch eine einfache Anpassung des Automatisierungssystems an die Bedürfnisse des Anwenders ermöglicht.task The present invention is therefore a programmable To provide control that has both a good performance of the Control as well as a simple adaptation of the automation system to the needs of the user.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die programmierbare Steuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wobei die programmierbare Steuerung einen ersten Bereich zum Speichern und Ausführen von Steuercodes für Automatisierungsgeräte, programmiert in einer ersten Programmiersprache, und einen zweiten Bereich, der mit dem ersten Bereich über zumindest eine Schnittstelle verbunden ist, aufweist, und wobei der zweite Bereich in einer Programmiersprache programmierbar ist, die sich von der ersten Programmiersprache unterscheidet.These Task is solved by the programmable controller having the features of the claim 1, wherein the programmable controller has a first area for Save and execute Tax codes for Automation devices, programmed in a first programming language, and a second one Area that is connected to the first area via at least one interface is connected, and wherein the second area in a programming language programmable, which differs from the first programming language.
  • Vorzugsweise ist dabei die erste Programmiersprache, eine in der Automatisierungstechnik übliche Programmiersprache, wie beispielsweise die von STEP 7, und die zweite Programmiersprache, eine objektorientierte Programmiersprache, insbesondere Java. Die bekannte Projektierungssoftware Step 7 bietet den Vorteil, dass weiterhin eine gute Performance der Steuerung der Automatisierungsgeräte erreicht wird. JAVA bietet den Vorteil, dass es als objektorientierte Sprache auch für den Anwender relativ leicht verständlich und damit einsetzbar ist. Erfindungsgemäß lassen sich somit auf der programmierbaren Steuerung weiterhin die Steuercodes in einer für die Automatisierungstechnik üblichen und geeigneten Programmier sprache erstellen. Zusätzlich können aber auf derselben programmierbaren Steuerung auf einfachste Art und Weise von einem Anwender zusätzliche anwenderspezifischen Routinen, wie beispielsweise Diagnosefunktionen oder zusätzliche Automatisierungsfunktionen, erstellt und damit das Automatisierungssystem anwenderspezifisch ergänzt werden.Preferably is the first programming language, a programming language common in automation engineering, such as those of STEP 7, and the second programming language, one Object-oriented programming language, especially Java. The well-known Configuration software Step 7 offers the advantage that continues achieved a good performance of the control of the automation devices becomes. JAVA offers the advantage of being an object-oriented language also for the user relatively easy to understand and thus usable is. According to the invention Thus, the control codes continue to be present on the programmable controller in a for the automation technology usual and create a suitable programming language. In addition, however, on the same programmable Control in the simplest way by a user additional user-specific routines, such as diagnostic functions or additional Automation functions, created and thus the automation system user-specific supplements become.
  • So können insbesondere durch die Unterteilung der programmierbaren Steuerung in zwei Bereiche, wobei der erste Bereich Steuercodes enthält, die für eine bestimmte Anzahl von Automatisierungsgeräte zertifiziert und gegen Veränderungen gesichert sind, und der zweite Bereich frei zugänglich programmierbar ist, auf einfachste Art und Weise im zweiten Bereich zusätzliche anwenderspezifische Automatisierungsfunktionen oder Diagnosefunktionen programmiert werden, ohne dass die eigentlichen im ersten gesicherten Bereich hinterlegten Kernroutinen verändert werden müssen. Damit kann sichergestellt werden, dass die einmal erstellten und zertifizierten Steuercodes für die Kernroutinen zum Betrieb des Automatisierungssystems nicht einfach verändert werden können, und somit gegebenenfalls die Zertifizierung für die programmierbare Steuerung erlöschen würde.So can in particular by the subdivision of the programmable controller into two areas, the first area containing control codes that are for a particular one Number of automation devices certified and against changes secured, and the second area is freely programmable, in the simplest way in the second area additional user-specific automation functions or diagnostic functions be programmed without having the actual secured in the first one Area stored core routines must be changed. In order to can be ensured that once created and certified tax codes for the Core routines for operating the automation system not easy to be changed can, and thus possibly the certification for the programmable controller go out would.
