DE19857168A1 - System zur Objektreservierung - Google Patents
System zur ObjektreservierungInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Reservierung des Zugriffs auf ein Objekt einer Leitanlage (10), die erste und zweite Controller (3, 6) eines oder mehrerer Leitsysteme sowie mehrere Anzeige- und Bedienstationen (1, 4) enthält, die über wenigstens ein Bussystem (2, 5) miteinander verbunden sind. Um einen automatisch wirkenden gesicherten Zugriff auf ein Objekt zu erreichen, sind in Programmen des jeweils zweiten Controllers (6) Programmteile (Memory-Elemente, Type-Circuit) integriert, die eine Erfassung und Speicherung der Identität einer zugreifenden Anzeige- und Bedienstation (z. B. 1) durchführen. Nach Prüfung der Zugriffsberechtigung durch Vergleich von Identifikationscodes wird ein Befehl weitergeleitet oder zurückgewiesen. Es sind Mittel (Memory-Elemente) zur Rückmeldung des Reservierungsstatus an die Anzeige- und Bedienstationen (1, 4) vorhanden.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Reservierung des Zugriffs auf ein Ob
jekt in einer Leitanlage, die Controller eines oder mehrerer Leitsysteme sowie mehre
re Anzeige- und Bedienstationen enthält.
Leitanlagen zur Steuerung und Regelung eines technischen Prozesses, beispiels
weise in einer Kraftwerksanlage enthalten üblicherweise Controller und sonstige Sy
stemkomponenten eines Leitsystems. Leitsysteme sind beispielsweise Systeme wie
PROCONTROL oder AC160 der Firma ABB.
Objekte sind in Controllern installierte Programme oder Programmteile zur Steuerung
und Regelung von Anlagenkomponenten, wie Antriebe oder Pumpen, oder bei
spielsweise für sogenannte Gruppensteuerungen, z. B. zum Anfahren eines Prozes
ses.
Ein Bediener (Operator) kann mittels einer Anzeige- und Bedienstation (auch als
Operator Station, Human Machine Interface (HMI) oder Man Machine Interface
(MMI) bezeichnet) auf Objekte zurückgreifen, um beispielsweise eine Pumpe einzu
schalten. Wenn mehrere Bedienstationen vorhanden sind, muß sichergestellt wer
den, daß nicht mehrere Bediener gleichzeitig auf ein Objekt zugreifen und mögli
cherweise gegenteilige Befehle erteilen können. Für den Fall, daß nur ein Leitsystem
eingesetzt ist, sind im Leitsystem üblicherweise Möglichkeiten zur Objektreservie
rung durch manuelle Eingaben an Bedienstationen vorgesehen. Für den Fall des
Einsatzes mehrerer Leitsysteme innerhalb einer Anlage sind Maßnahmen für eine
gesicherte Bedienung nicht bekannt. Wünschenswert ist eine automatisierte Siche
rung des Zugriffs, unabhängig davon, ob ein oder mehrere Leitsysteme eingesetzt
sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung des Problems der Re
servierung eines Objektes in einer Leitanlage, die Controller und mehrere Bedien
stationen eines Leitsystems oder unterschiedlicher Leitsysteme enthält, anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein System zur Objektreservierung mit den im Anspruch 1
angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren An
sprüchen angegeben.
Das vorgeschlagene System enthält Reservierungsfunktionen, die in den Objekten
integriert sind und eine selbsttätige Verwaltung der Zugriffsberechtigung bewirken.
Ein Datenverlust oder eine Behinderung eines zugriffsberechtigten Bedieners sind
während eines Reservierungszeitraums vermieden.
Mit dem System werden insbesondere nachstehende Ziele erreicht:
- - Zur gleichen Zeit kann ein Objekt nur von einem Operator-Arbeitsplatz oder von einer beispielsweise lokalen Bedienstelle bedient werden.
- - Alle anderen Operator-Arbeitsplätze haben Kenntnis darüber, daß ein Objekt re serviert ist.
- - Automatische Freigabe der Reservierung, wenn nach einer festgelegten Zeit kei ne Bedienhandlung mehr erfolgt ist.
- - Eine gezielte Freigabe eines reservierten Objekts vom Operator-Arbeitsplatz, der dieses Objekt reserviert hat.
- - Eine Quittierung kann unabhängig von der Reservierung eines Objekts erfolgen.
