DE19850324A1 - Process for automatic imaging of target system neutral control technology planning output into target system specific control technology structures - Google Patents
Process for automatic imaging of target system neutral control technology planning output into target system specific control technology structuresInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein wissensbasiertes Verfahren zur automatisierten Abbildung von zielsystemneutralen leittechnischen Planungsergebnissen auf ziel systemspezifische leittechnische Strukturen unter Einsatz einer Datenverarbei tungsanlage.The invention relates to a knowledge-based method for automated Mapping of target system-neutral control engineering planning results to target system-specific control structures using data processing processing system.
Das Verfahren ist im Rahmen der Planung und Implementierung leittechnischer Ein richtungen für verfahrenstechnische Anlagen, z. B. Kraftwerke anwendbar.The process is part of the planning and implementation of I&C directions for process plants, e.g. B. Power plants applicable.
Zielsystemneutrale leittechnische Planungsergebnisse sind Hersteller- und Leitsy stem-neutrale leittechnische Strukturen, die mittels geeigneter Planungsverfahren und Planungswerkzeugen erstellt werden können. Ein derartiges Planungsinstru ment ist das ABB-Expertensystem WIESEL, dessen Arbeitsweise in den Druckschrif ten EP-A-0770945, EP-A-0770943, EP-A-0770946, EP-A-0770944 beschrieben ist.Target system-neutral control engineering planning results are manufacturer and control system stem-neutral control structures using suitable planning processes and planning tools can be created. Such a planning instruct is the ABB expert system WIESEL, the way it works is printed EP-A-0770945, EP-A-0770943, EP-A-0770946, EP-A-0770944.
Die aus einer solchen vorausgegangenen Planungsphase vorliegenden zielsystem neutralen Ergebnisse leittechnischer Aufgaben, müssen von Hand erneut in das je weilige Programmiertool eines Controllers des gewünschten Prozeßleitsystems ein gegeben und auf die jeweiligen zielsystemspezifischen Randbedingungen des ver wendeten Leitsystems angepaßt werden. The target system from such a previous planning phase neutral results of I&C tasks must be re-entered by hand programming tool of a controller of the desired process control system given and on the respective target system-specific boundary conditions of the ver used control system can be adapted.
Dies erfordert zum einen ein umfangreiches Domänenwissen (Wissen über proprie täre Funktionalität auf Seite der Zielplattform) für die Umsetzung von systemneutra len Planungsergebnissen auf zielsystemspezifische Strukturen, zum anderen ist die Eingabe von Hand fehleranfällig und die Qualität der Ergebnisse ist vom jeweiligen Planer bzw. Planungsteam abhängig und die Umsetzung ist sehr zeitaufwendig.On the one hand, this requires extensive domain knowledge (knowledge about proprie functionality on the target platform side) for the implementation of system neutral planning results based on target system-specific structures; Manual input prone to errors and the quality of the results depends on the respective Depends on the planner or planning team and the implementation is very time-consuming.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatisierten Umset zung neutraler Leittechnik-Planungsergebnisse in ein konkretes Prozeßleitsystem anzugeben.The invention has for its object a method for automated implementation neutral control technology planning results in a concrete process control system specify.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen ange geben und ergeben sich aus der nachstehenden weiteren Beschreibung der Erfin dung anhand eines in Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiels.This object is achieved by a method with those specified in claim 1 Features resolved. Advantageous refinements are set out in further claims give and result from the following further description of the Erfin tion based on an embodiment shown in drawing figures.
Das Verfahren automatisiert den Transfer von zielsystemneutralen Leittechnik- Planungsergebnissen in zielsystemspezifische leittechnische Strukturen.The process automates the transfer of target system-neutral control technology Planning results in target system-specific control structures.
Dabei werden Funktionspläne für Regelung, Steuerungen und Kommunikation, so wie Ablaufsequenzen für unterschiedliche Betriebsmodi und sonstige Planungser gebnisse wie z. B. Meßlisten mit Hilfe von intelligenten Abbildungsvorschriften von der zielsystemneutralen Darstellung auf zielsystemspezifische Funktionalität auto matisch übertragen.Function plans for regulation, controls and communication, so such as sequence sequences for different operating modes and other planning staff results such as B. Measurement lists with the help of intelligent mapping rules from the target system neutral representation on target system specific functionality auto matically transferred.
