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Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Simulationsvorrichtung und ein Simulationsprogramm, welche eine Simulation einer speicherprogrammierbaren Steuerung auszuführen.
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Hintergrund
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Es gibt ein großes System, welches aufgebaut wird durch Verbinden mehrerer Systeme von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPSen), welche jeweils eine SPS und eine Netzwerkeinheit mit einer Kommunikationsfunktion umfassen. Wenn dieses große System aufgebaut wird, wird eine Simulation ausgeführt, um den Betrieb eines SPS-Programms zu prüfen, welches von der SPS ausgeführt wird.
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Ein SPS-Test-Unterstützungssystem, welches in Patentliteratur 1 beschrieben ist, testet den Inhalt von Kommunikationsdaten, indem eine virtuelle SPS, welche den Betrieb einer realen SPS, welche ein reales Gerät einer SPS ist, simuliert, dazu veranlasst wird, eine Übertragung und einen Empfang der Kommunikationsdaten zu und von einem Personal Computer (PC) zu simulieren.
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Zi tierungsliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer
H09-114689 -
Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Wenn jedoch ein SPS-Programm, welches ein Ablaufprogramm ist, in Abwesenheit eines virtuellen Netzwerks getestet wird, muss die Technik nach obiger Patentliteratur 1 ein separates SPS-Test-Programm erzeugen oder ein SPS-Test-Programm erzeugen, welches erhalten wird durch Hinzufügen einer Testverarbeitung zu dem ursprünglichen SPS-Programm des realen Gerätes, um das Verhalten eines anderen Netzwerks an einem Verbindungsziel zu simulieren.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des Obigen gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Simulationsvorrichtung bereitzustellen, welche einen Betrieb prüfen kann, der mit Interaktion zwischen einem realen Steuerungssystem und einem virtuellen Steuerungssystem durchgeführt wird, ohne ein SPS-Test-Programm zu erzeugen.
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Lösung des Problems
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Um das obige Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst eine Simulationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Simulationseinheit, welche ein virtuelles Steuerungssystem erzeugt und eine Berechnung betreffend einen simulierten Betrieb durch das virtuelle Steuerungssystem durchführt, wobei das virtuelle Steuerungssystem eine virtuelle speicherprogrammierbare Steuerung, welche einen Betrieb einer speicherprogrammierbaren Steuerung simuliert, und eine virtuelle Netzwerkeinheit, welche einen Betrieb einer Netzwerkeinheit als eine mit einem anderen Steuerungssystem kommunizierende Einheit simuliert, umfasst. Die Simulationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine Kommunikationseinheit, welche mit einem ersten realen Steuerungssystem verbunden ist und Daten zwischen dem virtuellen Steuerungssystem und dem ersten realen Steuerungssystem weiterleitet, wobei das erste reale Steuerungssystem eine reale speicherprogrammierbare Steuerung als ein reales Gerät und eine reale Netzwerkeinheit als ein reales Gerät, welches eine mit einem anderen Steuerungssystem kommunizierende Einheit ist, umfasst. Die Simulationseinheit führt den simulierten Betrieb durch das virtuelle Steuerungssystem unter Verwendung von Daten, die von dem ersten realen Steuerungssystem durch die Kommunikationseinheit empfangen werden, basierend auf einem Programm durch, welches einem Programm identisch ist, welches im Betrieb eines zweiten realen Steuerungssystems verwendet wird, das dem virtuellen Steuerungssystem entspricht.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die Simulationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bewirkt, dass sie fähig ist, einen Betrieb zu prüfen, welcher mit Interaktion zwischen dem realen Steuerungssystem und dem virtuellen Steuerungssystem durchgeführt wird, ohne das SPS-Test-Programm zu erzeugen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines Fabrikautomatisierungssystems (FA-Systems) zeigt, auf welches eine Simulationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform angewendet wird.
- 2 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration der Simulationsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 3 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration einer virtuellen Umgebung gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 4 ist ein Diagramm, welches gemäß der Ausführungsform ein erstes Konfigurationsbeispiel einer Verbindungseinheit zeigt, die für ein virtuelles SPS-System enthalten ist.
- 5 ist ein Diagramm, welches gemäß der Ausführungsform ein zweites Konfigurationsbeispiel einer Verbindungseinheit zeigt, welche für das virtuelle SPS-System enthalten ist.
- 6 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Prozedur für eine erste Datenweiterleitungsverarbeitung zwischen SPS-Systemen zeigt, welche durch die Simulationsvorrichtung gemäß der Ausführungsform durchgeführt wird.
- 7 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Prozedur für eine zweite Datenweiterleitungsverarbeitung zwischen SPS-Systemen zeigt, welche von der Simulationsvorrichtung gemäß der Ausführungsform durchgeführt wird.
- 8 ist ein Diagramm, welches eine Hardwarekonfiguration zeigt, welche die Simulationsvorrichtung gemäß der Ausführungsform implementiert.
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Beschreibung einer Ausführungsform
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Nachfolgend werden eine Simulationsvorrichtung und ein Simulationsprogramm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform begrenzt ist.
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Ausführungsform. 1 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines FA-Systems zeigt, auf welches eine Simulationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform angewendet wird. 2 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration der Simulationsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
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Ein FA-System 150 ist ein System zur Automatisierung eines Produktionsprozesses in einer Fabrik und umfasst eine Simulationsvorrichtung 7 und reale SPS-Systeme 100-1, 100-2 und 100-3. Jedes der realen SPS-Systeme 100-1, 100-2 und 100-3 umfasst eine reale SPS, welche ein reales Gerät einer SPS ist. Die realen SPS-Systeme 100-1, 100-2 und 100-3 können unterschiedliche Kommunikationsprotokolle verwenden oder können das gleiche Kommunikationsprotokoll verwenden. Nachfolgend können die realen SPS-Systeme 100-1, 100-2 und 100-3 als eine Gruppe von realen SPS-Systemen 101X bezeichnet sein.
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Die Simulationsvorrichtung 7 ist ein Computer, welcher virtuelle SPS-Systeme 200X und 200Y zum Verwirklichen eines virtuellen Betriebs eines SPS-Systems erzeugt und veranlasst die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y dazu, als eine Simulation einen simulierten Betrieb durchzuführen. Ein Beispiel des Computers ist ein Personal Computer. Die Simulationsvorrichtung 7 ist mit der Gruppe von realen SPS-Systemen 101X über eine Brücke 32 verbunden. Die Simulationsvorrichtung 7 veranlasst die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y dazu, einen simulierten Betrieb durchzuführen, während Daten zu und von der Gruppe von realen SPS-Systemen 101X übertragen und empfangen werden. Die Simulationsvorrichtung 7 verifiziert daher den Betrieb des FA-Systems 150, welches die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y und die Gruppe von realen SPS-Systemen 101X umfasst.
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Die Brücke 32 leitet Daten zwischen der Gruppe von realen SPS-Systemen 101X und den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y weiter. Die Brücke 32 wird durch eine Simulationseinheit 3 implementiert, welche Bridge-Software ausführt. Datenkommunikation wird zwischen der Gruppe von realen SPS-Systemen 101X und der Brücke 32 und zwischen den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y und der Brücke 32 unter Verwendung von Datenpaketen durchgeführt.
