DE19946740A1 - Verfahren zum Erstellen eines Anwendungsprogrammes für ein Automatisierungsgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen eines Anwendungsprogrammes für ein Automatisierungsgerät. Bei diesem Verfahren werden Objekte einer Anlage oder eines technischen Prozesses auf einem Bildschirm dargestellt und einem am Bildschirm dargestellten Objekt mindestens ein Ereignis und ein zugehöriges Verhalten zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen eines An­ wendungsprogrammes für ein Automatisierungsgerät.

Automatisierungsgeräte dienen dem Zweck der vollständigen oder teilweisen Automatisierung von technischen Anlagen jeg­ licher Art. Bedingt durch die technische Entwicklung der ver­ gangenen Jahre steigt zum einen der Umfang und die Komplexi­ tät der anwendungsspezifischen, projektierten oder program­ mierten Funktionalität in Automatisierungsgeräten. Zum ande­ ren bewegt sich die Automatisierungstechnik immer weiter in den Bereich nicht industrieller Anwendungen hinein.

Abläufe in Anlagen und technischen Prozessen sind häufig durch Ereignisse geprägt, die seitens der Automatisierungs­ geräte eine Reaktion bzw. eine Beeinflussung der Anlage oder des technischen Prozesses erfordern. Viele Aufgabenstellungen in der Automatisierung von Anlagen sind daher ihrer Natur nach durch ein Ereignis/Reaktions-Modell gekennzeichnet. Her­ kömmliche Programmiersprachen werden diesem Ereignis/Reak­ tions-Modell nicht gerecht. Dabei erfolgt die Darstellung ei­ nes Systems, das durch diskrete Zustände und Ereignisse ge­ kennzeichnet ist, mit Hilfe eines mehr oder weniger konti­ nuierlichen Prozesses im Automatisierungsgerät. Die Lösung des Problems entspricht nicht direkt seiner inneren Natur und ist deshalb fehleranfällig und nicht unmittelbar verständ­ lich.

Es gibt eine Vielzahl von Programmier- und Pojektiersprachen auf textueller und graphischer Basis für Automatisierungs­ geräte. Einige davon sind auch genormt. Die IEC 1131 bei­ spielsweise normt eine "Instruction List", den "Structured Text", die "Continues Function Charts" und die "Sequential Function Charts" als Programmiersprachen für Automatisie­ rungsgeräte. Typisch für diese und andere herkömmliche Pro­ grammiersprachen ist die Definition einer Abbildung von Ein­ gangssignalen auf Ausgangssignale des Automatisierungsgerätes durch das Anwenderprogramm. Die Eingangssignale sind Werte und Informationen, die an der Anlage oder dem technischen Prozeß durch unterschiedliche intelligente Geräte erfaßt wer­ den. Ausgangssignale beeinflussen über ihre Werte, die das Anwenderprogramm erzeugt, die Anlage oder den technischen Prozeß.

Eine Anlage oder ein technischer Prozeß stellen sich dem An­ wendungsprogrammierer daher als eine Vielzahl scheinbar unab­ hängiger, gleichwertiger Signale dar. Deshalb und auch wegen des zunehmenden Umfangs der Anwendungsprogramme verliert der Programmierer mit den herkömmlichen Programmiersprachen schnell die Übersicht. Er kann die Abhängigkeit zwischen den einzelnen Signalen und auch zwischen Programmvariablen nicht mehr überblicken und erfassen. An sich abgeschlossene Funk­ tionen bzw. zu steuernde Einheiten einer Anlage oder eines technischen Prozesses sind in bezug auf ihre Daten und den Programmcode zu ihrer Steuerung und Parametrierung weit ver­ streut. Fehlerhafte, schwer änderbare, schwer erweiterbare, nur eingeschränkt wiederverwendbare und mit hohem Aufwand erstellte Anwendungsprogramme sind die Folge.

