DE19850324C2 - A method for automated imaging of target system-neutral process control planning results to target specific process control structures - Google Patents

A method for automated imaging of target system-neutral process control planning results to target specific process control structures

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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 the automated imaging of target system-neutral process control planning results to target specific process control structures treatment plant using a Datenverarbei.

Das Verfahren ist im Rahmen der Planung und Implementierung leittechnischer Ein richtungen für verfahrenstechnische Anlagen, z. The process is in the planning and implementation of process control A directions for process plants, eg. B. Kraftwerke anwendbar. As power plants applicable.

Zielsystemneutrale leittechnische Planungsergebnisse sind Hersteller- und Leitsy stem-neutrale leittechnische Strukturen, die mittels geeigneter Planungsverfahren und Planungswerkzeugen erstellt werden können. Neutral target system control system engineering results are platform- and Leitsy stem-neutral process control structures which can be created by suitable planning method and planning tools. 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. Such Planungsinstru ment is ABB's Expert System weasels, the operation of which in the Druckschrif th EP-A-0770945, EP-A-0770943, EP-A-0770946, EP-A-0770944 is described.

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 present from such previous planning phase target system-neutral results of process control tasks must be an optionally by hand again in the eg large programming tool of a controller of the desired process control system and adapted to the respective target system-specific boundary conditions of the ver applied control system.

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. This requires on the one hand an extensive domain knowledge (knowledge of proprie mentary functionality on side of the target platform) for the implementation of system-neutralist len ​​planning results to target specific structures, on the other hand, the input manually is error prone and the quality of the results 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 the object of providing a method for automated imple mentation neutral control planning results in a specific process control system indicated.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. This object is achieved by a method having the features specified in claim 1. 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. Advantageous embodiments are give in the other claims attached and will be apparent from the following further description of the dung OF INVENTION with reference to an embodiment shown in the drawing figures embodiment.

Das Verfahren automatisiert den Transfer von zielsystemneutralen Leittechnik- Planungsergebnissen in zielsystemspezifische leittechnische Strukturen. The process automates the transfer of target-system-neutral process control planning results in target specific instrumentation and control structures.

Dabei werden Funktionspläne für Regelung, Steuerungen und Kommunikation, so wie Ablaufsequenzen für unterschiedliche Betriebsmodi und sonstige Planungser gebnisse wie z. Here are functional plans for regulation, control and communications, as well as operational sequences for different modes of operation and other Planungser results of such. B. Meßlisten mit Hilfe von intelligenten Abbildungsvorschriften von der zielsystemneutralen Darstellung auf zielsystemspezifische Funktionalität auto matisch übertragen. auto transferred as Meßlisten using intelligent mapping rules of the target system-independent representation on target specific functionality automatically.

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. A to employed transfer framework contains a knowledge base in which can enter the intelligent mapping rules for the implementation of function blocks, Macro function modules and terminals for different target systems by experts and just waited, as these rules are not entered in the form of programming code, but in form of graphic Abbil-making rules with the help of knowledge editors. 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. N mapping rules are transferred: this can control functions, which consist of function blocks, depending on the requirements in the form of 1: 1, 1: N, N: 1 or N.

Ein solches Transfer-Framework besteht aus einer Schnittstelle zur Aufnahme her stellerneutral konfigurierter leittechnischer Strukturen. Such transfer framework consists of an interface for receiving ago steller neutral configured instrumentation and control structures. Diese Strukturen können z. These structures can eg. B. aus dem Expertensystem WIESEL, aus IEC1131 Planungstools, oder anderen Edito ren kommen und beinhalten die Aufgaben der Messung, Regelung, Steuerung und Kommunikation. B. out of the expert system weasels, from IEC1131 planning tools or other Edito come Ren and include the objects of the measurement, regulation, control and communication. Diese neutralen leittechnischen Informationen werden mittels einer wissensbasierten Abbildungskomponente auf zielsystemspezifische leittechnische Strukturen eines gewünschten Prozeßleitsystems abgebildet und mit zielsy stemspezifischen Zusatzinformationen versehen. These neutral instrumentation and control information are mapped by means of a knowledge-based imaging component to target specific process control structures of a desired process control system and provided with zielsy stemspezifischen additional information. Anschließend werden die so ab gebildeten Informationen wieder für eine Schnittstelle aufbereitet, die diese Daten in das Engineeringtool oder Programmiertool des jeweiligen Zielleitsytems übertragen. Then the information as from formed are recycled for an interface that transfer this data to the engineering tool or programming tool of the respective Zielleitsytems.

