DE19701323A1 - Setting up of software in automated process - Google Patents
Setting up of software in automated processInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aktualisierung der Betriebssoftware einzelner Einheiten in einer hierarchisch strukturierten automatisierungstechnischen Anlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method and a device for updating the Operating software of individual units in a hierarchically structured Automation system according to the preamble of claim 1.
In einer derartigen automatisierungstechnischen Anlage ist mindestens eine Leitstation zum Konfigurieren, Bedienen und Beobachten, die über einen Systembus mit einer Mehrzahl von Prozeßstationen verbunden ist, vorgesehen. Darüber hinaus sind analoge und digitale Eingabe-/Ausgabebaugruppen vorgesehen, die über mindestens einen Eingabe-/Ausgabebus mit einer der Prozeßstationen verbunden sind. Die Leitstation, die Prozeßstation und die Eingabe- und Ausgabebaugruppen werden nachfolgend in ihrer Gesamtheit als Einheiten bezeichnet. Jede Einheit ist mindestens mit einer Verarbeitungseinheit, einem elektrisch lösch- und beschreibbaren Programmspeicher sowie einem Datenspeicher mit wahlfreiem Zugriff ausgestattet. In dem Programmspeicher ist die Betriebssoftware zur Abarbeitung auf der Verarbeitungseinheit der jeweiligen Einheit hinterlegt. Im Datenspeicher werden temporäre Prozeßgrößen, Merker und Stellwerte temporär zwischengespeichert. Der detaillierte Aufbau einer solchen automatisierungstechnischen Anlage ist in der DE 42 38 958 näher beschrieben.There is at least one control station in such an automation system for configuring, operating and monitoring via a system bus with a A plurality of process stations is provided. Beyond that Analog and digital input / output modules provided that have at least an input / output bus is connected to one of the process stations. The Control station, the process station and the input and output modules hereinafter referred to in their entirety as units. Every unit is at least with a processing unit, an electrically erasable and writable Program memory and a data memory with random access. In the program memory is the operating software for processing on the Processing unit of the respective unit stored. In the data store Temporary process variables, flags and control values temporarily stored. Of the detailed structure of such an automation system is in the DE 42 38 958 described in more detail.
Zur Aktualisierung der Betriebssoftware besteht grundsätzlich das Problem, die Inhalte aller Programmspeicher in allen Einheiten auszutauschen. Durch offenkundige Vorbenutzung ist bekannt, zur Aktualisierung der Betriebssoftware jede einzelne Einheit physisch aus dem Baugruppenträger zu entfernen, zu öffnen und den in der Einheit befindlichen Programmspeicher gegen einen, die aktualisierte Betriebssoftware beinhaltenden Programmspeicher auszutauschen, die Einheit wieder zu verschließen und in den Baugruppenträger einzusetzen. Nachteiligerweise ist dabei die gesamte automatisierungstechnische Anlage außer Betrieb zu setzen, wobei der zu steuernde Prozeß verfahrenstechnisch zu unterbrechen ist. Darüber hinaus ist der Austausch einer Vielzahl von Programmspeichern außerordentlich zeitaufwendig.There is a fundamental problem with updating the operating software, the content exchange all program memory in all units. Through obvious Prior use is known to update the operating software every single one Physically remove the unit from the rack, open it and open it in the Unit located program memory against one, the updated operating software exchange program memory, close the unit again and insert in the subrack. The disadvantage is the whole to put the automation system out of operation, whereby the one to be controlled Process is to be interrupted in terms of process technology. In addition, the exchange a large number of program memories extremely time-consuming.