Ein dazu eingesetztes Transfer-Framework enthält eine Wissensbasis, in der die intelligenten Abbildungvorschriften zur Umsetzung von Funktionsbausteinen, Macro- Funktionsbausteinen und Terminals für unterschiedliche Zielsysteme von Experten eingeben und einfach gewartet werden können, da diese Vorschriften nicht in Form von Programmiercode eingegeben werden, sondern in Form von graphischen Abbil dungsvorschriften mit Hilfe von Wissenseditoren. Hierbei können leittechnische Funktionen, die aus Funktionsbausteinen bestehen, je nach Anforderung in Form von 1 : 1, 1 : N, N : 1 oder N : N Abbildungsvorschriften transferiert werden. A transfer framework used for this contains a knowledge base in which the intelligent mapping rules for the implementation of function blocks, macro Function blocks and terminals for different target systems from experts can be entered and easily serviced as these regulations are not in the form of programming code can be entered, but in the form of graphic images regulations with the help of knowledge editors. Here, process control Functions that consist of function blocks, depending on the requirements in the form of 1: 1, 1: N, N: 1 or N: N mapping rules can be transferred.
Ein solches Transfer-Framework besteht aus einer Schnittstelle zur Aufnahme her stellerneutral konfigurierter leittechnischer Strukturen. Diese Strukturen können z. B. aus dem Expertensystem WIESEL, aus IEC1131 Planungstools, oder anderen Edito ren kommen und beinhalten die Aufgaben der Messung, Regelung, Steuerung und Kommunikation. Diese neutralen leittechnischen Informationen werden mittels einer wissensbasierten Abbildungskomponente auf zielsystemspezifische leittechnische Strukturen eines gewünschten Prozeßleitsystems abgebildet und mit zielsy stemspezifischen Zusatzinformationen versehen. Anschließend werden die so ab gebildeten Informationen wieder für eine Schnittstelle aufbereitet, die diese Daten in das Engineeringtool oder Programmiertool des jeweiligen Zielleitsytems übertragen.Such a transfer framework consists of an interface for recording controller-neutral configured control technology structures. These structures can e.g. B. from the expert system WIESEL, from IEC1131 planning tools, or other edito come and include the tasks of measurement, regulation, control and Communication. This neutral control information is provided by means of a knowledge-based mapping component on target system-specific control technology Structures of a desired process control system mapped and with Zielsy provide additional information specific to the system. Then they are like this The information generated is reprocessed for an interface that this data in transfer the engineering tool or programming tool of the respective target control system.
Die verfahrensgemäße Vorgehensweise wird anhand der Zeichnungsfiguren weiter erläutert.The procedural procedure is continued with the aid of the drawing figures explained.
Dabei zeigen:Show:
Fig. 1 einen zielsystemneutralen leittechnischen Funktionsplan, Fig. 1 shows a target system-neutral process control function chart,
Fig. 2 einen zielsystemspezifischen Funktionsplan für den Fall einer 1 : 1 - Abbildung, Fig. 2 is a target system-specific function diagram for the case of 1: 1 - illustration,
Fig. 3 die Architektur eines Expertensystems zur Abbildung eines Funktions plans, Fig. 3 shows the architecture of an expert system for imaging a function plan,
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm des Abbildungsprozesses, Fig. 4 is a flowchart of the imaging process,
Fig. 5 einen ersten Teilschritt des Ablaufdiagramms, nämlich die Abbildung der Terminals, Fig. 5 shows a first partial step of the flowchart, namely the mapping of the terminals,
Fig. 6 einen zweiten Teilschritt des Ablaufdiagramms, nämlich die Abbildung der Bausteine, Fig. 6 shows a second partial step of the flowchart, namely, the depiction of the devices,
Fig. 7 einen abgebildeten Funktionsbaustein, der mit einer restlichen, noch nicht abgebildeten Logik verbunden ist, Fig. 7 a mapped function module, which is connected to a remaining, not yet mapped logic,
Fig. 8 einen Zwischenschritt für einen zielsystemspezifischen Funktionsplan im Fall einer 2 : 1-Abbildung, und Fig. 8 is an intermediate step for a target system-specific function block diagram in the case of a 2: 1 mapping, and
Fig. 9 einen zielsystemspezifischen Funktionsplan bei 2 : 1-Abbildung. Fig. 9 shows a target system-specific function plan with 2: 1 mapping.
Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer zielsystemneutralen leittechnischen Funktion, die einen ODER-Baustein und einen Antriebsbaustein umfaßt, wobei der Antriebsbau stein ein mit ASI bezeichneter Macro-Funktionsbaustein ist. Die dargestellte zielsy stemneutrale Funktion ist das Ergebnis einer auf dem Expertensystem WIESEL ba sierenden Planung. SIG1 und SIG2 sind Signalbezeichnungen und mit SIG3 Stoe ist ein Störbit bezeichnet. Mit A, E, E1, E2 und ST sind Terminals bezeichnet. Fig. 1 shows a representation of a target system-neutral control function, which comprises an OR block and a drive block, the drive block is a macro function block designated ASI. The target-neutral function shown is the result of planning based on the WIESEL expert system. SIG1 and SIG2 are signal names and SIG3 Stoe is an interference bit. Terminals are designated with A, E, E1, E2 and ST.
Fig. 2 zeigt als Ergebnis der Umsetzung der in Fig. 1 gezeigten Funktion eine ent sprechende zielsystemspezifische Funktion, hier für den Controller AC160 der ABB-Leittechnikfamilie Advant Power. Der ODER-Baustein ist abgebildet als Bau stein OR(2), die Terminals E1, E2 und A des ODER-Bausteins sind auf die Termi nals 1, 2 und 20 des Bausteins OR(2) abgebildet. Die Terminals E und ST des Bau steins ASI sind abgebildet auf Terminals IN und FLTEXT eines Macro-Funktionsbau steins DCI_BAA. Die Signale SIG1 und SIG2 sind auf jeweils entsprechend bezeich nete Signale abgebildet. Das Störbitsignal SIG3 wurde zu SIG3 : ERR. Außerdem wurden ein zielsystemspezifisches internes Signal SIGMAN sowie zielsystemspezifi sche Signale SIGPFOPN und SIGOUT : CALC_VAL erzeugt und mit dem Baustein DCI_BAA verbunden. Ebenso wurde das Terminal HYS mit dem Wert D = 1 verbun den. Fig. 2 shows as a result of the implementation of the function shown in Fig. 1 a corresponding target system-specific function, here for the controller AC160 of the ABB control technology family Advant Power. The OR block is shown as OR ( 2 ), the terminals E1, E2 and A of the OR block are shown on Terminals 1 , 2 and 20 of OR ( 2 ). Terminals E and ST of the ASI block are shown on IN and FLTEXT terminals of a macro function block DCI_BAA. The signals SIG1 and SIG2 are each mapped to correspondingly designated signals. The interference bit signal SIG3 became SIG3: ERR. In addition, a target-system-specific internal signal SIGMAN and target-system-specific signals SIGPFOPN and SIGOUT: CALC_VAL were generated and connected to the block DCI_BAA. The HYS terminal was also connected with the value D = 1.
Das in Fig. 2 gezeigte Beispiel bezieht sich auf eine 1 : 1 Abbildung. Ebenso kön nen 1 : N Abbildungen von Bausteinen vorkommen, wenn es einen bestimmten ziel systemneutralen Baustein im jeweiligen Zielsystem nicht gibt, sondern durch eine Verschaltung mehrerer Einzelbausteine abgebildet werden muß. Hierzu würden im Detailplan der jeweiligen Bausteinabbildung (s. Fig. 6) mehrere Bausteine ver schaltet sein. Ebenso können N : 1 Abbildungen vorkommen, wenn für eine Schaltung mit mehreren Einzelbausteinen im Zielsystem dafür ein Macro-Funktionsbaustein existiert. Hierfür existieren bei der Terminalabbildung Verweise auf einen anderen Baustein und die dortigen Terminals auf die sie abgebildet werden sollen (siehe Fig. 8, Zwischenschritt). Bei der Abbildung des Bausteins wird aus dem neutralen Baustein dann kein Baustein im Zielsystem; die Eingänge werden auf einen anderen Baustein abgebildet. Fig. 9 zeigt eine zielsystemspezifische 2 : 1 Abbildung des Bei spiels aus Fig. 1.The example shown in FIG. 2 relates to a 1: 1 mapping. Likewise, 1: N mapping of modules can occur if there is no specific target system-neutral module in the respective target system, but has to be mapped by interconnecting several individual modules. For this purpose, several blocks would be connected in the detailed plan of the respective block mapping (see FIG. 6). Likewise, N: 1 maps can occur if a macro function block exists for a circuit with several individual blocks in the target system. For this purpose, there are references to another module in the terminal mapping and the terminals there to which they are to be mapped (see Fig. 8, intermediate step). When the block is mapped, the neutral block does not become a block in the target system; the inputs are mapped to another block. FIG. 9 shows a target system-specific 2: 1 illustration of the example from FIG. 1.