Die verfahrensgemäße Vorgehensweise wird anhand der Zeichnungsfiguren weiter erläutert. The process according to procedure will be further explained with reference to the drawing figures.

Dabei zeigen: They 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 a 1: 1 imaging,

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 8 shows an intermediate step for a target system-specific function block diagram in the case of a 2:. 1 imaging, and

Fig. 9 einen zielsystemspezifischen Funktionsplan bei 2 : 1-Abbildung. 9 shows a target system-specific function chart in. 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. Fig. 1 shows a diagram of a target system-neutral process control function that includes a OR block and a driving block, wherein the engine sector, a stone designated ASI macro function block. Die dargestellte zielsy stemneutrale Funktion ist das Ergebnis einer auf dem Expertensystem WIESEL ba sierenden Planung. The illustrated zielsy stemneutrale function is the result of on-stabilizing the expert system WIESEL ba planning. SIG1 und SIG2 sind Signalbezeichnungen und mit SIG3 Stoe ist ein Störbit bezeichnet. SIG1 and SIG2 are signal names and SIG3 Stoe a fault bit is indicated. Mit A, E, E1, E2 und ST sind Terminals bezeichnet. A, E, E1, E2 and ST terminals, respectively.

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. Fig. 2 shows a ent speaking target system-specific function as a result of implementation of the function shown in FIG. 1, here for the controller AC160 ABB control family 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. The OR block is depicted as a building stone OR (2), the terminals E1, E2 and A of the OR block are on the termi Nals 1, 2 and 20 of the block OR (2) imaged. Die Terminals E und ST des Bau steins ASI sind abgebildet auf Terminals IN und FLTEXT eines Macro-Funktionsbau steins DCI_BAA. The terminals E and ST of construction steins ASI are mapped to terminals IN and FLTEXT a macro-functional building steins DCI_BAA. Die Signale SIG1 und SIG2 sind auf jeweils entsprechend bezeich nete Signale abgebildet. The signals SIG1 and SIG2 are respectively designated signals mapped. Das Störbitsignal SIG3 wurde zu SIG3:ERR. The Störbitsignal SIG3 became 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. In addition, a target system-specific internal signal and Sigman zielsystemspezifi specific signals SIGPFOPN and SIGOUT were: CALC_VAL generated and associated with the block DCI_BAA. Ebenso wurde das Terminal HYS mit dem Wert D = 1 verbun den. Likewise, the terminal HYS with the value D = 1 was-jointed.

Das in Fig. 2 gezeigte Beispiel bezieht sich auf eine 1 : 1 Abbildung. . The example shown in Figure 2 refers to a 1: 1 mapping. 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. Likewise Kings nen 1: N occur pictures of building blocks, if there is not a specific target system neutral block in the target system, but must be represented by a connecting several individual modules. Hierzu würden im Detailplan der jeweiligen Bausteinabbildung (s. Fig. 6) mehrere Bausteine ver schaltet sein. For this purpose would in detail plan of the respective block image (s. Fig. 6) a plurality of blocks ver switched on. Ebenso können N : 1 Abbildungen vorkommen, wenn für eine Schaltung mit mehreren Einzelbausteinen im Zielsystem dafür ein Macro-Funktionsbaustein existiert. Similarly, N: 1 pictures happen if it exists a macro function block for a circuit with several individual chips within the target system. Hierfür existieren bei der Terminalabbildung Verweise auf einen anderen Baustein und die dortigen Terminals auf die sie abgebildet werden sollen (siehe Fig. 8, Zwischenschritt). For this purpose exist in the terminal figure references to another module and to their respective terminals at which they are to be displayed (see Fig. 8, an intermediate step). Bei der Abbildung des Bausteins wird aus dem neutralen Baustein dann kein Baustein im Zielsystem; In the Figure the block no block in the target system is from the neutral block then; die Eingänge werden auf einen anderen Baustein abgebildet. The inputs are mapped to a different block. Fig. 9 zeigt eine zielsystemspezifische 2 : 1 Abbildung des Bei spiels aus Fig. 1. Fig. 9 shows a target specific 2: 1 imaging of the case of the game of 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 Pictures: This is a combina 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. Fig. 3 shows the expert system architecture of the implementation shown with reference to FIGS. 1 and 2 for execution. 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. The illustrated system is a wissensba overbased transfer framework with a memory for the target system neutral Planungser results of stored mapping rules a plurality of control systems, in this case system A and system B, as well as mapping mechanisms. 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. The knowledge base contains in addition to the mapping rules for the blocks and terminals also the rules that the target system-specific additional information (eg. B. measurements additional signals or additional ancillary circuitry) are necessary and therefore must be generated and added in 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 flow diagram for a mapping process, for example for the implementation of the planning results, shown in Fig. 1 in the conditions shown in Fig. 2 the function chart.