Eine weitere Erläuterung des Systems erfolgt nachstehend anhand eines in Zeich
nungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
Fig. 1 eine leittechnische Struktur einer Leitanlage (unterstützte Leitsystemum
gebung),
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Datenwege mit der in einem Objekt integrier
ten Reservierungsfunktionalität, und
Fig. 3 das im System verwendete Process Control Element, welches die Reser
vierungsfunktionalität erfüllt.
Fig. 1 zeigt die Struktur einer typischen Leitanlage 10, in der das Objektreservie
rungssystem Anwendung finden kann. Die Anlage 10 enthält eine erste Anzeige-
und Bedienstation 1, die über einen ersten Bus 2 mit einem ersten Controller 3 ver
bunden ist, wobei diese Komponenten 1, 2, 3 Komponenten eines ersten Leitsy
stems A sind. Der erste Controller 3 des Leitsystems A ist außerdem mit einem zu
einem zweiten Leitsystem B gehörenden zweiten Bus 5 verbunden. An den zweiten
Bus 5 sind zum zweiten Leitsystem B gehörende Komponenten, wie eine zweite An
zeige- und Bedienstation 4 sowie mehrere zweite Controller 6 angeschlossen. Mittels
der zweiten Controller 6 sind Anlagenkomponenten 8, z. B. Pumpen oder Antriebe
steuerbar. Mit 7 ist eine an einem Controller 6 angeschlossene lokale Bedienstelle
bezeichnet. Es ist hier unterstellt, daß an die Bussysteme 2, 5 angeschlossene Bus
teilnehmer im zyklischen Betrieb seriell auf den jeweiligen Bus zugreifen.
Die Funktionen des Objektreservierungssystems sind in den Bedienstationen 1, 4
bzw. der Bedienstelle 7 und in den zweiten Controllern 6 implementiert.
Die Bedienstationen 1, 4 sind dafür eingerichtet, einem Bediener einen Zugriff auf
Objekte durch Öffnen eines als Face Plate bezeichneten Bedien- und Anzeigefen
sters zu ermöglichen. Abhängig von einer Rückmeldung bestehender Objektreser
vierungen, die von dem jeweiligen zweiten Controller 6 über das zweite Bussystem
5, z. B. durch zyklische Aktualisierung erfolgt, werden im Face Plate Bedienungs
knöpfe (Buttons) aktiv geschaltet. Aktive Bedienungsknöpfe sind geschwärzt darge
stellt, inaktive gedimmt. Wenn ein Bediener mittels der aktiven Knöpfe einen Befehl
gibt, werden Daten von der Bedienstation, z. B. 1, zu einem Controller 6 übertragen,
die einen Bedienstation-Indentifikationscode und den Befehl enthalten. Ein Befehl
kann binär sein, z. B. ein "Ein"- oder "AUS"-Befehl, oder analog (real) sein, z. B. eine
Drehzahlvorgabe für einen Antrieb.
Die jeweils in den Objekten integrierten Funktionen des Objektreservierungssystems
werden nachstehend anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben.
Dabei werden Begriffe oder Bezeichnungen verwendet, die nachstehend beschrie
ben sind.
Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung der Datenwege durch im jeweiligen Objekt im
plementierte Reservierungsfunktionen.
Dabei ist dargestellt, daß binäre und analoge Memory-Elemente vorhanden sind.
Von einer Bedienstation als Befehl gesendete Daten werden je nach Datentyp in den
Memory-Elementen binär oder analog abgelegt.
Es ist weiterhin ein Programmteil Typ Circuit vorhanden, der mehrere PC-Elemente
enthält. Insbesondere ist ein PC-Element MMI-SEL vorhanden. Dieses erfindungs
wesentliche Element, das unten noch ausführlicher beschrieben ist, übernimmt die
Daten aus den Memory-Elementen, legt den Identifikationscode der Bedienstation ab
und prüft durch Vergleich mit einem möglicherweise bereits gespeicherten Identifika
tionscode, ob ein Zugriff auf das Objekt zulässig ist. Ist im PC-Element ein Identifka
tionscode einer anderen Station gespeichert, wird der Zugriffsversuch zurückgewie
sen, was der Bediener daran erkennt, daß die Bedienknöpfe auf seinem Face Plate
gedimmt werden.
Mit Hilfe der Memory-Elemente und der Prüffunktion des PC-Elements MMI-SEL läßt
sich eine Konfliktsituation lösen, die dadurch entstehen kann, daß zwei Bediener in
unterschiedlichen Bedienstationen gleichzeitig einen Befehl senden. Dies ist prinzi
piell möglich, da ein nicht reserviertes Objekt in allen Bedienstationen als frei gemel
det ist, also zugehörige Bedienknöpfe aktiv sind. Da die Bedienstationen jedoch
nacheinander Zugriff auf das jeweilige Bussystem haben, ergibt sich zwangsläufig
eine Reihenfolge des Zugriffs.