Die herkömmlichen Programmiersprachen tragen den diskreten Zuständen und Ereignissen einer realen Anlage oder eines technischen Prozesses nur unzureichend Rechnung. Mit Hilfe der zustandsorientierten Programmiersprachen wie "Sequential Function Charts" oder "Schrittketten" kann der Programmierer zwar die Zustände einer Anlage modellieren. Das Auslösen von Zustandsübergängen aber wird in Form von Bedingungen für Ein- und Ausgangswerte und Programmvariablen dargestellt. Dabei gibt es keine anschaulichen Objekte, die konkrete Ereignisse auslösen. Sowohl Objekte als auch Ereignisse sind nur indirekt definiert. Der Anwendungsprogrammierer hat nur über Ad­ ressen Zugriff zu den genannten Objekten und Ereignissen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zum Erstellen eines Anwendungsprogrammes für ein Automatisierungsgerät anzugeben, bei welchem für den Anwendungsprogrammierer der Programmier­ vorgang verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen An­ sprüchen angegeben.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren die Übersichtlichkeit, Qua­ lität, Beherrschbarkeit und Änderungsfreundlichkeit der An­ wenderprogrammierung bzw. Projektierung in einem Automatisie­ rungsgerät verbessert ist. Weiterhin ist im Vergleich zu be­ kannten Projektierungsverfahren der Aufwand für den Program­ mierer und dessen Konfrontation mit nicht anwendungsspezi­ fischen Aufgabenstellungen reduziert.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung der Erfindung und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung der Erfindung.

Bei der Erfindung werden, um dem Anwendungsprogrammierer das Erstellen eines Anwendungsprogrammes zu erleichtern, die Ob­ jekte einer Anlage oder eines technischen Prozesses auf einem Bildschirm dargestellt. Der Anwendungsprogrammierer ordnet dann im Rahmen der Erstellung des Anwendungsprogrammes jedem der dargestellten Objekte mindestens ein Ereignis und ein zu­ gehöriges Verhalten zu. Dadurch legt er die Reaktion des Au­ tomatisierungsgerätes auf Ereignisse von Objekten fest.

Objekte sind für den Anwendungsprogrammierer beispielsweise Abbilder von realen mechanischen, elektromechanischen oder anderen Komponenten einer Anlage, wobei diese Objekte bei­ spielsweise in Form eines graphischen Symbols oder in Form einer baumförmigen oder tabellarischen Struktur dargestellt werden.

Die Zuordnung von Ereignissen und des zugehörigen Verhaltens zu einem Objekt kann durch eine Auswahl von vorgegebenen Tex­ ten, durch Ausfüllen einer Tabelle oder eines Formulars oder auch durch Verwendung einer universellen Programmiersprache wie "Instruction List", "Visual Basic" oder "C" vorgenommen werden.

Gemäß der Erfindung können naturgetreue Abbilder von Anlagen oder technischen Prozessen dargestellt werden. Die darge­ stellten Objekte und die programmierten Ereignisse entspre­ chen direkt dem Aufbau und den Vorgängen der realen Anlage oder des realen technischen Prozesses. Die Objekte können in Form frei plazierbarer graphischer Symbole mit oder ohne Na­ men oder in Form einer baumförmigen oder tabellenförmigen An­ zeige mit oder ohne Namen dargestellt werden. Dabei können bei der Darstellungsform ergonomische Gesichtspunkte Berück­ sichtigung finden. Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Vorhandensein von am Bildschirm dargestell­ ten Objekten im Anwenderprogramm und das Vorhandensein von Ereignissen, das Zuordnen von Ereignissen zu Objekten und die Möglichkeit, das Verhalten der Objekte beim Vorliegen von Er­ eignissen festlegen bzw. programmieren zu können.

Die am Bildschirm dargestellten Objekte können reine Soft­ ware-Funktionalität aufweisen. Sie können aber weiterhin reale Komponenten einer Anlage darstellen. Derartige Objekte sind über Ein- und Ausgangssignale mit den weiteren Bestand­ teilen der Anlage verkoppelt.

Für den Anwendungsprogrammierer entstehen durch das vorste­ hend beschriebene Verfahren mehrere Vorteile. So werden die relevanten realen Komponenten einer Anlage oder eines techni­ schen Prozesses als kompakte Objekte im Anwenderprogramm dar­ gestellt. Alle Eigenschaften und Einstellungen, die eine reale Komponente betreffen, sind durch das zugeordnete Objekt zentral zugänglich und einsehbar. Die realen Vorgänge und Ab­ läufe einer Anlage spiegeln sich direkt in der Programmierung der Objekte wieder. Die Darstellung diskreter Zustände und Ereignisse in einer Anlage durch ein mehr oder weniger konti­ nuierliches Anwenderprogramm entfällt. Die Qualität der An­ wenderprogramme in bezug auf Fehlverhalten, Änderbarkeit, Er­ weiterbarkeit und Wiederverwendbarkeit der Objekte ist er­ höht.