Im Schritt 1 erfolgt eine Suche der Startbausteine. In step 1, a search of the starting blocks are. Dabei werden alle Funktionsbau steine im Funktionsplan ermittelt, die keine verbundenen Funktionsbausteine am Ausgang besitzen. Here all functional building stones are determined in function block diagram that have no associated function blocks at the output. Ausgehend von diesen "Startbausteinen" werden jeweils die Schritte 2 bis 4 durchlaufen. Based on these "Start Blocks" are each pass through steps 2 to. 4 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. At the end of step 4 is not shown function blocks at the entrance are recursively also steps 2 through 4 through until all blocks are displayed after the imaging for all.

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. Fig. 5 shows the step 2 (Fig. 4) described imaging of the terminals: For all the terminals all occurring components are available for the target system so-called terminal mapping rules. Für jedes vorhandene Terminal eines Funktionsbausteins wird nach dem entsprechenden Objekt gesucht und anschlie ßend die Bezeichnung ausgetauscht. For each existing terminal of a function block searches for the corresponding object and subsequently ßend replaced the term.

Fig. 6 zeigt die mit Schritt 3 ( Fig. 4) bezeichnete Abbildung der Funktionsbausteine. Fig. 6 shows the step 3 (Fig. 4) designated illustration of the function blocks. Für die Abbildung der Bausteine existieren ebenfalls Objekte mit den Baustein-Abbil dungsvorschriften. For the depiction of the devices also exist objects with the block Abbil-making rules. Diese beinhalten einen eigenen Funktionsplan, der in Fig. 6 als Detailplan bezeichnet ist. These include its own function diagram, indicated in Fig. 6 as a detail plan. 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. After a successful search for the corresponding Whether ject with the mapping specification of the original function block is replaced by the new target system specific function block, and the ent speaking connections at the designated points of the new function block are prepared. Ebenso werden die Signale entsprechend den Anforderungen des Zielsystems umbenannt, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Also, the signals corresponding to the requirements of the target system to be renamed, as shown in Fig. 7. Die Abbildungsvorschriften beinhalten nicht nur die neuen Funktionsbausteine, sondern gegebenenfalls noch zusätzlich benötigte Informationen, wie z. The mapping rules include not only the new function blocks, but may still additionally required information, such. B. Zusatzsignale, die für das Zielsystem benötigt werden (Eingänge, Ausgänge). B. Additional signals which are required for the target system (inputs, outputs). Es kann auch vorkommen, daß ein Funkti onsbaustein auf mehrere Zielsystem-Funktionsbausteine abgebildet wird (1 : N Abbil dung). It may also happen that a functi onsbaustein is mapped to several destination system function blocks (1: N Abbil formation).

Im Schritt 4 ( Fig. 4) erfolgt jeweils ein Markieren eines schon abgebildeten Funkti onsbausteins. Is made in step 4 (Fig. 4) each include a marking an already imaged functi onsbausteins.

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. Starting from a imaged function block determined for all blocks in step 1 that have not been displayed, again performing steps 2 to 4. Fig. 7 zeigt ein Zwischenergebnis, wobei in einem nächsten rekursi ven Schritt der noch zielsystemneutral dargestellte ODER-Baustein abzubilden wä re. Fig. 7 shows an intermediate result, wherein mapping in a next step of still rekursi ven target system-neutral represented OR block laundri re.

Anschließend wird der so neu erhaltene Funktionsplan in einem geeigneten Format exportiert, so daß der Funktionsplan-Editor des Zielsystems diese Funktion einlesen kann. Thereafter, the function chart so obtained is re-exported in a suitable format so that the function block diagram editor of the target system can read this function.