Aus der DE 43 16 500 ist ein Verfahren zum Wechseln einer Anlagensoftware in einer mikroprozessorgesteuerten Kommunikationsanlage mit einer redundant ausgebildeten Steuereinheit mit zwei Prozessoren, von denen der eine aktiv ist und vermittlungstechnische Aufgaben der Kommunikationsanlage steuert und der andere im stand-by-Zustand betrieben wird, wobei der aktive Prozessor in seinem aktiven Zustand gehalten wird und die neue Anlagensoftware durch den stand-by-Prozessor gestartet und auf Fehlerfreiheit untersucht wird. Für redundanzfreie Systeme ist eine derartige Vorgehensweise jedoch nicht durchführbar.DE 43 16 500 describes a method for changing system software in one Microprocessor-controlled communication system with a redundantly designed Control unit with two processors, one of which is active and mediation tasks of the communication system controls and the other is operated in the stand-by state, with the active processor in its active State is kept and the new system software by the stand-by processor started and checked for errors. One is for redundancy-free systems such an approach, however, is not feasible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aktualisierung der Betriebssoftware anzugeben, das in einer redundanzfreien automatisierungstechnischen Anlage realisierbar ist und bei dem die körperliche Entnahme des Programmspeichers jeder einzelnen Einheit verzichtbar ist.The invention is therefore based on the object of a method for updating the Operating software to specify that in a redundancy-free automation system is realizable and in which the physical Removal of the program memory of each individual unit is dispensable.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln der Patentansprüche 1 bzw. 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 bzw. 6 und 7 beschrieben.According to the invention, this object is achieved with the means of claims 1 and 5 solved. Advantageous embodiments of the invention are in claims 2 to 4 or 6 and 7 described.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigenThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. Show the necessary drawings
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer automatisierungstechnischen Anlagen, Fig. 1 a schematic diagram of an automation equipment,
Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer Programmieranordnung. Fig. 2 is a schematic diagram of a programming arrangement.
Die Erfindung wird am Beispiel einer in Fig. 1 prinzipiell dargestellten, hierarchisch strukturierten automatisierungstechnischen Anlage erläutert. Als oberste Hierarchieebene sind in einem Wartenbereich 10 eine Konfigurationseinrichtung 11, eine Bedieneinrichtung 12 und eine Beobachtungseinrichtung 13 vorgesehen. Für diese Einrichtungen 11, 12 und 13 werden üblicherweise Personalcomputer eingesetzt. In Abhängigkeit vom zu steuernden Prozeß 100 kann es zweckmäßig sein, die funktionale Zuordnung der Einrichtungen 11, 12 und 13 im Wartenbereich 10 zu kombinieren. So ist es möglich, die Bedienung und Beobachtung geräteseitig funktionell zusammenzufassen, so daß eine oder mehr kombinierte Bedien-/Beob achtungseinrichtungen 12 und 13 vorgesehen sind. Wenn der zu steuernde Prozeß 100 es zuläßt, kann auch die Konfiguration der automatisierungstechnischen Anlage von einer Bedien-/Beobachtungseinrichtung vorgenommen werden.The invention is explained using the example of a hierarchically structured automation system shown in principle in FIG. 1. A configuration device 11 , an operating device 12 and an observation device 13 are provided as the top hierarchical level in a waiting area 10 . Personal computers are usually used for these devices 11 , 12 and 13 . Depending on the process 100 to be controlled, it may be expedient to combine the functional assignment of the devices 11 , 12 and 13 in the waiting area 10 . So it is possible to combine the operation and observation functionally on the device side, so that one or more combined operating / observation devices 12 and 13 are provided. If the process 100 to be controlled allows it, the configuration of the automation system can also be carried out by an operating / monitoring device.
Die Einrichtungen 11, 12 und 13 im Wartenbereich 10 sind über einen Systembus 20 mit Prozeßstationen 40/1 bis 40/3 verbunden, die den Einrichtungen 11, 12 und 13 hierarchisch untergeordnet sind. Die Prozeßstationen 40/1 bis 40/3 können darüber hinaus durch Lateralbusse 30/1 und 30/2 verbunden sein.The devices 11, 12 and 13 in the waiting area 10 are connected through a system bus 20 with process stations 40/1 up to 40/3 that are 11, 12 and 13 hierarchically subordinate to the facilities. The process stations 40/1 up to 40/3 may also be also connected by Lateralbusse 30/1 and 30/2.
An jede der Prozeßstationen 40/1 bis 40/3 sind Eingabe-/Ausgabebaugruppen 80/11 bis 80/31, nachfolgend als E/A-Baugruppen bezeichnet, über Eingabe-/Ausgabebusse 50/1 bis 70/2 angeschlossen, wobei die E/A-Baugruppen 80/11 bis 80/31 den Prozeßstationen 40/1 bis 40/3 hierarchisch untergeordnet sind. Jede E/A-Baugruppe 80/11 bis 80/31 ist mit jeweils n Anschlußeinheiten 80/11-1 bis 80/31-n ausgestattet. Das Typenspektrum der Eingabe- und Ausgabebaugruppen 80/11 bis 80/31 umfaßt dabei üblicherweise digitale Eingabebaugruppen, analoge Eingabebaugruppen, digitale Ausgabebaugruppen und analoge Ausgabebaugruppen. Jeder der Anschlußeinheiten 80/11-1 bis 80/31-n ist mit einem der an dem Prozeß 100 zugeordneten Meßwertgebern 90/1 bis 90/k oder Stellglieder 95/1 bis 95/m angeschlossen.Are at each of the process stations 40/1 to 40/3 input / output modules 80 / 11-80 / 31, referred to as E / A denotes modules, via input / output buses 50/1 to 70/2 is connected, wherein the E / O modules 80 / 11-80 / 31 sets the process stations 40/1 to 40 / are hierarchically subordinate to the third Each I / O subassembly 80 / 11-80 / 31 / 11-1 / -n each equipped with n terminal units 80 and 80 31st The range of types of input and output modules 80/11 bis 80/31 comprises customarily digital input modules, analog input modules, output modules and digital analog output modules. Each of the terminal units 80 / 11-1 to 80/31-n is connected with one of the associated process 100 to the transducers 90/1 to 90 / k or actuators 95/1 to 95 / m.