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Die Simulationsvorrichtung 7 umfasst eine Eingabeeinheit 1, eine Speichereinheit 2, die Simulationseinheit 3, eine Kommunikationsplatine 31 als ein Beispiel einer Kommunikationseinheit und eine Anzeigesteuerungseinheit 6. Die Eingabeeinheit 1 empfängt von einem externen Gerät Daten, die bei Ausführen einer Simulation verwendet werden, und gibt die Daten in die Speichereinheit 2 und die Simulationseinheit 3 ein.
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Die Speichereinheit 2 speichert die bei Ausführen einer Simulation verwendeten Daten. Beispiele der Daten, die in der Speichereinheit 2 gespeichert werden, umfassen SPS-Einstellungsdaten, ein Simulationsprogramm, ein SPS-Programm und Konfigurationsinformation.
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Das SPS-Programm ist ein Programm, welches im Betrieb einer SPS verwendet wird. Die Konfigurationsinformation ist eine Information, welche die Konfiguration jedes virtuellen SPS-Systems 200X und 200Y angibt. Die Konfigurationsinformation umfasst eine Liste von Komponenten, die in den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y enthalten sind, eine Verbindungsbeziehung zwischen den Komponenten und eine Funktion jeder der Komponenten. Zudem sind die SPS-Einstellungsdaten Daten, die im Betrieb einer SPS verwendet werden.
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Die Simulationseinheit 3 erzeugt die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y innerhalb der Simulationsvorrichtung 7 unter Verwendung des Simulationsprogramms und der Konfigurationsinformation. Die Simulationseinheit 3 verwendet die erzeugten virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y, die SPS-Einstellungsdaten und das SPS-Programm, um die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y dazu zu veranlassen, einen simulierten Betrieb durchzuführen.
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Die Kommunikationsplatine 31 überträgt von der Simulationseinheit 3 gesendete Daten an die Gruppe von realen SPS-Systemen 101X und verteilt von der Gruppe von realen SPS-Systemen 101X gesendete Daten an die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y.
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Die Anzeigesteuerungseinheit 6 ist mit einem Anzeigegerät 8, beispielsweise einem Flüssigkristallmonitor, verbunden und veranlasst das Anzeigegerät 8 dazu, ein Simulationsergebnis der Simulationseinheit 3 anzuzeigen. Das Simulationsergebnis ist ein Ergebnis eines simulierten Betriebs, der von den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y durchgeführt wird.
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In dem FA-System 150 führen die realen SPS-Systeme 101-1 bis 100-3, welche reale Steuerungssysteme sind, einen tatsächlichen Betrieb aus, und die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y, welche virtuelle Steuerungssysteme sind, führen einen simulierten Betrieb aus. Es ist zu beachten, dass die Gruppe von realen SPS-Systemen 101X zwei oder weniger realen SPS-Systemen oder vier oder mehr realen SPS-Systemen entsprechen kann. Zudem kann die Simulationsvorrichtung 7 ein oder drei oder mehr virtuelle SPS-Systeme erzeugen.
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3 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration einer virtuellen Umgebung gemäß der Ausführungsform zeigt. 3 zeigt eine virtuelle Umgebung 300, welche von der Simulationsvorrichtung 7 erzeugt wird, und ein Funktionsblockdiagramm des realen SPS-Systems 100, welches ein Beispiel eines realen SPS-Systems ist. Das reale SPS-System 100 ist ein beliebiges der realen SPS-Systeme 100-1, 100-2 und 100-3.
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Die virtuelle Umgebung 300 umfasst die von der Simulationseinheit 3 erzeugten virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y und die Brücke 32. Eine Verarbeitung in den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y wird durch die Simulationseinheit 3 ausgeführt. Die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y sind mit der Brücke 32 verbunden, und die Brücke 32 ist mit der Kommunikationsplatine 31 verbunden. Die Kommunikationsplatine 31 ist mit dem realen SPS-System 100 verbunden. Obwohl die virtuelle Umgebung 300 in dem vorliegend beschriebenen Fall mit dem realen SPS-System 100 verbunden ist, ist zu beachten, dass die virtuelle Umgebung 300 mit der Gruppe von realen SPS-Systemen 101X verbunden ist.
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Die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y sind virtuelle SPS-Systeme, welche jeweils das reale SPS-System simulieren und virtuell einen Betrieb ausführen, der dem des realen SPS-Systems gleich ist. Das virtuelle SPS-System 200X umfasst virtuelle SPSen 50A und 50B, eine virtuelle Netzwerkeinheit (NWE) 60A, welche eine virtuelle NWU ist, und Einstellungsdaten 42X für ein virtuelles SPS-System. In dem virtuellen SPS-System 200X sind die virtuellen SPSen 50A und 50B und die virtuelle NWE 60A gemäß einem Übertragungsweglayout verbunden, beispielsweise gemäß einer Reihenverbindung oder einer Sternverbindung. Das Übertragungsweglayout entspricht der Verbindungsbeziehung unter den Komponenten, die in der Konfigurationsinformation enthalten sind.
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Auf entsprechende Weise umfasst das virtuelle SPS-System 200Y eine virtuelle SPS 50C, eine virtuelle NWE 60C und Einstellungsdaten 42Y für ein virtuelles SPS-System. In dem virtuellen SPS-System 200Y sind die virtuelle SPS 50C und die virtuelle NWE 60C gemäß dem Verbindungsweglayout verbunden, beispielsweise gemäß einer Reihenverbindung oder einer Sternverbindung.
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Die Einstellungsdaten 42X für ein virtuelles SPS-System umfassen als Einstellungsdaten für ein virtuelles System eine Anordnungsinformation jeder Einheit, beispielsweise den virtuellen SPSen 50A und 50B und der virtuellen NWE 60A, die in dem virtuellen SPS-System 200X enthalten sind, einen Zwischen-Einheiten-Kommunikationszyklus in dem virtuellen SPS-System 200X und einen Netzwerk-Kommunikationszyklus. Der Zwischen-Einheiten-Kommunikationszyklus in dem virtuellen SPS-System 200X ist ein Kommunikationszyklus zwischen den Einheiten in dem virtuellen SPS-System 200X. Der Netzwerk-Kommunikationszyklus ist ein Kommunikationszyklus zwischen den SPS-Systemen in dem FA-System 150.
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Die Einstellungsdaten 42Y für ein virtuelles SPS-System umfassen eine Anordnungsinformation für jede Einheit, beispielsweise der virtuellen SPS 50C und der virtuellen NWE 60C, die in dem virtuellen SPS-System 200Y enthalten ist, einen Zwischen-Einheiten-Kommunikationszyklus in dem virtuellen SPS-System 200Y und einen Netzwerk-Kommunikationszyklus. Der Zwischen-Einheiten-Kommunikationszyklus in dem virtuellen SPS-System 200Y ist ein Kommunikationszyklus zwischen den Einheiten in dem virtuellen SPS-System 200Y.