  • Die Erfindung sowie deren weitere Vorteile soll nun im Weiteren anhand der 1 näher beschrieben werden. 1 zeigt schematisch eine programmierbare Steuerung S mit einem ersten Bereich A und einem zweiten Bereich B. Beide Bereiche A und B sind dabei gestrichelt dargestellt um anzudeuten, dass die beiden Bereiche innerhalb der programmierbaren Steuerung nicht zwingend räumlich getrennt sein müssen. Wie angedeutet sind beide Bereiche A und B über zumindest eine interne Schnittstelle P, vorzugsweise über eine performante hochproprietäre Schnittstelle, miteinander verbunden. Die programmierbare Steuerung S ist über eine weitere Schnittstelle D, wie beispielsweise einen in der Automatisierungstechnik bekannten Profibus-DP, mit den entsprechenden Automatisierungsgeräten I, O verbunden. Diese können beispielsweise ein zelne Aktoren oder Sensoren, ganze Geräte oder Baugruppen, etc. innerhalb des Automatisierungssystems sein, die im Betrieb mit der programmierbaren Steuerung in der entsprechend programmierten Art und Weise miteinander kommunizieren und die projektierten Automatisierungsfunktionen ausführen. Weitere Schnittstellen, wie beispielsweise eine Schnittstelle N können vorgesehen sein, um beispielsweise über ein Ethernet oder ein Internet weitere Geräte, wie beispielsweise Geräte zum Bedienen und Beobachten, mit der programmierbaren Steuerung zu verbinden.The invention and its other advantages will now be discussed below with reference to 1 be described in more detail. 1 schematically shows a programmable controller S with a first area A and a second area B. Both areas A and B are shown in dashed lines to indicate that the two areas within the programmable controller need not necessarily be spatially separated. As indicated, both areas A and B are connected to one another via at least one internal interface P, preferably via a high-performance, high-performance interface. The programmable controller S is connected via a further interface D, such as a Profibus-DP known in automation technology, with the corresponding programmable controllers I, O. These can be, for example, individual actuators or sensors, entire devices or assemblies, etc. within the automation system, which communicate with one another during operation with the programmable controller in the correspondingly programmed manner and execute the configured automation functions. Other interfaces, such as an interface N can be provided to connect, for example via an Ethernet or an Internet, other devices, such as devices for operating and monitoring, with the programmable controller.
  • Erfindungsgemäß wird nun eine einzige programmierbare Steuerung in zwei Teilbereiche A und B aufgeteilt, wobei beide Teilbereiche in unterschiedlichen Programmiersprachen, insbesondere ein erster Bereich in einer in der Automatisierungstechnik üblichen und ein zweiter Bereich in einer einfacheren objektorientierten Programmiersprache programmierbar sind. So sind beispielsweise im Bereich A alle wesentlichen Steuercodes für den Betrieb des Automatisierungssystems und damit die Kommunikation mit den damit verbundenen Geräten I und O sichergestellt. Dieser erste Bereich A kann gegen unbefugte Änderungen gesichert werden. Dadurch kann eine sichere Steuerung von Automatisierungsgeräten durch die programmierbare Steuerung sichergestellt werden, was letztendlich dann auch eine entsprechende Zertifizierung dieser programmierbaren Steuerung ermöglicht. Der zweite Bereich B ist frei programmierbar, insbesondere in einer objektorientierten Programmiersprache wie JAVA, um einem Anwender die Möglichkeit zu geben, möglichst einfach zusätzliche anwenderspezifische Routinen zu ergänzen. Da in aller Regel solche anwenderspezifisch erstellten Routinen auch auf Daten aus der eigentlichen Steuerung aus dem Bereich A zurückgreifen werden, ist zwischen beiden Bereichen A und B eine performante proprietäre Schnittstelle P vorgesehen. Über diese Schnittstelle P kann so beispielsweise von den im Bereich B anwenderspezifisch erstellten Diagnoseroutinen auf die im Bereich A bekannten Prozessvariablen und -daten zugegriffen werden, um diese Daten auszuwerten. Weiterhin könnten im Bereich B Routinen erstellt werden, die diese Daten aus dem Bereich A über die Schnittstelle N an andere Geräte C, wie beispielsweise Webserver etc., weiterleiten. Zusätzlich könnten im Bereich B auch Routinen erstellt werden, die ganz spezielle anwenderbezogene Automatisierungsfunktionen realisieren, für die die programmierbare Steuerung aber nicht zertifiziert sein muss.According to the invention will now a single programmable controller in two sections A and B. divided, with both subareas in different programming languages, in particular a first range in a common in automation technology and a second area in a simpler object-oriented Programming language are programmable. For example, in the Area A all essential control codes for the operation of the automation system and thus communication with the associated devices I and O assured. This first area A can be against unauthorized changes be secured. This allows a secure control of automation devices the programmable controller will be ensured, which ultimately then also a corresponding certification of this programmable Control allows. The second area B is freely programmable, especially in one Object-oriented programming language like JAVA to a user the possibility to give, if possible just extra to supplement user-specific routines. As a rule, such user-specific routines also on data from the actual Resort to control from area A. be, between both areas A and B is a high-performance proprietary interface P provided. about this interface P can be so for example of the in the area B user-specific diagnostic routines to those in the area A known process variables and data are accessed to this Evaluate data. Furthermore could In the area B routines are created, these data from the area A over the interface N to other devices C, such as web server etc., forward. additionally could In the area B also routines are created, which are very special user-related Implement automation functions for which the programmable controller but does not have to be certified.