Die Prozeßstationen 40/1 bis 40/3 und die E/-Baugruppen 80/11 bis 80/31 werden nachstehend in ihrer Gesamtheit als Einheiten bezeichnet, soweit auf diese Einheiten die gleichen Verfahrensschritte angewendet werden. Jede Einheit verfügt mindestens über eine Verarbeitungseinheit, einen elektrisch lösch- und beschreibbaren Programmspeicher und einen Datenspeicher mit wahlfreiem Zugriff. In dem Programmspeicher jeder Einheit ist die Betriebssoftware, deren Befehle in der Verarbeitungseinheit abgearbeitet werden, permanent gespeichert. Die Programmspeicher aller Einheiten sind als sogenannte Flash-EPROMs ausgeführt.The process stations 40/1 to 40/3 and the I / assemblies 80 / 11-80 / 31 are indicated in their entirety as units below, provided the same procedures are applied to these units. Each unit has at least one processing unit, an electrically erasable and writable program memory and a data memory with random access. The operating software, the commands of which are processed in the processing unit, is permanently stored in the program memory of each unit. The program memories of all units are designed as so-called flash EPROMs.
Der Datenspeicher jeder Einheit dient zur temporären Zwischenspeicherung von Merkern, Meß- und Stellwerten sowie Zwischenergebnissen. Die Einheiten sind als steckbare Module ausgeführt, wobei mehrere Einheiten in einem Rack mit einer Meterzahl von Steckplätzen zusammengefaßt sind. Jeder Steckplatz in jedem Rack ist durch eine Steckplatzkodierung identifiziert. Beim Einfügen einer Einheit in einen Steckplatz liest die Einheit die zugehörige Steckplatzkodierung, ist damit adressierbar und in die Lage versetzt, aus einem angebotenen Datenstrom, der über einen der Lateralbusse 30/1 und 30/2, einen der Eingabe-/Ausgabebusse 50/1 bis 70/2 oder den Systembus 20 geleitet wird, die für die Einheit relevanten Informationen auszufiltern.The data memory of each unit is used for the temporary storage of flags, measurement and control values as well as intermediate results. The units are designed as plug-in modules, with several units being combined in a rack with a meter number of slots. Each slot in each rack is identified by slot coding. When inserting a unit in a slot, the unit reads the associated slot coding is thus addressed and put in a position, from an offered data stream via one of the Lateralbusse 30/1 and 30/2, one of the input / output buses 50/1 is directed to 70/2, or the system 20 to filter out the relevant information for the unit.
Gemäß Fig. 2 ist dazu jede Einheit 220 mit einer Schnittstelleneinrichtung 221 ausgestattet, die mit Dekodiermitteln 222 verbunden ist.Referring to FIG. 2, each unit is to 220 equipped with an interface device 221, which is connected to decoding means 222nd
Zur Aktualisierung der Betriebssoftware einer ausgewählten Einheit 220 ist ein aktiver Datenträger 230 vorgesehen, der über einen Programmieradapter 210 temporär mit der Einheit 220 verbunden ist. Der Programmieradapter 210 weist eine erste und zweite Schnittstelleneinrichtung 211 und 212 auf, wobei die erste Schnittstelleneinrichtung 211 zur Nachbildung der Schnittstelle im Rack ausgebildet ist. Die zweite Schnittstelleneinrichtung 212 ist zur Kommunikation mit dem aktiven Datenträger 230 ausgebildet. Dazu weist der aktive Datenträger 230 eine Schnittstelleneinrichtung 231 auf, die mit der zweiten Schnittstelleneinrichtung 212 des Programmieradapters 210 verbunden ist.To update the operating software of a selected unit 220 , an active data carrier 230 is provided, which is temporarily connected to the unit 220 via a programming adapter 210 . The programming adapter 210 has a first and second interface device 211 and 212 , the first interface device 211 being designed to emulate the interface in the rack. The second interface device 212 is designed for communication with the active data carrier 230 . For this purpose, the active data carrier 230 has an interface device 231 , which is connected to the second interface device 212 of the programming adapter 210 .
