DE19914206A1 - Verfahren zum automatischen Bestimmen der Prozeßabbildadressen einzelner Kanäle von miteinander verbundenen Geräten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Bestimmen der Prozeßabbildadressen einzelner Kanäle von miteinander verbundenen Geräten (11, 12, 13) in einem Prozeßabbildbereich eines Speichers (40). Anzahl und Anordnung der Geräte (11, 12, 13) sowie die Funktionalität jedes Geräts (11, 12, 13) sind vorgegeben. Erfindungsgemäß wird zunächst die Zahl der Kanäle jedes Geräts (13) ermittelt. Anschließend wird ein für diese Anzahl von Kanälen erforderlicher Block des Prozeßabbildbereichs für jedes Gerät (13) festgelegt und jedem Kanal des Geräts (13) eine Prozeßabbildadresse aus diesem Block zugeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automa­ tischen Bestimmen der Prozeßabbildadressen einzelner Kanäle von miteinander verbundenen Geräten in einem Prozeßabbildbe­ reich eines Speichers, wobei die Anzahl und Anordnung der Ge­ räte sowie die Funktionalität jedes Geräts vorgegeben sind.

Derartige miteinander verbundene Geräte werden beispielsweise in der Prozeßleittechnik benutzt. Im Regelfall ist ein erstes Gerät über mindestens einen Verbindungsstrang mit einer Reihe von weiteren Geräten verbunden, und an jedes weitere Gerät ist eine Reihe von Geräten angeschlossen. Es sind Sensoren und Aktoren vorhanden, die mit übergeordneten Baugruppenträ­ gern und Automatisierungsgeräten verschiedene Signale austau­ schen. Die Geräte verfügen über eine bestimmte Zahl von Kanä­ len zum Übertragen dieser Signale. Zur Übertragung eines ein­ fachen Signals reicht ein einziger Kanal aus, während kom­ plexe Signale in der Regel mehrere Kanäle benötigen. Die Si­ gnale werden in einem Prozeßabbildbereich eines Speichers ab­ gelegt und an die einzelnen Geräte weitergeleitet beziehungs­ weise von diesen angefordert. Hierbei wird auf bestimmte Pro­ zeßabbildadressen zugegriffen. Selbstverständlich muß jeder dieser Prozeaßabbildadressen der richtige Kanal zugeordnet sein, da die Funktionalität sonst nicht gegeben ist.

Die Anzahl und Anordnung der Geräte sowie der Typ jedes Ge­ räts und damit die Zahl der Kanäle hängen vom Einzelfall ab. Bei jeder neuen Projektierung eines Systems oder einer Ände­ rung in bestehenden Projektierungen müssen daher die Prozeß­ abbildadressen der einzelnen Kanäle neu bestimmt werden. Bis­ her werden die Prozeßabbildadressen manuell vom Anwender be­ stimmt und verwaltet. Nachteilig hierbei ist, daß die manu­ elle Projektierung und Verwaltung, insbesondere bei Änderun­ gen, sehr aufwendig und fehleranfällig ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfah­ ren zum automatischen Bestimmen der Prozeßabbildadressen ein­ zelner Kanäle von miteinander verbundenen Geräten in einem Prozeßabbildbereich eines Speichers bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Zahl der Ka­ näle jedes Geräts ermittelt wird, ein für diese Anzahl von Kanälen erforderlicher Block des Prozeßabbildbereichs für je­ des Gerät festgelegt wird und jedem Kanal des Geräts eine Prozeßabbildadresse aus diesem Block zugeordnet wird.

Nachdem die Funktionalität jedes Geräts bekannt ist, kann die Zahl der Kanäle automatisch ermittelt werden. Anschließend wird in Abhängigkeit von der Anzahl der Kanäle ein bestimmter Block des Prozeßabbildbereichs für jedes Gerät freigegeben. Danach wird jedem Kanal eine Prozeßabbildadresse aus diesem Block zugeordnet. Die einzelnen Geräte können hierbei in be­ liebiger Reihenfolge abgearbeitet werden.

Weder die Zahl der Kanäle noch der erforderliche Block des Prozeßabbildbereichs müssen manuell ermittelt und festgelegt werden. Nach dem Festlegen des Blocks wird automatisch jedem Kanal eine Prozeßabbildadresse zugeordnet. Ein manuelles Be­ stimmen von Prozeßabbildadressen ist nicht mehr erforderlich. Neue Projektierungen sowie Änderungen an bestehenden Projek­ tierungen können ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin­ dung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorteilhaft wird jedem Block eine eindeutige Kennung für das zugehörige Gerät zugeordnet. Hierdurch wird ein Rückschluß von den Prozeßabbildadressen auf das einzelne Gerät möglich.