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Das reale SPS-System 100 umfasst eine reale SPS 10, eine reale NWE 20 und Einstellungsdaten 41 für ein reales SPS-System. Das reale SPS-System 100 umfasst eine Basiseinheit, auf welcher mehrere Einheiten montiert sind, und die reale SPS 10 und die reale NWE 20 sind auf der Basiseinheit montiert. Die Einstellungsdaten 41 für ein reales SPS-System sind in einer Beliebigen der Einheiten gespeichert, die auf der Basiseinheit montiert sind. Die Einstellungsdaten 41 für ein reales SPS-System umfassen als Einstellungsdaten für ein reales System eine Anordnungsinformation jeder Einheit, beispielsweise der realen SPS 10 und der realen NWE 20, die in dem realen SPS-System 100 enthalten sind, einen Zwischen-Einheiten-Kommunikationszyklus in dem realen SPS-System 100 und einen Netzwerk-Kommunikationszyklus. Der Zwischen-Einheiten-Kommunikationszyklus in dem realen SPS-System 100 ist ein Kommunikationszyklus zwischen den Einheiten in dem realen SPS-System 100.
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Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in welchem das reale SPS-System 100 ein Master-SPS-System ist und das virtuelle SPS-System 200X ein lokales SPS-System ist, die Simulationseinheit 3 die Einstellungsdaten 42X für ein virtuelles SPS-System von dem realen SPS-System 100 beziehen kann. Das Master-SPS-System ist ein SPS-System, welches diverse Arten von Daten von dem lokalen SPS-System sammelt und das lokale SPS-System basierend auf den gesammelten Daten steuert. In dem Fall, in welchem die Simulationseinheit 3 die Einstellungsdaten 42X für ein virtuelles SPS-System von dem realen SPS-System 100 bezieht, empfängt das virtuelle SPS-System 200X die Einstellungsdaten 42X für ein virtuelles SPS-System von dem realen SPS-System 100 über die Brücke 32 und die Kommunikationsplatine 31. Alternativ kann die Simulationseinheit 3 das virtuelle SPS-System 200X dazu veranlassen, die Einstellungsdaten 41 für ein reales SPS-System zu beziehen und die Einstellungsdaten 42X für ein virtuelles SPS-System basierend auf den bezogenen Einstellungsdaten 41 für ein reales SPS-System zu erzeugen.
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Die virtuelle SPS 50A umfasst SPS-Einstellungsdaten 51A, ein SPS-Programm 52A, eine Programmausführungseinheit 53A, eine virtuelle Uhr 54A, eine Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A und eine Werkzeug-Kommunikationseinheit 56A.
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Die virtuelle SPS 50B umfasst SPS-Einstellungsdaten 51B, ein SPS-Programm 52B, eine Programmausführungseinheit 53B, eine virtuelle Uhr 54B, eine Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55B und eine Werkzeug-Kommunikationseinheit 56B.
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Die virtuelle SPS 50C umfasst SPS-Einstellungsdaten 5 1 C, ein SPS-Programm 52C, eine Programmausführungseinheit 53C, eine virtuelle Uhr 54C, eine Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55C und eine Werkzeug-Kommunikationseinheit 56C.
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Die reale SPS 10 umfasst SPS-Einstellungsdaten 11, ein SPS-Programm 12, eine Programmausführungseinheit 13, eine Uhr 14, eine Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 15C und eine Werkzeug-Kommunikationseinheit 16.
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Die virtuelle NWE 60A ist eine Einheit, welche mit einem externen Gerät kommuniziert, und umfasst NWE-Einstellungsdaten 61, eine Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62A, eine virtuelle Uhr 63A, eine Netzwerk-Kommunikationseinheit 64A und einen Speicher 65A. Die virtuelle NWE 60C umfasst die NWE-Einstellungsdaten 61, eine Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62C, eine virtuelle Uhr 63C, eine Netzwerk-Kommunikationseinheit 64C und einen Speicher 65C. Die reale NWE 20 umfasst die NWE-Einstellungsdaten 61, eine Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 22, eine Uhr 23, eine Netzwerk-Kommunikationseinheit 24 und einen Speicher 25.
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Weil die virtuellen SPSen 50A bis 50C gleiche Komponenten haben, werden vorliegend die Komponenten der virtuellen SPS 50A beschrieben. Zudem, weil die virtuellen NWEen 60A und 60C gleiche Komponenten haben, werden vorliegend die Komponenten der virtuellen NWE 60A beschrieben.
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Die SPS-Einstellungsdaten 51A sind Daten, die im Betrieb der virtuellen SPS 50A verwendet werden. Die SPS-Einstellungsdaten 51A umfassen diverse Arten von Information, beispielsweise Betriebsbedingungen im Betrieb der virtuellen SPS 50A.
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Das SPS-Programm 52 ist ein Programm, welches verwendet wird, wenn die virtuelle SPS 50A einen simulierten Betrieb durchführt. Das SPS-Programm 52A ist das gleiche Programm wie das SPS-Programm, welches im Betrieb der realen SPS verwendet wird, welche der virtuellen SPS 50A entspricht. Ein Beispiel des SPS-Programms 52A ist ein Ablaufprogramm, beispielsweise ein Leiterprogramm.
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Die Programmausführungseinheit 53A führt das SPS-Programm 52A aus. Wenn von der Werkzeug-Kommunikationseinheit 56A Einstellungsinformation übertragen wird, führt die Programmausführungseinheit 53A zudem das SPS-Programm 52A unter Verwendung der Einstellungsinformation aus. Die Programmausführungseinheit 53A stellt zudem die Zeit auf der virtuellen Uhr 54A gemäß einem Ausführungszustand des SPS-Programms 52A weiter. Sobald die Ausführung des SPS-Programms 52A gestartet ist, überträgt die Programmausführungseinheit 53A an die virtuelle Uhr 54A eine aufgewendete Dauer, die einem bereits ausgeführten Befehl zugeordnet ist.
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Die virtuelle Uhr 54 ist eine virtuelle Uhr, deren Zeit basierend auf dem Ausführungszustand des SPS-Programms 52A durch die Programmausführungseinheit 53A weitergestellt wird. Auf der virtuellen Uhr 54A wird die Zeit auf null gestellt, wenn die virtuelle SPS 50A zurückgestellt wird. Wenn die Ausführung des SPS-Programms 52A gestartet wird, akkumuliert die virtuelle Uhr 54A die aufgewendete Dauer, die für jeden Befehl in dem SPS-Programm 52A bestimmt ist. Hierdurch hält die virtuelle Uhr 54A Zeitdaten, die dem bereits ausgeführten Befehl entspricht.
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Die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A führt eine Datenkommunikation mit einer anderen Einheit in dem virtuellen SPS-System 200X basierend auf einer Einheitenkennung aus, die in den Einstellungsdaten 42X für ein virtuelles SPS-System enthalten ist. In diesem Fall führt die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A eine Datenkommunikation mit einer anderen Einheit in dem virtuellen SPS-System 200X gemäß der virtuellen Uhr 54A und dem Zwischen-Einheiten-Kommunikationszyklus aus, der in den Einstellungsdaten 42X für ein virtuelles SPS-System enthalten ist. Vorliegend führt die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A eine Datenkommunikation mit der virtuellen SPS 50B und eine Datenkommunikation mit der virtuellen NWE 60A aus.