Zur gegenseitigen Anpassung der ersten und zweiten Schnittstelleneinrichtung 211 und 212 des Programmieradapters 210 ist ein Schnittstellenconverter 213 vorgesehen, der mit beiden Schnittstelleneinrichtungen 211 und 212 verbunden ist.For mutual adaptation of the first and second interface devices 211 and 212 of the programming adapter 210 , an interface converter 213 is provided, which is connected to both interface devices 211 and 212 .
Darüber hinaus weist der Programmieradapter 210 ein Kodiermittel 214 auf, die mit der ersten Schnittstelleneinrichtung 211 verbunden ist. Dieses Kodiermittel 214 ist auf einen festen exklusiven Schlüssel eingestellt, der die angeschlossene Einheit 220 nach dem Lesen dieses Schlüssels und Dekodieren mit den Dekodiermitteln 222 in einen Programmiermodus versetzt, in dem der Programmspeicher der Einheit 220 temporär beschreibbar ist.In addition, the programming adapter 210 has a coding means 214 , which is connected to the first interface device 211 . This coding means 214 is set to a fixed exclusive key which, after reading this key and decoding with the decoding means 222 , puts the connected unit 220 into a programming mode in which the program memory of the unit 220 is temporarily writable.
Als aktiver Datenträger 230 ist ein tragbarer Computer, insbesondere ein sogenannter Laptop, vorgesehen. Vorteilhafterweise weist ein so ausgestalteter aktiver Datenträger 230 Eingabemittel und Visualisierungsmittel auf, mit denen der Vorgang der Aktualisierung der Betriebssoftware gesteuert und beobachtet werden kann. Zur Aktualisierung der Betriebssoftware wird zunächst eine neue, zu den Konfigurationsdaten der automatisierungstechnischen Anlage kompatible Version der Betriebssoftware mit Softwaremodulen für alle zu aktualisierenden Hierarchieebenen auf dem aktiven Datenträger 230 installiert.A portable computer, in particular a so-called laptop, is provided as the active data carrier 230 . An active data carrier 230 designed in this way advantageously has input means and visualization means with which the process of updating the operating software can be controlled and observed. To update the operating software, a new version of the operating software with software modules for all hierarchy levels to be updated, which is compatible with the configuration data of the automation system, is first installed on the active data carrier 230 .
Der aktive Datenträger 230 wird über den Programmieradapter 210 mit der Einheit 220, deren Betriebssoftware zu aktualisieren ist, verbunden. Die Einheit 220 wird mittels des exklusiven Schlüssels des Kodiermittels 222 in einen Programmiermodus versetzt. Anschließend wird die neue Betriebssoftware vom aktiven Datenträger 230 in die Einheit 220 übertragen und installiert. Die mit aktualisierter Betriebssoftware ausgestattete Einheit 220 wird neu gestartet. Für den Installationsvorgang ist dabei vorgesehen, die Softwaremodule zunächst in den Datenspeicher mit wahlfreiem Zugriff der zugehörigen Einheit 220 zu kopieren, in einem zweiten Schritt den elektrisch lösch- und beschreibbaren Programmspeicher der Einheit 220 mittels der internen Verarbeitungseinheit zu löschen und anschließend mit den neuen Softwaremodulen erneut zu beschreiben, wobei während dieses Schrittes durch die Verarbeitungseinheit Befehle ausgeführt werden, deren Programmcode im Datenspeicher abgelegt ist.The active data carrier 230 is connected via the programming adapter 210 to the unit 220 , whose operating software is to be updated. The unit 220 is put into a programming mode by means of the exclusive key of the coding means 222 . The new operating software is then transferred from the active data carrier 230 to the unit 220 and installed. The unit 220 equipped with updated operating software is restarted. For the installation process, it is provided that the software modules are first copied into the data memory with random access of the associated unit 220 , in a second step the program memory of the unit 220 can be erased and written by means of the internal processing unit, and then deleted again with the new software modules to be described, with instructions being executed by the processing unit during this step, the program code of which is stored in the data memory.