Bei fehlerhaften Signalen können das Gerät und sein Standort und ohne Aufwand ermittelt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung entspricht die Größe des Blocks jedes Geräts der Gesamtzahl der Kanäle dieses Ge­ räts. Dies Prozeßabbildadressen werden fortlaufend vergeben, wobei der Speicher durchgehend belegt wird. Der zur Verfügung stehende Speicherplatz wird optimal ausgenutzt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der jedem Verbin­ dungsstrang zugeordnete Prozeßabbildbereich des Speichers fest vorgegeben. Dies ermöglicht das Verwenden standardisier­ ter Komponenten für jeden Verbindungsstrang, so daß die Kon­ zeption vereinfacht und die Kosten gesenkt werden.

Alternativ kann der jedem Verbindungsstrang zugeordnete Pro­ zeßabbildbereich des Speichers in Abhängigkeit von der Anzahl der in den Verbindungsstrang angeordneten weiteren Geräte festgelegt werden. Hierdurch wird eine optimale Anpassung an unterschiedliche Projektierungen erreicht.

Vorteilhaft wird zur Ermittlung der Zahl der Kanäle jedes Ge­ räts der der jeweiligen Funktionalität zugeordnete Typ jedes Geräts verwendet. Die Funktionalität wird bei der Projektie­ rung festgelegt, und in Abhängigkeit von der Funktionalität ein bestimmter Typ des Geräts festgelegt. Jeder Gerätetyp weist eine bestimmte Anzahl von Kanälen auf, die einfach au­ tomatisch ermittelt werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Anzahl der Kanäle für unterschiedliche Typen von Geräten in maschinen­ lesbarer Form gespeichert und wird zum automatischen Bestim­ men der Prozeßabbildadressen abgerufen. Bei der Projektierung eines Systems werden im Regelfall an sich bekannte Geräte und Gerätetypen verwendet. Ein aufwendiges Ermitteln der Anzahl der Kanäle ist in diesem Fall nicht erforderlich. Die Projek­ tierung wird vereinfacht und beschleunigt.

In vorteilhafter Weiterbildung werden zur Ermittlung der Zahl der Kanäle jedes Geräts das oder die Eingangssignale und/oder das oder die Ausgangssignale verwendet. Hierdurch wird si­ chergestellt, daß nicht nur der Typ jedes Geräts, sondern auch dessen Funktion berücksichtigt werden. Eventuelle Wider­ sprüche zwischen dem Typ des Geräts und der Funktion werden automatisch festgestellt und können behoben werden. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit erhöht.

Vorteilhaft werden die Eingangs- und Ausgangssignale jedes Geräts eindeutig einzelnen Kanäle dieses Geräts zugeordnet. Die Prozeßabbildadressen der einzelnen Kanäle sind bereits bestimmt worden. Von diesen Prozeßabbildadressen ist nun auch ein Rückschluß auf die einzelnen Signale möglich. Insbeson­ dere bei Signalen, die mehrere Kanäle belegen, wird die Pro­ jektierung wesentlich vereinfacht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels beschrieben, das schematisch in der Zeichnung darge­ stellt ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Anlage- und Ge­ rätestrukturplans;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Baugruppenan­ ordnungsplans;

Fig. 3 eine Zuordnung der Signale zu den Kanälen;

Fig. 4 einen Funktionsplan für die Projektierung von Ein­ zelsignalen;

Fig. 5 einen Funktionsplan für die Projektierung von Si­ gnalgruppen;

Fig. 6 einen Funktionsplan für die Projektierung von Mes­ sungen;

Fig. 7 eine Schematische Darstellung der Speicherverwal­ tung; und

Fig. 8 ein Ablaufschema einer Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Anlage- und Gerätestruktur­ plan sowie einen Baugruppenanordnungsplan mit Automatisie­ rungsgeräten 11, Baugruppenträgern 12.1, 12.2 bis 12.6 sowie einzelnen Baugruppen 13.1, 13.2 bis 13.7. Die Automatisie­ rungsgeräte 11 sind an eine gemeinsame Datenleitung 14, die als Bus bezeichnet wird, angeschlossen. An diesen Bus sind weitere Geräte, wie ein Bedien- und Beobachtungssystem 19, ein Diagnosesystem 20 sowie ein Engineeringsystem 21 ange­ schlossen.