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Wenn von der Programmausführungseinheit 53A, welche das SPS-Programm 52A ausführt, eine Anweisung zum Übertragen von Daten an die virtuelle SPS 50B empfangen wird, überträgt die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A Daten von der virtuellen SPS 50A als der Quelle zu der Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55B der virtuellen SPS 50B.
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Auf entsprechende Weise, wenn von der Programmausführungseinheit 53A, welche das SPS-Programm 52A ausführt, eine Anweisung zum Übertragen von Daten an die virtuelle NWE 60A empfangen wird, überträgt die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A Daten von der virtuellen SPS 50A als der Quelle an die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62A der virtuellen NWE 60A.
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Zudem, wenn von der Programmausführungseinheit 53A, welche das SPS-Programm 52A ausführt, eine Anweisung zum Übertragen von Daten an ein anderes SPS-System empfangen wird, überträgt die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A Daten an die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62A der virtuellen NWE 60A durch Anfügen einer Zieleinheiten und einer Adresse der virtuellen SPS 50A als der Quelle an die zu übertragenden Daten. Die Zieleinheit ist durch eine Netzwerknummer als erste Identifikationsinformation und eine Stationsnummer als zweite Identifikationsinformation angegeben. Die Netzwerknummer und die Stationsnummer werden später beschrieben.
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Zudem empfängt die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A Daten, die von der Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55B oder der Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62A gesendet werden. Es ist zu beachten, dass die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A Daten aus der Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55B oder der Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62A lesen kann.
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Die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A führt mit der virtuellen SPS 50B und der virtuellen NWE 60A basierend auf den SPS-Einstellungsdaten 51A und den aus der virtuellen Uhr 54A gelesenen Zeitdaten eine Zeitsynchronisation aus. Hierdurch sind die virtuellen Uhren 54A, 54B und 63A aufeinander abgestimmt.
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Die Werkzeug-Kommunikationseinheit 56A führt eine Datenkommunikation mit einem Entwicklungswerkzeug (nicht gezeigt) aus. Das Entwicklungswerkzeug ist ein Werkzeug zum Durchführen diverser Einstellungen, wenn die virtuelle SPS 50A betrieben wird. Wenn das Entwicklungswerkzeug diverse Einstellungen gemäß einer Anweisung von einem Nutzer durchführt, empfängt die Werkzeug-Kommunikationseinheit 56A eine Einstellungsinformation, die durch das Entwicklungswerkzeug eingestellt ist. Beispiele der Einstellungsinformation sind eine Einstellungsinformation für die SPS-Einstellungsdaten 51A und eine Einstellungsinformation für das SPS-Programm 52A.
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Die NWE-Einstellungsdaten 61 umfassen die Zuordnung zwischen einer Adresse und einer dazu zugeordneten Stationsnummer für jede Einheit in dem virtuellen SPS-System 200X. In dem virtuellen SPS-System 200X kann die Adresse einer Einheit in dem virtuellen SPS-System 200X durch Angeben der Stationsnummer identifiziert werden.
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Die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62A hat eine Funktion, die der der Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 55A gleich ist. Zudem, wenn an die virtuelle SPS 50A oder 50B adressierte Daten von dem realen SPS-System 100 oder dem virtuellen SPS-System 200Y in den Speicher 65A gespeichert werden, überträgt die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62A die Daten an die virtuelle SPS 50A oder 50B, welche das Ziel der Daten ist. Zudem, wenn an das reale SPS-System 100 oder das virtuelle SPS-System 200Y adressierte Daten von der virtuellen SPS 50A oder 50B empfangen werden, speichert die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62A die Daten in den Speicher 65A. Ferner, wenn an die virtuelle NWE 60A adressierte Daten in den Speicher 65A gespeichert werden, speichert die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62A die Daten in einen Speicher, der von dem Speicher 65A verschieden ist, in der virtuellen NWE 60A. Zudem, wenn an die virtuelle NWE 60A adressierte Daten von der virtuellen SPS 50A oder 50B empfangen werden, speichert die Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit 62A die empfangenen Daten in einen Speicher, der von dem Speicher 65A verschieden ist, in der virtuellen NWE 60A.
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Die virtuelle Uhr 63A hat eine Funktion, die der der virtuellen Uhr 54B gleich ist. Die Netzwerk-Kommunikationseinheit 64A kommuniziert mit dem realen SPS-System 100 und dem virtuellen SPS-System 200Y gemäß dem Netzwerk-Kommunikationszyklus, der in den Einstellungsdaten 42X für ein virtuelles SPS-System enthalten ist. Die Netzwerk-Kommunikationseinheit 64A speichert von dem realen SPS-System 100 oder dem virtuellen SPS-System 200Y übertragene Daten in den Speicher 65A. Die Netzwerk-Kommunikationseinheit 64A überträgt zudem Daten für das reale SPS-System 100 oder das virtuelle SPS-System 200Y, die in dem Speicher 65A gespeichert sind, an die Brücke 32.
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Der Speicher 65A speichert von dem realen SPS-System 100 oder dem virtuellen SPS-System 200Y gesendete Daten und speichert für die virtuelle SPS 50A oder 50B gesendete Daten. Der Speicher 65A empfängt Daten von der Brücke 32 und überträgt Daten an die Brücke 32.
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Es ist zu beachten, dass die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y und das reale SPS-System 100 jeweils eine virtuelle Energieversorgungseinheit, eine virtuelle Eingabeeinheit oder eine virtuelle Ausgabeeinheit umfassen können. Die Energieversorgungseinheit ist eine Einheit, welche dem SPS-System Energie zuführt, die Eingabeeinheit ist eine Einheit, welche von einem Schalter oder einem Sensor, der an einem Produktionsgerät oder einer Ausrüstung montiert ist, ein Signal empfängt, und die Ausgabeeinheit ist eine Einheit, welche eine Steuerungsanweisung an ein externes Gerät, beispielsweise einen Aktuator, ausgibt.
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Zudem kann das virtuelle SPS-System 200X eine oder drei oder mehr virtuelle SPSen umfassen. Zudem kann das virtuelle SPS-System 200Y mehrere virtuelle SPSen umfassen. Das reale SPS-System 100 kann ebenfalls mehrere reale SPSen umfassen.
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Die Brücke 32 überträgt von dem realen SPS-System 100 übertragene Daten an das virtuelle SPS-System 200X oder 200Y basierend auf einem Ziel der Daten. Die Brücke 32 überträgt zudem von dem virtuellen SPS-System 200X gesendete Daten an die Kommunikationsplatine 31 oder an das virtuelle SPS-System 200Y basierend auf einem Ziel der Daten. Auf entsprechende Weise überträgt die Brücke 32 von dem virtuellen SPS-System 200Y gesendete Daten an die Kommunikationsplatine 31 oder an das virtuelle SPS-System 200X basierend auf einem Ziel der Daten.