Die mit aktualisiertem Programmcode versehene Einheit 220 wird wieder in die automatisierungstechnische Anlage eingefügt. Dabei erfolgt eine selbsttätige Initialisierung bei Zufuhr der Betriebsspannung. The unit 220 provided with the updated program code is reinserted into the automation system. An automatic initialization takes place when the operating voltage is supplied.
210210
Programmieradapter
Programming adapter
211211
erste Schnittstelleneinrichtung
first interface device
212212
zweite Schnittstelleneinrichtung
second interface device
213213
Schnittstellenconverter
Interface converter
214214
Kodiermittel
Coding means
220220
Einheit
unit
221221
Schnittstelleneinrichtung
Interface device
222222
Dekodiermittel
Decoding means
230230
aktiver Datenträger
active disk
231231
Schnittstelleneinrichtung
Interface device
Claims (7)
- - auf einem aktiven Datenträger (230) eine neue, zu den Konfigurationsdaten der automatisierungstechnischen Anlage kompatible Version der Betriebssoftware mit Softwaremodulen für alle zu aktualisierenden Hierarchieebenen installiert wird,
- - der aktive Datenträger (230) über einen Programmieradapter (210) an die Einheit (220), deren Betriebssoftware zu aktualisieren ist, angeschlossen sind,
- - die Einheit (220) in einen Programmiermodus versetzt wird,
- - die neue Version der Betriebssoftware in die Einheit (220) übertragen und installiert wird und
- - die Einheit (220) mit der aktuellen Betriebssoftware neu gestartet wird.
- a new version of the operating software with software modules for all hierarchical levels to be updated, which is compatible with the configuration data of the automation system, is installed on an active data carrier ( 230 ),
- the active data carrier ( 230 ) is connected via a programming adapter ( 210 ) to the unit ( 220 ) whose operating software is to be updated,
- - the unit ( 220 ) is put into a programming mode,
- - The new version of the operating software is transferred to the unit ( 220 ) and installed and
- - The unit ( 220 ) is restarted with the current operating software.
- - die Softwaremodule in den Datenspeicher mit wahlfreiem Zugriff der zugehörigen Einheit (220) kopiert werden,
- - der elektrisch lösch- und beschreibbare Programmspeicher der Einheit (220) durch die interne Verarbeitungseinheit gelöscht und anschließend mit den neuen Softwaremodulen beschrieben wird, wobei durch die Verarbeitungseinheit während dieses Schrittes Befehle ausgeführt werden, deren Programmcode im Datenspeicher abgelegt ist.
- the software modules are copied into the data memory with random access of the associated unit ( 220 ),
- - The electrically erasable and writable program memory of the unit ( 220 ) is erased by the internal processing unit and then written with the new software modules, the processing unit executing commands during this step, the program code of which is stored in the data memory.
- - daß eine erste und eine zweite Schnittstelleneinrichtung (211, 212) vorgesehen sind,
- - daß die erste Schnittstelleneinrichtung (211) über einen Schnittstellenconverter (213) mit der zweiten Schnittstelleneinrichtung (212) verbunden ist,
- - daß Kodiermittel (214) vorgesehen sind, die mit der ersten Schnittstelleneinrichtung (211) verbunden sind,
- - daß die erste Schnittstelleneinrichtung (211) mit der Schnittstelleneinrichtung (221) der Einheit (220), deren Betriebssoftware zu aktualisieren ist, verbindbar ist und
- - daß die zweite Schnittstelleneinrichtung (212) mit einer Schnittstelleneinrichtung (231) des aktiven Datenträgers (230), auf dem die aktuelle Betriebssoftware gespeichert ist, verbindbar ist.
- - that a first and a second interface device ( 211 , 212 ) are provided,
- - That the first interface device ( 211 ) is connected to the second interface device ( 212 ) via an interface converter ( 213 ),
- - that coding means ( 214 ) are provided which are connected to the first interface device ( 211 ),
- - That the first interface device ( 211 ) with the interface device ( 221 ) of the unit ( 220 ), whose operating software is to be updated, is connectable and
- - That the second interface device ( 212 ) can be connected to an interface device ( 231 ) of the active data carrier ( 230 ) on which the current operating software is stored.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ABB PATENT GMBH, 68309 MANNHEIM, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ABB PATENT GMBH, 68526 LADENBURG, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8392 | Publication of changed patent specification | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ABB AG, 68309 MANNHEIM, DE |
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R071 | Expiry of right |