  • Zusammenfassend kann gesagt werden, dass mit vorliegender Erfindung, nämlich der Unterteilung der programmierbaren Steuerung, in einen ersten (A) und einen zweiten (B) Bereich, die lose miteinander gekoppelt sind, folgende Vorteile erzielt werden können:
    • – Einfaches Ergänzen von anwenderspezifischen Routinen und damit Automatisierungsfunktionen in einer beliebigen Programmiersprache im Bereich B, ohne dass die eigentlichen Steuercodes im Bereich A verändert werden. Dadurch bleibt die Systemintegrität der programmierbaren Steuerung trotz der Möglichkeit von anwenderbezogenen Änderungen bestehen. So wird beispielsweise auch ein vom Anwender irrtümlich falsch erstelltes Programm im Bereich B nicht zu einer Störung der Steuercodes im Bereich A und damit zum Ausfall der gesamten Steuerung S des Automatisierungssystems führen;
    • – Bessere Performance im Gegensatz zu Systemen, bei denen anwenderspezifische Routinen, wie beispielsweise Diagnosefunktionen, über zusätzliche Geräte (z.B. zusätzlicher PC oder Webanbindung) realisiert sind;
    • – Einfaches Ergänzen der anwenderbezogenen Routinen, da objektorientierte Programmierwerkzeuge wie beispielsweise JAVA weit verbreitet sind. So können insbesondere Standard Web Services auf einfachste Weise durch entsprechende Programmierung in JAVA im Bereich B implementiert und damit in das Automatisierungssystem integriert werden.
    In summary, with the present invention, namely the subdivision of the programmable controller, into a first (A) and a second (B) area, which are loosely coupled together, the following advantages can be achieved:
    • - Simple addition of user-specific routines and thus automation functions in any programming language in area B, without changing the actual control codes in area A. This maintains the system integrity of the programmable controller despite the possibility of user-related changes. Thus, for example, a program erroneously wrongly created by the user in area B will not lead to a disruption of the control codes in area A and thus to the failure of the entire controller S of the automation system;
    • - Better performance in contrast to systems where user-specific routines, such as diagnostic functions, are implemented via additional devices (eg additional PC or web connection);
    • - Easily complement user-related routines, as object-oriented programming tools such as JAVA are widely used. In particular, standard Web services can be implemented in the simplest possible way by corresponding programming in JAVA in area B and thus integrated into the automation system.

Claims (3)

  1. Programmierbare Steuerung (S) für die Automatisierungstechnik mit einem ersten Bereich (A) zum Speichern und Ausführen von Steuercodes für Automatisierungsgeräte (I, O), programmiert in einer ersten Programmiersprache, gekennzeichnet durch einen zweiten Bereich (B), der mit dem ersten Bereich (A) über zumindest eine Schnittstelle (P) verbunden ist, wobei der zweite Bereich (B) in einer Programmiersprache programmierbar ist, die sich von der ersten Programmiersprache unterscheidet.Programmable control (S) for automation technology with a first area (A) for storing and executing Control codes for automation devices (I, O), programmed in a first programming language, marked by a second region (B) that communicates with the first region (A) via at least an interface (P) is connected, wherein the second region (B) is programmable in a programming language different from the first programming language is different.
  2. Programmierbare Steuerung (S) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Programmiersprache eine in der Automatisierungstechnik übliche Programmiersprache ist und die zweite Programmiersprache eine objektorientierte Programmiersprache, insbesondere Java, ist.Programmable controller (S) according to claim 1, characterized in that the first programming language is a common programming language in automation engineering and the second programming language is an object-oriented Programming language, especially Java, is.
  3. Programmierbare Steuerung (S) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (A) Steuercodes enthält, die für eine bestimmte Automatisierungsanwendung zertifiziert und gegen Veränderungen gesichert sind, und der zweite Bereich (B) frei zugänglich programmierbar ist.Programmable controller (S) according to claim 1 or 2, characterized in that the first area (A) control codes contains the for certified and against a specific automation application changes are secured, and the second area (B) is freely programmable programmable.
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