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Die Kommunikationsplatine 31 führt eine Protokollumwandlung zwischen einem Kommunikationsprotokoll, welches ein erstes Kommunikationsprotokoll für ein in der virtuellen Umgebung 300 verwendetes virtuelles SPS-Netzwerk ist, und einem Kommunikationsprotokoll durch, welches ein zweites Kommunikationsprotokoll für ein in dem realen SPS-System 100 verwendetes reales SPS-Netzwerk ist.
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Die reale SPS 10 umfasst Komponenten, die denen der virtuellen SPSen 50A bis 50C gleich sind. Die Komponenten der virtuellen SPSen 50A bis 50C sind virtuelle Komponenten, wohingegen die Komponenten der realen SPS 10 Komponenten als tatsächliche Geräte sind. Daher sind die virtuellen Uhren 54A bis 54C, die in den virtuellen SPSen 50A bis 50C enthalten sind, virtuelle Uhren, wohingegen die Uhr 14, die in der realen SPS 10 enthalten ist, eine tatsächliche Uhr ist.
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Die reale NWE 20 umfasst Komponenten, die denen der virtuellen NWEen 60A und 60C gleich sind. Die Komponenten der virtuellen NWEen 60A und 60C sind virtuelle Komponenten, wohingegen die Komponenten der realen NWE 20 Komponenten als tatsächliche Geräte sind. Daher sind die virtuellen Uhren 63A und 63C, welche in den virtuellen NWEen 60A und 60C enthalten sind, virtuelle Uhren, wohingegen die Uhr 23, die in der realen NWE 20 enthalten ist, eine tatsächliche Uhr ist.
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Es ist zu beachten, dass die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y jeweils mehrere virtuelle NWEen enthalten können. Das reale SPS-System 100 kann ebenfalls mehrere reale NWEen umfassen. Wenn ein SPS-System mehrere NWEen umfasst, kann das SPS-System mit mehreren Netzwerken mit unterschiedlichen Einstellungen verbunden sein.
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Nun werden die Konfigurationen der Brücke 32 und der Kommunikationsplatine 31 beschrieben. 4 ist ein Diagramm, welches gemäß der Ausführungsform ein erstes Konfigurationsbeispiel einer Verbindungseinheit zeigt, welche für das virtuelle SPS-System enthalten ist.
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Eine Verbindungeinheit 30A verbindet eine reale Umgebung 301 und die virtuelle Umgebung 300. Das reale SPS-System 100 ist in der realen Umgebung 301 angeordnet und die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y sind in der virtuellen Umgebung 300 angeordnet.
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Die Verbindungseinheit 30A umfasst die Brücke 32, welche durch Software oder Firmware implementiert ist, und die Kommunikationsplatine 31, welche durch dedizierte Hardware implementiert ist. Die Brücke 32 ist mit der Kommunikationsplatine 31 verbunden, und die Kommunikationsplatine 31 ist mit dem realen SPS-System 100 verbunden.
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Die Kommunikationsplatine 31 identifiziert das Kommunikationsprotokoll für das in dem realen SPS-System 100 verwendete reale SPS-Netzwerk basierend auf Daten, die von dem realen SPS-System 100 gesendet werden. Die Kommunikationsplatine 31 speichert zudem das Kommunikationsprotokoll für das virtuelle SPS-Netzwerk, welches in den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y verwendet wird.
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Die Kommunikationsplatine 31 führt eine Protokollumwandlung an Daten durch, wenn die Daten zwischen dem realen SPS-System 100 und den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y ausgetauscht werden. Ein Beispiel des Kommunikationsprotokolls für das virtuelle SPS-Netzwerk, das in den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y verwendet wird, ist „Transmission Control Protocol/Internet Protocol“ (TCP/IP).
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Wenn Daten von der Brücke 32 gesendet werden, wandelt die Kommunikationsplatine 31 das Protokoll für die gesendeten Daten in das Kommunikationsprotokoll um, welches in dem realen SPS-System 100 verwendet wird, und überträgt die Daten an das reale SPS-System 100. Ferner, wenn Daten von dem realen SPS-System 100 gesendet werden, wandelt die Kommunikationsplatine 31 das Protokoll für die gesendeten Daten in das Kommunikationsprotokoll um, welches in den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y verwendet wird, und überträgt die Daten an die Brücke 32.
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Die Brücke 32 umfasst eine Datenanalyseeinheit 33, eine Datenerzeugungseinheit 34 und eine Speichereinheit 35. Die Speichereinheit 35 speichert die Zuordnung zwischen Netzwerknummern und Adressen der virtuellen NWEen 60A und 60C. Insbesondere speichert die Speichereinheit 35 die Zuordnung zwischen der Netzwerknummer des virtuellen SPS-Systems 200X und der Adresse der virtuellen NWE 60A und die Zuordnung zwischen der Netzwerknummer des virtuellen SPS-Systems 200Y und der Adresse der virtuellen NWE 60C.
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Die Brücke 32 leitet Daten zwischen dem realen SPS-System 100, dem virtuellen SPS-System 200X und dem virtuellen SPS-System 200Y basierend auf der Information weiter, die in der Speichereinheit 35 gespeichert ist.
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Die Datenanalyseeinheit 33 empfängt von dem virtuellen SPS-System 200X Daten, die an das reale SPS-System 100 oder an das virtuelle SPS-System 200Y adressiert sind. Die Datenanalyseeinheit 33 empfängt zudem von dem virtuellen SPS-System 200Y Daten, die an das reale SPS-System 100 oder an das virtuelle SPS-System 200X adressiert sind. Die Datenanalyseeinheit 33 empfängt zudem von dem realen SPS-System 100 über die Kommunikationsplatine 31 Daten, die an das virtuelle SPS-System 200X oder an das virtuelle SPS-System 200Y adressiert sind.
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Die Datenanalyseeinheit 33 verteilt die empfangenen Daten an das reale SPS-System 100, das virtuelle SPS-System 200X und das virtuelle SPS-System 200Y (eines davon) basierend auf der Zuordnung zwischen der Netzwerknummer und der Adresse der virtuellen NWE.
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Wenn ein Ziel von Daten, die von dem virtuellen SPS-System 200Y empfangen wurden, eine Einheit in dem virtuellen SPS-System 200X ist, schreibt die Datenanalyseeinheit 33 die empfangenen Daten in den Speicher 65A der virtuellen NWE 60A. Auf gleiche Weise, wenn ein Ziel von Daten, die von dem virtuellen SPS-System 200X empfangen wurden, eine Einheit in dem virtuellen SPS-System 200Y ist, schreibt die Datenanalyseeinheit 33 die empfangenen Daten in den Speicher 65C der virtuellen NWE 60C.