Nur wenn die Prüfung im PC-Element MMI-SEL ergibt, daß das Objekt für die sen
dende Bedienstation reservierbar ist oder schon reserviert ist, wird deren Befehl vom
PC-Element MMI-SEL zu einem weiteren PC-Element, z. B. zur Steuerung eines An
triebs weitergeleitet.
Mittels eines Memory-Elements Status wird der Reservierungsstatus über die Bussy
steme zu den Bedienstationen rückgemeldet. Mittels eines Memory-Elements Reser
vierungsidentifikation wird entsprechend rückgemeldet, welche Station zur Zeit Zu
griff hat.
Wird während eines längeren Zeitraums dem Objekt kein Befehl gesendet, wird die
Reservierung automatisch wieder aufgehoben, z. B. nach 30 s.
Wenn ein Operator oder eine Bedienstelle das Objekt gezielt freigibt, wird das Objekt
sofort für eine andere Reservierung wieder verfügbar.
Die anhand der Fig. 2 beschriebene Funktionalität ist hauptsächlich durch das im
Type Circuit integrierte PC-Element MMI-SEL gegeben, wodurch ein zusätzlicher
Planungsaufwand entfällt. Aufbau und Funktion des PC-Elements MMI-SEL, das in
Fig. 3 dargestellt ist, wird nachstehend noch weiter erläutert.
Der Timer wird zur Begrenzung der Reservierungsdauer eines Objekts genutzt.
Nach jedem Befehl wird der Timer neu initialisiert. Um fehlerhafte bzw. irrtümli
che Konfigurationseinflüsse zu begrenzen, wird die zugelassene Reservie
rungszeit folgendermaßen begrenzt: 5s<T<180 s.
- 1. Zur Speicherung der Identifikationsdaten der Operator-Station bzw. Bedien stelle, die das Objekt reserviert hat, um bei Folgebefehlen einen Vergleich anstellen zu können.
- 2. Zur Verifikation der Gültigkeit der Daten in anderen Memory-Elementen (z. B. Memory-Element real), so daß auch nur die Daten, die von der gleichen Be dienstelle kommen, durchgelassen werden.
Je nach dem Typ der Functional Unit in der das PC-Element MMI-SEL
eingesetzt wird, sind verschiedene Kombinationen der verfügbaren Eingangs-
Terminals erforderlich. Dies wird über die Call Parameter des Elements
gesteuert.
Das MMI-SEL PC-Element muß wissen, von welcher Quelle ein Befehl kommt.
Damit kann das Element entscheiden, ob es den Befehl durchläßt oder nicht.
Da der Befehl in das Memory-Element binär abgelegt wird, reicht es aus, wenn
dort der Identifikationscode der Quelle hinzugefügt wird.
Folgende Bits werden für den Identifikationscode verwendet.
Zum Beispiel wird der Befehl der Operator-Station 19 folgendermaßen mit den
besagten Bits codiert.
Nummer 19 binär codiert entspricht 10011
Im Fall der Reservierung durch die Operator-Station des Leitsystems A oder
einer lokalen Bedienstelle werden folgende Bits verändert.
Wenn das Objekt reserviert ist, wird ein Wert als Integer Long an dem Terminal
SELID ausgegeben.
Der Wert ist nicht binär codiert, sondern positionsabhängig.
Wenn die Operator-Station Nummer 19 des Leitsystems B z. B. das Objekt
reserviert hat, wird das Bit 19 des Integer-Long-Wertes gesetzt.
Falls ein Objekt nicht selektiert ist, stehen alle Bits auf 1.
Bit 31 wird zur Meldung der Reservierung von einer lokalen Bedienstelle oder
von einer Operator-Station im Leitsystem A genutzt.
Das Signal am Ausgangsterminal AC400S zeigt an, ob das Objekt von einer
Operator-Station des Leitsystems A reserviert wurde. Da der Status von dem
Objekt über ein Memory-Element binär auf den Bus B gesendet wird, wissen
alle mithörenden Systeme, ob das Objekt reserviert wurde. Die Bedeutung
dieses Signalzustandes wird in der folgenden Tabelle erläutert:
Die Operator-Station sendet ihre Befehle in das Memory-Element binär. Wie
vorher schon beschrieben, ist im gleichen Datentelegramm auch der
Identifikationscode der Quell-Operator-Station enthalten. Das Element MMI-
SEL überprüft die Quelle eines jeden Signals und entscheidet dann, ob es den
Befehl weitergibt oder nicht.