Zum Verbinden der Automatisierungsgeräte 11 mit den Baugrup­ penträgern 12 dienen Verbindungsstränge 15. Die Baugruppen­ träger 12 sind seriell hintereinander in einem gemeinsamen Verbindungsstrang geschaltet. Jeder Baugruppenträger 12 trägt eine Reihe von Baugruppen 13. Die Baugruppen 13 werden in Ab­ hängigkeit vom Einzelfall ausgewählt. Es können insbesondere unterschiedliche Sensoren oder Aktoren verwendet werden. Zur Steuerung müssen Daten von den Automatisierungsgeräten 11 über die Verbindungsstränge 15 an die Baugruppenträger 12 und die Baugruppen 13 und die Gegenrichtung übertragen werden. Jede Baugruppe 13 weist zur Übertragung dieser Signale eine Reihe von Kanälen 16 auf.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Baugruppe 13.3 mit einer Viel­ zahl von Kanälen 16.3.1 bis 16.3.n. Jedem Kanal ist eine ein­ deutig bezeichnete Kanalnummer 17.3.1 bis 17.3.n zugeordnet. Den einzelnen Kanälen 17.3.1 bis 17.3.n sind Signalbezeich­ nungen 18.3.1 bis 18.3.m zugeordnet. Die Anzahl der Signalbe­ zeichnungen 18 kann von der Anzahl der Kanalnummern 17 abwei­ chen, da ein komplexes Signal mehrere Kanäle 16 umfaßt.

Die Numerierung der Kanäle 16 ist für die gesamte Anlage ein­ deutig. Somit kann genau zugeordnet werden, welche Kanalnum­ mern 17 welchen Baugruppen 13 zugeordnet sind. Zum Verbinden kann der Baugruppenträger 12 eine Reihe von Steckplätzen auf­ weisen, in die entsprechende Anschlüsse der Baugruppe 16 ein­ geführt werden.

Mehrere Baugruppenträger 12 sind über einen Verbindungsstrang 15 mit einem Automatisierungsgerät 11 verbunden. Von jedem Automatisierungsgerät 11 können mehrere Verbindungsstränge 15 ausgehen. Die Baugruppenträger 12 können über diese Verbin­ dungsstränge 15 Signale mit dem Automatisierungsgerät 11 aus­ tauschen. Das Automatisierungsgerät 11 weist einen Speicher 40 auf, in dem zu jedem Verbindungsstrang 15 ein Prozeßab­ bildbereich 41 eingerichtet wird. In diesem Prozeßabbildbe­ reich 41 werden erfindungsgemäß automatisch Prozeßabbild­ adressen 44 für die einzelnen Kanäle 16 bestimmt.

Zum automatischen Bestimmen der Prozeßabbildadressen werden Funktionspläne 22, 31, 33 erstellt, die in den Fig. 4 bis 6 näher dargestellt sind. Fig. 4 zeigt einen Funktionsplan 22 für die Projektierung von Einzelsignalen, Fig. 5 einen Funktionsplan 31 für die Projektierung von Signalgruppen und Fig. 6 einen Funktionsplan 33 für die Projektierung von Mes­ sungen. Sämtliche Funktionspläne 22, 31, 33 weisen eine Ta­ belle 23 für Eingangssignale 26, 27, 28, 29, eine weitere Ta­ belle 24 für Ausgangssignale 30 sowie einen Verknüpfungsbe­ reich 25 auf. Den Eingangssignalen 26, 27, 28, 29 sowie den Ausgangssignalen 30 sind hierbei feste Plätze in den Tabellen 23, 24 zugewiesen. Zur Verknüpfung dieser Plätze mit den ein­ zelnen Kanälen 16 dienen die Prozeßabbildadressen. Jedes Si­ gnal 26, 27, 28, 29, 30 kann hierbei einen oder mehrere Ka­ näle 16 belegen.

In Fig. 4 werden mehrere voneinander getrennte Einzelsignale 26, 27, 28, 29 in dem Verknüpfungsbereich 25 nach vorgegebe­ nen logischen Spezifikationen miteinander zu einem Ausgangs­ signal 30 verknüpft. In Fig. 5 werden drei Eingangssignale 26, 27, 28 an ein Einzelsteuergerät 32 geleitet, das an­ schließend ein Ausgangssignal 30 erzeugt. Fig. 6 zeigt die Projektierung einer Messung, bei der neben dem eigentlichen Nutzsignal noch eines oder mehrere Qualitätssignale 34, 35 übertragen werden. Jeder Funktionsplan 22, 31, 33 weist zur genauen Zuordnung weiter ein Kennzeichnungsfeld 36 auf. Die­ ses Kennzeichnungsfeld 36 ermöglicht eine eindeutige Zuord­ nung des jeweiligen Funktionsplans 22, 31, 33 zu den Automa­ tisierungsgeräten 11, Baugruppenträgern 12, Baugruppen 13 und den Prozeßabbildadressen.