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Ferner, wenn ein Ziel von Daten, welche von dem virtuellen SPS-System 200X oder 200Y empfangen wurden, eine Einheit in dem realen SPS-System 100 ist, überträgt die Datenanalyseeinheit 33 die empfangenen Daten an die Datenerzeugungseinheit 34 und empfängt nach Durchführung einer Formatumwandlung erhaltene Daten von der Datenerzeugungseinheit 34. Wenn ein Ziel der Daten eine Einheit in dem realen SPS-System 100 ist, überträgt die Datenanalyseeinheit 33 die nach Formatumwandlung erhaltenen Daten an die Kommunikationsplatine 31.
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Ferner, wenn ein Ziel von Daten, die von dem realen SPS-System 100 empfangen wurden, eine Einheit in dem virtuellen SPS-System 200X oder 200Y ist, überträgt die Datenanalyseeinheit 33 die empfangenen Daten an die Datenerzeugungseinheit 34 und empfängt nach Durchführung einer Formatumwandlung erhaltene Daten von der Datenerzeugungseinheit 34. Nachfolgend können sowohl die Daten vor der Formatumwandlung als auch die Daten nach der Formatumwandlung als Daten bezeichnet sein.
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Wenn ein Ziel der empfangenen Daten das virtuelle SPS-System 200X oder das virtuelle SPS-System 200Y ist, identifiziert die Datenanalyseeinheit 33 die Adresse der virtuellen NWE, die der Netzwerknummer des Ziels zugeordnet ist. Die Datenanalyseeinheit 33 überträgt dann die Daten an die identifizierte Adresse der virtuellen NWE. Insbesondere, wenn ein Ziel von Daten eine Einheit in dem virtuellen SPS-System 200X ist, schreibt die Datenanalyseeinheit 33 die empfangenen Daten in den Speicher 65A der virtuellen NWE 60A. Auf gleiche Weise, wenn ein Ziel von Daten eine Einheit in dem virtuellen SPS-System 200Y ist, schreibt die Datenanalyseeinheit 33 die empfangenen Daten in den Speicher 65C der virtuellen NWE 60C.
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Wenn ein Ziel von Daten die virtuelle SPS 50A oder 50B oder die virtuelle NWE 60A ist, überträgt die Datenanalyseeinheit 33 daher die Daten an den Speicher 65A der virtuellen NWE 60A. Auf gleiche Weise, wenn ein Ziel von Daten die virtuelle SPS 50C oder die virtuelle NWE 60C ist, überträgt die Datenanalyseeinheit 33 die Daten an den Speicher 65C der virtuellen NWE 60C.
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Wenn ein Ziel von Daten, die von dem realen SPS-System 100 empfangen wurden, eine Einheit in dem virtuellen SPS-System 200X oder 200Y ist, führt die Datenerzeugungseinheit 34 eine Formatumwandlung mit den empfangenen Daten durch, sodass die Daten in dem virtuellen SPS-System 200X oder 200Y verarbeitet werden können.
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Wenn ein Ziel von Daten, die von dem virtuellen SPS-System 200X oder 200Y empfangen wurden, eine Einheit in dem realen SPS-System 100 ist, führt die Datenerzeugungseinheit 34 eine Formatumwandlung mit den empfangenen Daten durch, sodass die Daten in dem realen SPS-System 100 verarbeitet werden können.
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5 ist ein Diagramm, welches gemäß der Ausführungsform ein zweites Konfigurationsbeispiel einer Verbindungseinheit zeigt, die für das virtuelle SPS-System enthalten ist. Komponenten in 5, die die gleichen Funktionen wie jene der in 4 gezeigten Verbindungseinheit 30A erreichen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie jene in 4, und daher wird auf eine redundante Beschreibung verzichtet.
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Eine Verbindungseinheit 30B ist mit dem realen SPS-System 100 und den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y verbunden. Die Verbindungseinheit 30B umfasst einen Softwareprotokollstapel 29, welcher ein Beispiel der Kommunikationseinheit ist, anstelle der Kommunikationsplatine 31. D. h., die Verbindungseinheit 30B umfasst die Brücke 32, die durch Software oder Firmware implementiert ist, und den Softwareprotokollstapel 29, der durch Software oder Firmware implementiert ist. Die Brücke 32 ist mit dem Softwareprotokollstapel 29 verbunden, und der Softwareprotokollstapel 29 ist mit dem realen SPS-System 100 verbunden.
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Der Softwareprotokollstapel 29 hat eine Funktion, die der der Kommunikationsplatine 31 gleich ist. Die Kommunikationsplatine 31 führt eine Protokollumwandlung mittels Hardware durch, wohingegen der Softwareprotokollstapel 29 die Protokollumwandlung mittels Software oder Firmware durchführt. D. h., der Softwareprotokollstapel 29 führt eine Protokollumwandlung zwischen dem Kommunikationsprotokoll für das reale SPS-System 100 und dem Kommunikationsprotokoll für die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y mittels Software oder Firmware durch.
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Als Nächstes wird eine Prozedur für eine Datenweiterleitungsverarbeitung zwischen den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y und dem realen SPS-System 100 beschrieben. 6 und 7 beschreiben nachfolgend einen Fall, in welchem eine Datenweiterleitung zwischen dem realen SPS-System 100 und dem virtuellen SPS-System 200X unter Verwendung der Kommunikationsplatine 31 durchgeführt wird.
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6 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Prozedur für eine erste Datenweiterleitungsverarbeitung zwischen den SPS-Systemen zeigt, die durch die Simulationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird. 6 beschreibt eine Datenweiterleitungsverarbeitung für einen Fall, in welchem an die virtuelle SPS 50A des virtuellen SPS-Systems 200X adressierte Daten von dem realen SPS-System 100 übertragen werden.
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Die Kommunikationsplatine 31 empfängt von dem realen SPS-System 100 Daten, denen eine Netzwerknummer und eine Stationsnummer hinzugefügt ist (Schritt S10). Die Kommunikationsplatine 31 wandelt das Protokoll der von dem realen SPS-System 100 empfangenen Daten in das Kommunikationsprotokoll um, welches in dem virtuellen SPS-System 200X verwendet wird (Schritt S11). Die Kommunikationsplatine 31 überträgt die Daten nach der Protokollumwandlung an die Datenanalyseeinheit 33.
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Die Datenanalyseeinheit 33 überträgt die Daten von dem realen SPS-System 100 an die Datenerzeugungseinheit 34. Die Datenerzeugungseinheit 34 wandelt das Format der Daten von dem realen SPS-System 100, sodass die Daten in dem virtuellen SPS-System 200X verarbeitet werden können, und überträgt die Daten an die Datenanalyseeinheit 33.
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Die Datenanalyseeinheit 33 identifiziert die Adresse einer virtuellen NWE, in welcher die Daten von dem realen SPS-System 100 zu speichern sind, basierend auf der Netzwerknummer, die den Daten von dem realen SPS-System 100 hinzugefügt wurde. D. h., die Datenanalyseeinheit 33 identifiziert die Adresse einer virtuellen NWE, der die Netzwerknummer zugeordnet ist. Die Datenanalyseeinheit 33 identifiziert vorliegend die Adresse der virtuellen NWE 60A als die Adresse der virtuellen NWE, der die Netzwerknummer zugeordnet ist. Dann überträgt die Datenanalyseeinheit 33 die Daten von dem realen SPS-System 100 an die virtuelle NWE 60A, der die Netzwerknummer zugeordnet ist (Schritt S12).