Jeder Befehl muß von einer Herkunftsidentifikation begleitet sein.
Folgende Schritte werden normalerweise vom Operator beim Senden eines
Befehls durchgeführt:
Die analogen Befehle werden in das Memory-Element real geschrieben. Diese
Befehle werden von einem Telegramm begleitet, welches in das Memory-
Element binär geschrieben wird und die Information enthält, daß ein analoger
Befehl ansteht/anstehen wird.
Folgendes Bit im Memory-Element zeigt diesen Zustand an.
Im Memory-Element binär muß parallel dazu auch der Identifikationscode der
Quelle stehen.
Im Falle eines Befehls von Lokal bzw. vom Leitsystem A wird das erforderliche
Einzelbit gesetzt.
Wegen der Übertragung der Daten über den Bus B liegt zwischen dem
Schreiben der Daten in das Memory-Element binär und dem Schreiben in das
Memory-Element real eine kurze variable Zeitspanne. Es gibt folgende zwei
Möglichkeiten:
- 1. Die Daten für das Memory-Element binär sind vor denen des Memory
Elements real vorhanden.
Sobald das MMI-SEL Daten von dem Memory-Element binär erhält, in denen ersichtlich ist, daß sie einen analogen Befehl begleiten, wird MMI- SEL auf den analogen Befehl warten. Kommt der analoge Befehl nicht innerhalb von 4 s wird angenommen, daß keiner mehr kommt und der Ursprungszustand wird wieder hergestellt. In diesem Fall muß der Operator den Befehl erneut geben. - 2. Die Daten für das Memory-Element real kommen vor den Daten für das
Memory-Element binär.
In diesem Fall wartet das MMI-SEL auf Daten des Memory-Elements binär, in denen ersichtlich ist, daß sie einen analogen Befehl begleiten. Wenn die Daten im Memory-Element binär nicht innerhalb von 4 s kommen oder mit einem anderen codierten Befehl kommen, wird der Ursprungszustand wieder hergestellt.
Das MMI-SEL Element wartet maximal 4 s auf das Eintreffen der Daten in dem
zweiten Memory-Element. Danach läuft die Reservierungszeit.
In den Daten des Memory-Elements binär wird ein Bit für diese Information
reserviert.
Wenn das MMI-SEL dieses Bit als gesetzt erkennt, wird das Objekt sofort
freigegeben und alle Bits in der Reservierungsidentifikation auf "1" gesetzt.
Jetzt kann das Objekt erneut von einer Operator-Station bzw. einer
Bedienstelle für sich reserviert werden.
Die Reservierung durch eine lokale Bedienstelle erfolgt, indem ein Befehl mit
der spezifischen Codierung in das Memory-Element binär geschrieben wird.
Wenn das Objekt frei ist, wird es sofort reserviert. Das Verhalten entspricht dem
der Reservierung durch eine Operator-Station.
Die Befehle werden dann vom MMI-SEL Element weitergereicht.
Auch hier erfolgt die Reservierung von der lokalen Bedienstelle prinzipiell wie
von der Operator-Station. Die Reservierungsanforderung wird durch
entsprechende Codierung dem Memory-Element und somit dem MMI-SEL-
Element mitgeteilt. Falls das Objekt frei ist, wird es sofort reserviert.
Der Befehl kann von dem MMI-SEL-Element zur Verarbeitung weitergereicht
werden.
Auch hier werden die Befehle von der Operator-Station A in das gleiche dem
gewünschten Objekt zugeordnete Memory-Element binär geschrieben. Diese
Daten werden dann in prinzipiell gleicher Weise vom MMI-SEL PC-Element
genutzt.
Der Reservierungsantrag wird mit entsprechender Codierung von der
Operator-Station über den Controller des Leitsystems A in das betreffende
Memory-Element binär geschrieben. Wenn das Objekt frei ist, wird es sofort
reserviert. Das Verhalten entspricht prinzipiell dem schon im vorhergehenden
im Detail beschriebenen Verhalten für die Operator-Station B.
Der Befehl wird zur weiteren Bearbeitung vom MMI-SEL PC-Element
weitergeleitet. Jeder weitere Befehl muß auch hier mit der zur Operator-
Station A zugehörigen Quellcodierung versehen sein, um berücksichtigt zu
werden.
Auch hier kann die erzwungene Freigabe in prinzipiell gleicher Form genutzt
werden.