Die Zahl der Kanäle 16 jedes Geräts 13 wird aus dem Gerätetyp ermittelt. Zur Erhöhung der Genauigkeit und Überprüfung kann zusätzlich der jeweilige Funktionsplan 21, 31, 33 unter Be­ rücksichtigung der Eingangssignale 26, 27, 28, 29 und/oder der Ausgangssignale 30 herangezogen werden.

Fig. 7 zeigt eine schematischer Darstellung der Verwaltung des Speichers 40. Der Speicher 40 ist in dem Automatisie­ rungsgerät 11 angeordnet und in eine Reihe von Prozeßabbild­ bereichen 41.1, 41.2 bis 41.n unterteilt. Jedem Prozeßabbild­ bereich 41 ist genau ein Verbindungsstrang 15 zugeordnet. An jedem Verbindungsstrang 15 sind mehrere Baugruppenträger 12 angeordnet. Der Prozeßabbildbereich 41 wird in einzelne Blöcke 43.1, 43.2 bis 43.m unterteilt, wobei jeder Block 43 genau einer Baugruppe 13 zugeordnet ist. Die Blöcke 43 setzen sich aus den Prozeßabbildadressen 44.1, 44.2 bis 44.p der Ka­ näle 16 zusammen.

Die Größe jedes Blocks 43 entspricht der Gesamtzahl der Ka­ näle 16 des jeweiligen Geräts 13. Wird wie in Fig. 3 darge­ stellt ein Gerät 13.3 mit n Kanälen 16.3.1 bis 16.3.n ver­ wendet, werden auch n Prozeßabbildadressen 44.1 bis 44.n zugeordnet. Jedem Block 43 wird weiter eine eindeutige Ken­ nung 42 für das zugehörige Gerät 13 zugeordnet.

Somit wird jedem Kanal 16 jeder Baugruppe 13 eine eindeutig definierte Prozeßabbildadresse 44 in dem Prozeßabbildbereich 41 des Speichers 40 zugeordnet.

Fig. 8 zeigt schematisch ein Ablaufschema zum automatischen Bestimmen der Prozeßabbildadressen 44. Es werden Funktions­ pläne 21, 31, 33 sowie ein Anlagestrukturplan, ein Geräte­ strukturplan und Baugruppenanordnungspläne erstellt. Diese Pläne beinhalten eine vollständige Projektierung der Signale, der Anzahl und Anordnung der Automatisierungsgeräte 11, Bau­ gruppenträger 12 und Baugruppen 13. Auch der Typ jedes dieser Geräte 11, 12, 13 ist fest vorgegeben. Das Bestimmen der Pro­ zeßabbildadressen erfolgt hier in mehreren Schritten.

Zunächst wird die Zahl der Kanäle 16 jeder Baugruppe 13 er­ mittelt. Die Baugruppen 13 werden hierbei nacheinander abge­ arbeitet. Es bietet sich an, an einem Baugruppenträger 12 an­ gebrachte Baugruppen 13 nacheinander abzuarbeiten. Die Bau­ gruppenträger 12 können ebenfalls in beliebiger Reihenfolge abgearbeitet werden. Hier ist es vorteilhaft, zunächst sämt­ liche an einen Verbindungsstrang 15 angeschlossenen Baugrup­ penträger 12 abzuarbeiten. Nach dem Abarbeiten ist die Zahl der Kanäle 16 eines Verbindungsstrangs 15 bekannt. Die Ver­ bindungsstränge 15 eines Automatisierungsgeräts 11 werden nacheinander behandelt. Sobald sämtliche Automatisierungsge­ räte 11 mit den daran angeschlossenen Baugruppenträgern 12 und Baugruppen 13 behandelt worden sind, ist die Zahl der Ka­ näle 16 insgesamt bekannt.

Anschließend wird für jede Baugruppe 13 ein Block 43 im über­ geordneten Speicher 40 des Automatisierungsgeräts 11 reser­ viert. In diesem Block 43 ist zu jedem Kanal 16 der Baugruppe 13 eine Prozeßabbildadresse 44 vorhanden. Die Größe jedes Blocks 43 entspricht somit der Gesamtzahl der Kanäle 16. Zu jedem Block 43 wird eine Kennung 42 vergeben, die charakteri­ stisch für die Baugruppe 13 ist.

In dem Speicher 40 liegen nunmehr Prozeßabbildbereiche 41 so­ wie Blöcke 43 vor, die eindeutig mit den einzelnen Kanälen 16 der Baugruppen 13 verknüpft sind. Den Kanälen 16 sind automa­ tisch Prozeßabbildadressen 44 zugewiesen worden.