Claims (5)

  1. 1. Wissensbasiertes Verfahren zur automatisierten Abbildung von zielsys temneutralen leittechnischen Planungsergebnissen auf zielsystemspezifische leit technische Strukturen unter Einsatz einer Datenverarbeitungsanlage, wobei 1. Knowledge-based method for the automated imaging of zielsys temneutralen instrumentation and control planning results to target specific technical routing structures using a data processing system, wherein
    • a) in die Datenverarbeitungsanlage intelligente Abbildungsmechanismen und Ab bildungsvorschriften zur Umsetzung von Funktionsbausteinen mit Hilfe von Wissenseditoren eingegeben und in der Anlage gespeichert werden, a) in the data processing system intelligent mapping mechanisms and from creation specifications inputted to the implementation of function modules with the aid of knowledge editors and are stored in the system,
    • b) in die Datenverarbeitungsanlage außerdem zielsystemspezifische Funktions bausteine wenigstens eines konkreten leittechnischen Systems eingegeben und gespeichert werden, b) in the data processing system also target specific function blocks are input at least a concrete process control system and stored,
    • c) in die Datenverarbeitungsanlage zielsystemneutral konfigurierte leittechnische Strukturen als Ergebnisse einer zielsystemneutralen Planung sowie Informatio nen bezüglich des gewünschten Zielsystems eingegeben werden, und c) to be entered in the data processing system target system-neutral process control structures configured as a results of a target system-neutral planning and INFORMATIO regard to the desired target system, and
    • d) gesteuert durch die Abbildungsmechanismen und unter Berücksichtigung der Abbildungsvorschriften eine automatisierte Umsetzung der zielsystemneutralen Strukturen sowie Informationen bezüglich des gewünschten Zielsystems in ziel systemspezifische leittechnische Strukturen sowie eine Ausgabe der Ergebnis se an das jeweilige Zielsystem und/oder eine Anzeigeeinrichtung erfolgt. d) controlled by the imaging mechanisms and taking into account the mapping rules an automated implementation of the target system-neutral structures as well as information regarding the desired destination system in target specific process control structures, and an output of the result se carried out on the target system and / or a display device.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automati sche Umsetzung der der zielsystemneutralen Strukturen sowie Informationen bezüg lich des gewünschten Zielsystems in zielsystemspezifische leitteechnische Struktu ren mittels eines Transfer-Frameworks realisiert wird. 2. The method of claim 1, characterized in that the automatic implementation of the specific target system-neutral structures as well as information bezüg Lich of the desired target system in target specific leitteechnische struc ren is realized by means of a transfer frameworks.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Transfer-Framework eine Wissensbasis aufweist, in der die intelligenten Abbildungs vorschriften mittels der Wissenseditoren zur Umsetzung von Funktionsbausteinen, Macro-Funktionsbausteinen und Terminals für unterschiedliche Zielsysteme enthal ten sind. 3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the transfer framework having a knowledge base, in which the intelligent mapping rules by the knowledge editors for implementation of function blocks, macro function blocks and terminals for different target systems are contained ten.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß der damit durchführbare Abbildungsprozeß die nachstehenden Schritte aufweist: 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the resulting viable imaging process comprising the steps of:
    • - Ermittlung der Funktionsbausteine, die abgebildet werden sollen, - determination of the function blocks that are to be displayed,
    • - Abbildung der Terminals eines identifizierten Funktionsbausteins, - Illustration of terminals of an identified function block,
    • - Abbildung des Funktionsbausteins, - Picture of the function block,
    • - Markieren des abgebildeten Bausteins, - Highlight of the shown block,
    • - Wiederholung der vorhergehenden Abbildungsschritte bis alle Bausteine abge bildet sind und Ausgabe der Ergebnisse. are repeating the previous figure steps until all blocks abge forms and output of results -.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß abzubildende Planungsergebnisse Funktionspläne für eine Regelung, Steu erung oder zur Kommunikation sind oder Ablaufsequenzen für unterschiedliche Be triebsmodi oder Meßlisten sind. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the planning results to be imaged function charts for a control, Command are augmentation or for communication or triebsmodi operational sequences for different Be or Meßlisten are.
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