Die Operator-Station bzw. der Controller des Leitsystems A schreibt auch
hier das Telegramm, in dem ein analoger Befehl angekündigt wird, in das
Memory-Element binär. Der analoge Befehl wird ebenso in das Memory-
Element real geschrieben.
Wenn das Objekt frei ist, wird es sofort reserviert. Die Information über die
Reservierung wird auch hier anhand des Memory-Elements
Reservierungsidentifikation für alle sichtbar auf den Bus B gesendet.
Der Befehl wird dann vom MMI-SEL zur Verarbeitung weitergereicht.
Das Verhalten entspricht prinzipiell dem der Reservierung anhand eines
analogen Befehls von der Operator-Station B.
Claims (6)
1. System zur Reservierung des Zugriffs auf ein Objekt in einer Leitanlage
(10), die erste und zweite Controller (3, 6) eines oder mehrerer Leitsysteme sowie
mehrere Anzeige- und Bedienstationen (1, 4) sowie Bedienstellen (7) enthält, die
über wenigstens ein Bussystem (2, 5) miteinander verbunden sind, wobei
- a) Objekte in den zweiten Controllern (6) installierte Programmteile zur Steue rung und Regelung von Anlagenkomponenten (8), wie Antriebe oder Pum pen sind,
- b) die Anzeige- und Bedienstationen (1, 4) jeweils Programmteile zur Anzeige eines Reservierungsstatus und zur Bedienung des jeweiligen Objektes ent halten,
- c) in den Objekten jeweils Programmteile (Memory-Element, Type-Circuit) mit
Reservierungsfunktionen integriert sind zur
- - Erfassung der Identität einer steuernden Anzeige- und Bedienstation (1, 4) oder Bedienstelle (7), Prüfung ob diese Station (1, 4, 7) zur Zeit Zugriff hat, und falls dies gegeben ist, Weiterleitung deren Schalt-, Steuer- oder Re gelbefehl an Programmteile (PC-Element) zur Durchführung dieses Be fehls,
- - Einspeisung von Signalen in das Bussystem (hier Bus 5), die dem jeweils gegebenen Reservierungsstatus einschließlich der zugehörigen Stationsi dentifikation entsprechen, bis dieser Status durch Ablauf einer einstellba ren Zeitspanne oder aktiv durch die berechtigte Station (1, 4, 7) aufgeho ben ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine
erste Bedienstation (1) vorhanden ist, die an ein Bussystem (2) eines ersten Leitsy
stems A angeschlossen ist, und wenigstens eine zweite Bedienstation (4), die an ein
Bussystem (5) eines zweiten Leitsystems B angeschlossen ist.
3. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß an wenigstens einen zweiten Controller (6) eine lokale Bedienstation (7)
angeschlossen ist.
4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Anzeige- und Bedienstationen (1, 4) mittels ihrer Programmteile dafür
eingerichtet sind, den Reservierungsstatus eines Objektes, auf das ein Bediener zu
greifen möchte, jeweils durch aktive oder inaktive, z. B. gedimmte Bedienungsknöpfe
auf einer Bildschirmfläche (Face Plate) der Anzeige- und Bedienstation (z. B. 1) an
zuzeigen, und außerdem anzuzeigen, welche andere Bedienstation zur Zeit Zugriff
hat.
5. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß in den Objekten Programmteile (Memory-Element, Type-Circuit) zur Lösung
von Konfliktsituationen durch quasi gleichzeitigen Zugriff von mehr als einer Station
(1, 4, 7) vorhanden sind, wobei über das wenigstens eine Bussystem (5) seriell über
tragene Befehle zwischengespeichert und durch Übernahme des jeweiligen Befehls
aus der Zwischenspeicherung (Memory-Elemente) und Vergleich mit einem gegebe
nenfalls gespeicherten Identifikationscode geprüft wird, ob bereits eine Reservierung
besteht.
6. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Programmteile in den Anzeige- und Bedienstationen (1, 4) jeweils die
Öffnung eines Anzeige- und Bedienfensters (Face Plate) zur Eingabe von Befehlen
ermöglichen, wobei ein Schließen des Fensters die aktive Aufhebung des Reservie
rungsstatus, also die Freigabe des Objektes bewirkt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19857168A DE19857168A1 (de) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | System zur Objektreservierung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19857168A DE19857168A1 (de) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | System zur Objektreservierung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19857168A1 true DE19857168A1 (de) | 2000-06-15 |
Family
ID=7890724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19857168A Withdrawn DE19857168A1 (de) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | System zur Objektreservierung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19857168A1 (de) |
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- 1998-12-11 DE DE19857168A patent/DE19857168A1/de not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
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