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Danach überträgt die virtuelle NWE 60A, in welche die Daten geschrieben wurden, die Daten an eine Einheit, der die Stationsnummer zugeordnet ist, die den Daten von dem realen SPS-System 100 hinzugefügt ist (Schritt S13). Insbesondere identifiziert die virtuelle NWE 60A eine Einheit, an welche die Daten adressiert sind. D. h., die Datenanalyseeinheit 33 identifiziert die Adresse einer Einheit, der die Stationsnummer zugeordnet ist. Die Datenanalyseeinheit 33 identifiziert vorliegend die Adresse der virtuellen SPS 50A als die Adresse der Einheit, der die Stationsnummer zugeordnet ist. Dann überträgt die Datenanalyseeinheit 33 die Daten von dem realen SPS-System 100 an die virtuelle SPS 50A, der die Stationsnummer zugeordnet ist.
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7 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Prozedur einer zweiten Datenweiterleitungsverarbeitung zwischen den SPS-Systemen zeigt, die durch die Simulationsvorrichtung gemäß der Ausführungsform durchgeführt wird. 7 beschreibt eine Datenweiterleitungsverarbeitung für einen Fall, in welchem Daten, die an die reale SPS 10 des realen SPS-Systems 100 adressiert sind, von dem virtuellen SPS-System 200X übertragen werden.
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Die Datenanalyseeinheit 33 empfängt von der virtuellen NWE 60A des virtuellen SPS-Systems 200X Daten, denen eine Netzwerknummer und eine Stationsnummer hinzugefügt ist (Schritt S21). Die Netzwerknummer ist vorliegend dem realen SPS-System 100 zugeordnet und die Stationsnummer ist der realen SPS 10 zugeordnet.
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Die Datenanalyseeinheit 33 überträgt die Daten von der virtuellen NWE 60A an die Datenerzeugungseinheit 34. Die Datenerzeugungseinheit 34 wandelt das Format der Daten von der virtuellen NWE 60A um, sodass die Daten in dem realen SPS-System 100 verarbeitet werden können, und überträgt die Daten an die Datenanalyseeinheit 33.
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Die Datenanalyseeinheit 33 überträgt die nach der Formatumwandlung erhaltenen Daten an die Kommunikationsplatine 31. Die Kommunikationsplatine 31 wandelt das Protokoll der Daten von der Datenanalyseeinheit 33 in das Kommunikationsprotokoll um, welches in dem realen SPS-System 100 verwendet wird (Schritt S22).
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Die Datenanalyseeinheit 33 identifiziert die Adresse einer realen NWE, in welcher die Daten von dem virtuellen SPS-System 200X zu speichern sind, basierend auf der Netzwerknummer, die den Daten von dem virtuellen SPS-System 200X hinzugefügt ist. D. h., die Datenanalyseeinheit 33 identifiziert die Adresse einer realen NWE, der die Netzwerknummer zugeordnet ist. Die Datenanalyseeinheit 33 identifiziert vorliegend die Adresse der realen NWE 20 als die Adresse der realen NWE, der die Netzwerknummer zugeordnet ist. Dann überträgt die Datenanalyseeinheit 33 die Daten von dem virtuellen SPS-System 200X an die reale NWE 20, der die Netzwerknummer zugeordnet ist (Schritt S23). Hierdurch empfängt die reale NWE 20 des realen SPS-Systems 100 die Daten, denen die Netzwerknummer und die Stationsnummer hinzugefügt sind, und überträgt die empfangenen Daten an die reale SPS 10.
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Die Anzeigesteuerungseinheit 6 veranlasst das Anzeigegerät 8 dazu, ein Ergebnis eines simulierten Betriebs durch die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y anzuzeigen. Ein Nutzer kann daher das Ergebnis des simulierten Betriebs durch die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y überprüfen. Ein Nutzer kann zudem ein Ergebnis eines Betriebs durch das reale SPS-System 100 überprüfen, indem das reale SPS-System 100 betrachtet wird.
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Wenn das FA-System 150 aufgebaut wird, wird ein reales SPS-System, für welches ein simulierter Betrieb durch die Simulationsvorrichtung 7 durchgeführt wird, am Ende hergestellt und das reale SPS-System wird mit den realen SPS-Systemen 100-1 bis 100-3 verbunden. In diesem Fall kann ohne die Simulationsvorrichtung 7 der Betrieb des FA-Systems 150 nicht überprüft werden, bis alle realen SPS-Systeme des FA-Systems 150 installiert sind.
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Hingegen wird in der vorliegenden Ausführungsform der simulierte Betrieb unter Verwendung der Simulationsvorrichtung 7 ausgeführt, sodass der Betrieb des FA-Systems 150 überprüft werden kann, bevor alle realen SPS-Systeme des FA-Systems 150 installiert sind. Hierdurch kann für die bereits installierten realen SPS-Systeme 100-1 bis 100-3 der mit Interaktion mit den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y durchgeführte Betrieb überprüft werden, bevor die übrigen SPS-Systeme installiert sind. Daher kann die Betriebsprüfung des FA-Systems 150 begonnen werden, selbst wenn ein reales SPS-System noch zu installieren ist, und daher kann eine finale Operationsprüfung des FA-Systems 150 früh abgeschlossen werden. Weil die Betriebsprüfung des FA-Systems 150 unter Verwendung der Simulationsvorrichtung 7 durchgeführt wird, kann die Betriebsprüfung des FA-Systems 150 zudem mit geringen Kosten durchgeführt werden.
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Zum Beispiel, selbst wenn ein Gerät „a“ als ein Beispiel des realen SPS-Systems 100 installiert ist und ein Gerät „b“ als ein Beispiel des realen SPS-Systems 100 nicht installiert ist, kann die Simulationsvorrichtung 7 einen simulierten Betrieb des Gerätes „b“ in der vorliegenden Ausführungsform verwirklichen, wodurch der Betrieb zwischen den Geräten „a“ und „b“ getestet werden kann. Dies kann die Testdauer reduzieren.
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Ferner, wenn das Gerät „a“ in Präfektur „A“ hergestellt wird, das Gerät „b“ in Präfektur „B“ hergestellt wird und die Geräte „a“ und „b“ in Präfektur „C“ installiert werden, kann der Betrieb zwischen den Geräten „a“ und „b“ getestet werden, während das Gerät „a“ in Präfektur „A“ und das Gerät „b“ in Präfektur „B“ ist, bevor sie in Präfektur „C“ installiert werden. In diesem Fall simuliert die Simulationsvorrichtung 7 in Präfektur „A“ den Betrieb des Gerätes „b“, um den Betrieb mit dem realen Gerät „a“ zu überprüfen; und die Simulationsvorrichtung 7 in Präfektur „B“ simuliert den Betrieb des Gerätes „a“, um den Betrieb mit dem realen Gerät „b“ zu überprüfen. Dies kann die Testdauer reduzieren.