Die Signale 26, 27, 28, 29, 30 sind eindeutig verschiedenen Kanälen 16 zugeordnet. Wegen der Zuordnung der Kanäle 16 zu den Prozeßabbildadressen 44 sind auch die Signale 26, 27, 28, 29, 30 eindeutig bestimmten Prozeßabbildadressen 44 zugeord­ net.

Im Anschluß werden die Prozeßabbildadressen 44 sowie die Ken­ nungen 42 und Zuordnungen abgespeichert.

Für die Projektierung von Änderungen werden die bereits vor­ liegenden Funktionspläne 22, 31, 33 sowie der Anlageplan, der Gerätestrukturplan und der Baugruppenanordnungsplan aufgeru­ fen und aktualisiert. Anschließend werden erneut automatisch die Prozeßabbildadressen 44 der einzelnen Kanäle 16 ermit­ telt.

Aus Gründen der konstruktiven Vereinfachung wird jedem Ver­ bindungsstrang 15 ein in der Größe fest vorgegebener Prozeß­ abbildbereich 41 des Speichers 40 in dem Automatisierungsge­ rät 11 vorgegeben. Die Größe des Prozeßabbildbereichs wird hierbei vor dem Bestimmen der Prozeßabbildadressen 44 festge­ legt. Wenn die Projektierung zeigt, daß der vorgegebene Pro­ zeßabbildbereich 41 nicht ausreicht, wird der Prozeßabbildbe­ reich 41 vergrößert. Im Anschluß werden erneut die Prozeßab­ bildadressen 44 bestimmt. Alternativ kann der jedem Verbin­ dungsstrang 15 zugeordnete Prozeßabbildbereich 41 des Spei­ chers 40 in Abhängigkeit von der Anzahl der in dem Verbin­ dungsstrang 15 angeordneten Baugruppenträger 12 festgelegt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt ein automatisches Be­ stimmen von Prozeßabbildadressen 44. Ein manuelles Festlegen und Dokumentieren dieser Prozeßabbildadressen 44 ist nicht mehr erforderlich. Neue Projektierungen und Änderungen an be­ reits bestehenden Projektierungen können rasch und unkompli­ ziert sowie fehlerfrei vorgenommen werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum automatischen Bestimmen der Prozeßabbild­ adressen (44) einzelner Kanäle (16) von miteinander verbunde­ nen Geräten (11, 12, 13) in einem Prozeßabbildbereich (41) eines Speichers (40), wobei die Anzahl und Anordnung der Ge­ räte (11, 12, 13) sowie die Funktionalität jedes Geräts (11, 12, 13) vorgegeben sind, mit folgenden Schritten:
Ermitteln der Zahl der Kanäle (16) jedes Geräts (13),
Festlegen eines für diese Anzahl von Kanälen (16) erfor­ derlichen Blocks (43) des Prozeßabbildbereichs (41) für jedes Gerät (13), und
Zuordnen einer Prozeßabbildadresse (44) aus diesem Block (43) zu jedem Kanal (16) des Geräts (13).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jedem Block (43) eine eindeutige Kennung (42) für das zugehörige Gerät (43) zuge­ ordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Größe des Blocks (43) jedes Geräts (13) der Gesamtzahl der Kanäle (16) dieses Geräts (13) entspricht.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der einem Verbindungsstrang (15) zwischen den Geräten (11, 12) zugeordnete Prozeßabbildbereich (41) des Speichers (40) fest vorgegeben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der jedem Verbindungsstrang (15) zugeordnete Prozeßabbildbereich (41) des Speichers (40) in Abhängigkeit von der Anzahl der in dem Verbindungsstrang (15) angeordneten weiteren Geräte (12) festgelegt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ermittlung der Zahl der Kanäle (16) jedes Geräts (13) der der jeweiligen Funktionalität zugeordnete Typ des Geräts (13) verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Kanäle (16) für unterschiedliche Typen von Ge­ räten (13) in maschinenlesbarer Form gespeichert ist und zum automatischen Bestimmen der Prozeßabbildadressen (44) abgeru­ fen wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ermittlung der Zahl der Kanäle (16) jedes Geräts (13) das oder die Eingangssignale (26, 27, 28, 29) und/oder das oder die Ausgangssignale (30) verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eingangs- und Ausgangssignale (26, 27, 28, 29, 30) jedes Geräts (13) eindeutig einzelnen Kanälen (16) dieses Geräts (13) zugeordnet werden.