Entsprechendes gilt für N : N Abbildungen: Hierbei handelt es sich um eine Kombina tion von 1 : N und N : 1 Abbildung. The same applies to N: N images: This is a Kombina tion of 1: N and N: 1 mapping.
Fig. 3 zeigt die Expertensystemarchitektur eines zur Durchführung der anhand der Fig. 1 und 2 gezeigten Umsetzung. Das dargestellte System ist ein wissensba siertes Transfer-Framework mit einem Speicher für zielsystemneutrale Planungser gebnisse, gespeicherten Abbildungsvorschriften mehrerer Leitsysteme, hier System A und System B, sowie Abbildungsmechanismen. Die Wissensbasis enthält neben den Abbildungsvorschriften für die Bausteine und Terminals auch die Vorschriften, welche zielsystemspezifischen Zusatzinformationen (z. B. Zusatzsignale, Zusatz messungen oder Zusatzbeschaltungen) notwendig sind und deshalb erzeugt und in der Funktionslogik hinzugefügt werden müssen. FIG. 3 shows the expert system architecture of an implementation for carrying out the implementation shown with reference to FIGS. 1 and 2. The system shown is a knowledge-based transfer framework with a memory for target system-neutral planning results, stored mapping rules of several control systems, here system A and system B, and mapping mechanisms. In addition to the mapping rules for the modules and terminals, the knowledge base also contains the rules which additional target-system-specific information (e.g. additional signals, additional measurements or additional circuits) are necessary and must therefore be generated and added to the function logic.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für einen Abbildungsprozeß, beispielsweise zur Umsetzung der in Fig. 1 gezeigten Planungsergebnisse in den in Fig. 2 gezeigten Funktionsplan. FIG. 4 shows a flowchart for a mapping process, for example for converting the planning results shown in FIG. 1 into the function plan shown in FIG. 2.
Im Schritt 1 erfolgt eine Suche der Startbausteine. Dabei werden alle Funktionsbau steine im Funktionsplan ermittelt, die keine verbundenen Funktionsbausteine am Ausgang besitzen. Ausgehend von diesen "Startbausteinen" werden jeweils die Schritte 2 bis 4 durchlaufen. Am Ende von Schritt 4 werden nach erfolgter Abbildung für alle noch nicht abgebildeten Funktionsbausteine am Eingang rekursiv ebenfalls die Schritte 2 bis 4 durchlaufen bis schließlich alle Bausteine abgebildet sind.In step 1 , the start blocks are searched. All function blocks that have no connected function blocks at the output are determined in the function diagram. Starting from these "start modules", steps 2 to 4 are carried out . At the end of step 4 , after mapping has been carried out, steps 2 to 4 are also carried out recursively for all function blocks that have not yet been mapped at the input until finally all blocks are mapped.
Fig. 5 zeigt die mit Schritt 2 (Fig. 4) bezeichnete Abbildung der Terminals: Für alle Terminals aller vorkommenden Bausteine gibt es für das jeweilige Zielsystem soge nannte Terminal-Abbildungsvorschriften. Für jedes vorhandene Terminal eines Funktionsbausteins wird nach dem entsprechenden Objekt gesucht und anschlie ßend die Bezeichnung ausgetauscht. FIG. 5 shows the mapping of the terminals designated with step 2 ( FIG. 4): for all terminals of all occurring modules there are so-called terminal mapping rules for the respective target system. For each existing terminal of a function block, the corresponding object is searched for and the name is then exchanged.