Die Objekte können direkt aus kompakten, realen Komponenten mit umfangreicher Intelligenz abgeleitet werden und standard­ mäßig beispielsweise vom Hersteller der realen Komponente für den Gebrauch in einem Verfahren, wie es oben beschrieben wur­ de, bereitgestellt werden. Ein Erstellungswerkzeug für Ob­ jektdarstellungen umfaßt aber auch ein Werkzeug zum Definie­ ren von eigenen Objektdarstellungen durch den Anwendungspro­ grammierer oder den Systemanbieter. Derart selbst definierte Objekte können mehrere logisch zusammengehörende, reale Kom­ ponenten zusammenfassen und wie standardmäßige Objekte in ei­ nem Anwenderprogramm Verwendung finden. Den am Bildschirm dargestellten Objekten können in vorteilhafter Weise außer Ereignissen und zugehörigen Verhalten auch Parameter und/oder Eigenschaften zugeordnet werden, die vom jeweiligen Anwen­ dungsfall abhängig sind.

Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel zur Veran­ schaulichung der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird am Bildschirm das Objekt "Tor" in Form eines graphischen Symbols dargestellt, wobei dieses Objekt mit einem zugehöri­ gen Namen "TOR" versehen wird. Auf der linken Seite des gra­ phischen Symbols werden dem Anwendungsprogrammierer die Er­ eignisses "zu" und "auf" zur Auswahl angeboten. Rechts vom graphischen Symbol wird ihm das Verhalten "Motor.stoppen" zur Auswahl offeriert. Der Anwendungsprogrammierer kann dann im Rahmen der Erstellung des Anwendungsprogrammes dem Objekt "Tor" die Ereignisse "zu" und "auf" und weiterhin auch jedem dieser beiden Ereignisse das Verhalten "Motor.stoppen" zuord­ nen.

Die Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel zur Veran­ schaulichung der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird am Bildschirm eine Tabelle angezeigt. Diese enthält die Objekte "Tor", "Timer", "Person" und "Motor". Das Objekt "Tor" löst das Ereignis "zu" aus, wenn es in den geschlosse­ nen Zustand übergeht, und das Ereignis "auf", wenn es in den vollständig geöffneten Zustand übergeht. Das Objekt "Person" löst die Ereignisse "kommt" und "geht" aus und ist beispiels­ weise auf der Basis eines Bewegungsmelders realisiert. Die Schnittstelle des Objektes "Motor" unterstützt die drei Ope­ rationen "stoppen", "vorwärts" und "rückwärts". Das Objekt "Timer" kann gestartet werden und löst ein Ereignis "abgelau­ fen" aus.

Beim vorstehend beschriebenen Beispiel erfolgt das Erstellen eines Anwendungsprogrammes durch Programmieren einer Tabelle. Die programmierten Ereignisse enthalten hier nur einfache Operationen ohne Parameter. Ereignisse können aber auch Para­ meter besitzen. Die Ereignisbearbeitung kann beliebige State­ ments zur Programmsteuerung unterstützen.

Bei der vorstehend beschriebenen Erfindung ist nach alledem die historisch gewachsene, funktionsorientierte Denk- und Programmierweise für Automatisierungsgeräte durch eine an­ schauliche, an der jeweils konkret vorliegenden Aufgabenstel­ lung orientierte Programmierphilosophie ersetzt.

Claims (12)

1. Verfahren zum Erstellen eines Anwendungsprogrammes für ein Automatisierungsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß Objekte einer Anlage oder eines technischen Prozesses auf einem Bildschirm dargestellt und einem am Bildschirm dar­ gestellten Objekt mindestens ein Ereignis und ein zugehöriges Verhalten zugeordnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Objekt in Form eines graphischen Sym­ bols dargestellt wird.

3. Verfähren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Objekt in Form einer baumförmi­ gen oder tabellarischen Struktur dargestellt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Position eines Objektes auf dem Bildschirm verändert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Objekt mit einem Namen versehen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Objekt reine Software-Funktionalität aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Objekt eine Kom­ ponente einer Anlage ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die einem Objekt zu­ gehörigen Daten aus abgespeicherten Daten ausgewählt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die einem Objekt zu­ gehörigen Daten im Rahmen des Anwendungsprogrammes erstellt werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Objekt mehrere Komponenten einer Anlage umfaßt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einem am Bildschirm dargestellten Objekt Parameter und/oder Eigenschaften zuge­ ordnet werden.

12. Automatisierungsgerät, mittels welchem ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 durchführbar ist.