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Die Simulationsvorrichtung 7 kann zudem einen Test eines Störfalls durchführen, welcher, wenn er tatsächlich auftritt, eine Beschädigung der Geräte „a“ und „b“ verursachen kann, wodurch der Testumfang ausgedehnt werden kann.
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Obwohl die vorliegende Ausführungsform für den Fall beschrieben wurde, in welchem die Simulationsvorrichtung 7 als ein Computer die virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y, die mehrere virtuelle SPS-Systeme sind, erzeugt, ist zu beachten, dass mehrere Computer mehrere virtuelle SPS-Systeme erzeugen können. In diesem Fall erzeugt ein Computer ein virtuelles SPS-System und die Computer sind miteinander verbunden. Zur Datenübertragung und zum Datenempfang und zur Synchronisation zwischen den verbundenen Computern wird das Protokoll, beispielsweise TCP/IP, verwendet.
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Nun wird eine Hardwarekonfiguration der Simulationsvorrichtung 7 beschrieben. 8 ist ein Diagramm, welches eine Hardwarekonfiguration zeigt, welche die Simulationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform implementiert. Die Simulationsvorrichtung 7 ist durch Hardware 400 implementiert, welche einen Prozessor 401, einen Speicher 402, ein Eingabegerät 403 und ein Kommunikationsgerät 404 umfasst.
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Das Eingabegerät 403 ist ein Gerät zum Eingeben diverser Arten von Information mit Zeichen in die Simulationsvorrichtung 7 und umfasst, ohne darauf begrenzt zu sein, eine Tastatur, eine Maus, ein Zeigegerät oder ein Touchpad. Das Eingabegerät 403 wird auch verwendet, wenn diverse Operationen durch einen Nutzer empfangen werden.
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Das Kommunikationsgerät 404 führt eine Kommunikation mit der Gruppe von realen SPS-Systemen 101X aus. Die Kommunikationsplatine 31 ist durch das Kommunikationsgerät 404 implementiert.
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Die Simulationseinheit 3 ist durch den Prozessor 401 und den Speicher 402 implementiert. Der Prozessor 401 wird auch als zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), als Verarbeitungseinheit, als Arithmetikeinheit, als Mikroprozessor, als Mikrocomputer oder als digitaler Signalprozessor (DSP) bezeichnet. Die Speichereinheit 2 ist durch den Speicher 402 implementiert. Der Speicher 402 umfasst einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen nur lesbaren Speicher (ROM) und dergleichen.
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Der Prozessor 401 implementiert die Funktionen der Simulationseinheit 3 durch Lesen und Ausführen eines Programms, welches in dem Speicher 402 gespeichert ist. Es kann auch gesagt werden, dass das Programm einen Computer dazu veranlasst, die von der Simulationseinheit 3 ausgeführte Prozedur auszuführen. D. h., die Funktionen der Simulationseinheit 3 sind durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware implementiert. Die Software und Firmware sind als Programme beschrieben und in dem Speicher 402 gespeichert.
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Es ist zu beachten, dass die Funktionen der Simulationseinheit 3 zum Teil durch dedizierte Hardware und zum Teil durch Software oder Firmware implementiert sein können. Der Softwareprotokollstapel 29 kann auch durch die Hardware 400 mit einer Konfiguration implementiert sein, die der der Simulationseinheit 3 gleich ist.
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Wie oben beschrieben, führt gemäß der Ausführungsform die Verbindungseinheit 30A die Protokollumwandlung zwischen der realen Umgebung 301 und der virtuellen Umgebung 300 durch, wodurch Daten zwischen dem realen SPS-System 100 und den virtuellen SPS-Systemen 200X und 200Y übertragen und empfangen werden können. Dies ermöglicht eine gegenseitige Einflussnahme zwischen der realen SPS 10 und den virtuellen SPSen 50A bis 50C. Daher kann der zwischen der realen SPS 10 und den virtuellen SPSen 50A bis 50C durchgeführte Betrieb überprüft werden, ohne das gesamte FA-System 150 in der realen Umgebung aufzubauen.
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Zudem kann der Betrieb des FA-Systems 150 unter Verwendung der Einstellungsdaten 42X und 42Y für ein virtuelles SPS-System und der Einstellungsdaten 41 für ein reales SPS-System überprüft werden, ohne das gesamte FA-System 150 in der realen Umgebung aufzubauen. Ferner kann der Betrieb des FA-Systems 150 unter Verwendung von Berechnungsergebnissen überprüft werden, die von den SPS-Programmen 12, 52A, 52B und 52C erhalten werden, ohne das gesamte FA-System 150 in der realen Umgebung aufzubauen.
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Ferner verteilt die Datenanalyseeinheit 33 die Daten von der Gruppe von realen SPS-Systemen 101X an eines der virtuellen SPS-Systeme 200X und 200Y basierend auf der Netzwerknummer, die den Daten hinzugefügt ist, wodurch die Daten zwischen den mehreren realen SPS-Systemen und den mehreren virtuellen SPS-Systemen weitergeleitet werden können.
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Die in der obigen Ausführungsform gezeigte Konfiguration zeigt lediglich ein Beispiel des Inhalts der vorliegenden Erfindung und kann daher mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden oder kann teilweise weggelassen und/oder modifiziert werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Eingabeeinheit;
- 2
- Speichereinheit;
- 3
- Simulationseinheit;
- 6
- Anzeigesteuerungseinheit;
- 7
- Simulationsvorrichtung;
- 8
- Anzeigegerät;
- 10
- reale SPS;
- 11, 51A, 51B, 51C
- SPS-Einstellungsdaten;
- 12, 52A, 52B, 52C
- SPS-Programm;
- 13, 53A, 53B, 53C
- Programmausführungseinheit;
- 14, 23
- Uhr;
- 15C, 22, 55A, 55B, 55C, 62A, 62C
- Zwischen-Einheiten-Kommunikationseinheit;
- 16, 56A, 56B, 56C
- Werkzeug-Kommunikationseinheit;
- 20
- reale NWE;
- 24, 64A, 64C
- Netzwerk-Kommunikationseinheit;
- 25, 65A, 65C
- Speicher;
- 29
- Softwareprotokollstapel;
- 30A, 30B
- Verbindungseinheit;
- 31
- Kommunikationsplatine;
- 32
- Brücke;
- 33
- Datenanalyseeinheit;
- 34
- Datenerzeugungseinheit;
- 35
- Speichereinheit;
- 41
- Einstellungsdaten für reales SPS-System;
- 42X,42Y
- Einstellungsdaten für virtuelles SPS-System;
- 50A,50B, 50C
- virtuelle SPS;
- 54A,54B, 54C, 63A, 63C
- virtuelle Uhr;
- 60A,60C
- virtuelle NWE;
- 61
- NWE-Einstellungsdaten;
- 100, 100-1, 100-2, 100-3
- reales SPS-System;
- 150
- FA-System;
- 200X, 200Y
- virtuelles SPS-System;
- 300
- virtuelle Umgebung;
- 301
- reale Umgebung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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