Fig. 6 zeigt die mit Schritt 3 (Fig. 4) bezeichnete Abbildung der Funktionsbausteine. Für die Abbildung der Bausteine existieren ebenfalls Objekte mit den Baustein-Abbil dungsvorschriften. Diese beinhalten einen eigenen Funktionsplan, der in Fig. 6 als Detailplan bezeichnet ist. Nach erfolgreicher Suche nach dem entsprechenden Ob jekt mit der Abbildungsvorschrift wird der ursprüngliche Funktionsbaustein durch den neuen zielsystemspezifischen Funktionsbaustein ersetzt, und es werden die ent sprechenden Verbindungen an den vorgesehenen Stellen des neuen Funktions bausteins hergestellt. Ebenso werden die Signale entsprechend den Anforderungen des Zielsystems umbenannt, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Die Abbildungsvorschriften beinhalten nicht nur die neuen Funktionsbausteine, sondern gegebenenfalls noch zusätzlich benötigte Informationen, wie z. B. Zusatzsignale, die für das Zielsystem benötigt werden (Eingänge, Ausgänge). Es kann auch vorkommen, daß ein Funkti onsbaustein auf mehrere Zielsystem-Funktionsbausteine abgebildet wird (1 : N Abbil dung). FIG. 6 shows the mapping of the function blocks labeled step 3 ( FIG. 4). There are also objects with the block mapping rules for mapping the blocks. These contain their own function plan, which is referred to in FIG. 6 as a detailed plan. After a successful search for the corresponding object with the mapping rule, the original function block is replaced by the new target system-specific function block, and the corresponding connections are made at the intended locations of the new function block. Likewise, the signals are renamed according to the requirements of the target system, as shown in Fig. 7. The mapping rules include not only the new function blocks, but also any additional information that may be required, such as B. Additional signals that are required for the target system (inputs, outputs). It can also happen that a function block is mapped to several target system function blocks (1: N illustration).
Im Schritt 4 (Fig. 4) erfolgt jeweils ein Markieren eines schon abgebildeten Funkti onsbausteins.In step 4 ( FIG. 4), a function block already shown is marked in each case.
Ausgehend von einem abgebildeten Funktionsbaustein werden für alle im Schritt 1 ermittelten Bausteine die noch nicht abgebildet wurden, wiederum die Schritte 2 bis 4 durchgeführt. Fig. 7 zeigt ein Zwischenergebnis, wobei in einem nächsten rekursi ven Schritt der noch zielsystemneutral dargestellte ODER-Baustein abzubilden wä re.Starting from a depicted function block, steps 2 to 4 are again carried out for all blocks that have not yet been mapped in step 1 . Fig. 7 shows an intermediate result, wherein in a next recursive step the OR component, which is still neutral to the target system, would have to be represented.
Anschließend wird der so neu erhaltene Funktionsplan in einem geeigneten Format exportiert, so daß der Funktionsplan-Editor des Zielsystems diese Funktion einlesen kann.Then the newly obtained function plan is in a suitable format exported so that the function chart editor of the target system reads this function can.
Claims (3)
- a) in die Datenverarbeitungsanlage intelligente Abbildungsmechanismen und Abbildungsvorschriften zur Umsetzung von Funktionsbausteinen mit Hilfe von Wissenseditoren eingegeben und in der Anlage gespeichert werden,
- b) in die Datenverarbeitungsanlage außerdem zielsystemspezifische Funktions bausteine wenigstens eines konkreten leittechnischen Systems eingegeben und gespeichert werden,
- c) in die Datenverarbeitungsanlage zielsystemneutral konfigurierte leittechnische Strukturen als Ergebnisse einer zielsystemneutralen Planung sowie Informatio nen bezüglich des gewünschten Zielsystems eingegeben werden, und
- d) gesteuert durch die Abbildungsmechanismen und unter Berücksichtigung der Abbildungsvorschriften eine automatisierte Umsetzung in zielsystemspezifische leittechnische Strukturen sowie eine Ausgabe der Ergebnisse an das jeweilige Zielsystem und/oder eine Anzeigeeinrichtung erfolgt.
- a) intelligent mapping mechanisms and mapping rules for the implementation of function blocks are entered into the data processing system with the aid of knowledge editors and stored in the system,
- b) target system-specific function modules of at least one specific control system are also entered and stored in the data processing system,
- (c) input into the data processing system target system-neutral configured control system structures as results of target system neutral planning and information regarding the desired target system, and
- d) controlled by the mapping mechanisms and taking into account the mapping rules, an automated implementation in target system-specific control structures and an output of the results to the respective target system and / or a display device.
- 1. Ermittlung der Funktionsbausteine, die abgebildet werden sollen,
- 2. Abbildung der Terminals eines identifizierten Funktionsbausteins,
- 3. Abbildung des Funktionsbausteins,
- 4. Markieren des abgebildeten Bausteins,
- 5. Wiederholung der vorhergehenden Abbildungsschritte bis alle Bausteine ab gebildet sind und Ausgabe der Ergebnisse.
- 1. Determination of the function modules that are to be mapped
- 2. Mapping the terminals of an identified function block,
- 3. Illustration of the function block,
- 4. Mark the block shown,
- 5. Repeat the previous mapping steps until all components have been created and output the results.
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