EP1506474A2 - Verfahren zur generierung eines automatisierungsprogramms - Google Patents

Verfahren zur generierung eines automatisierungsprogramms

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Publication number
EP1506474A2
EP1506474A2 EP03717132A EP03717132A EP1506474A2 EP 1506474 A2 EP1506474 A2 EP 1506474A2 EP 03717132 A EP03717132 A EP 03717132A EP 03717132 A EP03717132 A EP 03717132A EP 1506474 A2 EP1506474 A2 EP 1506474A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
program
representation
generator
hmi
automation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03717132A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner HÖFLER
Michael Tiegelkamp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1506474A2 publication Critical patent/EP1506474A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0426—Programming the control sequence
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
    • G05B2219/23012—Derive sequence program from design, cad data of machine CADCS

Definitions

  • the invention relates to a method for generating an automation program from an HMI program using a generator.
  • the automation program is e.g. B. a program that is executed by a programmable logic controller.
  • CASE Computer aided Software engmeenng
  • the invention consists in specifying a method with which an automation program for controlling and / or monitoring a technical process or at least structures of the same can be generated from an HMI program used in the same technical process.
  • HMI program recognizes and converts them into structures of the automation program.
  • the invention is based on the knowledge that basic planning data for the description of an automation project corresponds to an operator guidance using an HMI program rather than a structure or find algorithms of an automation program.
  • the step from a planning view to an HMI view realized with the HMI program is therefore smaller than the step from the planning view to the automation program. If an HMI program is first completed, an automation program can be generated from it. As a result, the total effort for implementing automation solutions can be significantly reduced.
  • At least one automation program is required for an automation solution.
  • Such a program evaluates sensor data of the automated technical process, performs calculations and controls actuators arranged in the process.
  • An operator can operate and monitor the process via an HMI program.
  • a structure of the automation program has so far been derived from a planning description (usually with a graphic part) and suitable control algorithms have been inserted.
  • an operating structure with corresponding operating and monitoring elements is derived from its structure.
  • an algorithm view (automation program) has been derived from a graphical view (planning).
  • a graphical view (HMI program) is then derived from the algorithm view. Information from the planning view can be lost.
  • the generator also advantageously takes planning data from the planning program into account. So that from the
  • HMI program structure of the automation program can be supplemented by planning data, for example by For example, when a limit value is checked, the structure for taking into account a limit value that has been exceeded or not exceeded is generated using the HMI program and the limit value itself is adopted from the planning data.
  • An HMI program usually comprises a navigation component with a central representation and at least one subordinate representation, the generator advantageously generating a main program on the basis of the central representation and a subroutine of the automation program on the basis of the or each subordinate representation.
  • the central representation usually comprises an overall view or an overview picture of the process to be automated. Based on this overall view, the HMI Program of all operable facilities of the process and its components accessible in a tree-like structure. Every display that can be called up from the central display is called a subordinate display. Each subordinate representation can contain its own subordinate representations. When implemented by the generator, this structure contained in the HMI program is mapped in the form of a main program corresponding to the central representation and a subroutine corresponding to the or each subordinate representation.
  • each representation - whether central or subordinate - comprises a number of image components and individual image components are associated with a representation subordinate to this representation
  • the generator advantageously calls for each component contained in a representation associated with a subordinate representation the subordinate representation corresponding subroutine. This is what is included in the HMI program
  • the generator advantageously generates a parameter list for calling up the respective display using all input or output components contained in a display corresponding subroutine.
  • the generator further advantageously extends the respective parameter list with respect to input or output components contained in subordinate representations.
  • Process data that can be input or output in a display are displayed in the Program of the automation program processed.
  • these are transferred as parameters from the main program to the respective subroutine called.
  • a parameter list assigned to the respective subroutine is provided in common programming languages, which the generator automatically generates on the basis of the input or output components appearing in a representation.
  • Input or output parameters that are used in a subordinate representation are already taken into account in the parameter list of the subroutine that contains the call of the subroutine that corresponds to the subordinate representation.
  • the generator advantageously converts at least one condition or at least one alternative process data display of the HMI program into a program sequence of the automation program for checking the condition.
  • the generator also advantageously generates the program sequence for checking the condition as a component of that subroutine that corresponds to the representation containing the process data display.
  • the generator copies message texts from the HMI program as comment lines into the respective program sequence to check a condition.
  • the programmer who is guided by the automatically generated structures when completing the automation program, can see which measures, e.g. B. must be provided in the event of a fulfilled condition, and include the corresponding instructions in the automation program.
  • the generator advantageously specifies a sequence of calls to subroutines in the automation program based on user-editable rules.
  • HMI program cannot be used directly as a structure of an automation program.
  • the HMI program contains all the elements that are needed for the automation program, but is linked from other points of view.
  • the hierarchy of displays for error analysis and elimination of causes is more like a network than a more easily transferable tree structure, because an operator in the HMI program must be able to move easily through the entire system / machine, the process, to isolate the error to be able to.
  • mapping structures of the HMI program m corresponding structures of the automation program can still be sorted and structured on the basis of predefined or specifiable, in particular user-editable rules.
  • the set of rules can be expanded dynamically and can therefore be adapted to the circumstances of a wide variety of applications.
  • the mechanism determines a preferred solution that can be adjusted by the user.
  • the following table includes structures of the HMI Pro ⁇ program and the resulting automatically be generated structures or sequences of the automation program:
  • limit value monitoring is derived in the automation program.
  • Diagnostic monitoring in the automation program is generated from diagnostic images of the HMI program.
  • the or each diagnostic image of the HMI program comprises a number of process data that are presented to a user for diagnostic or monitoring purposes. This data can also be summarized in the automation program for diagnostic monitoring.
  • Simulation values for the automation program are generated from limit values and input areas of the HMI program. Simulation values are used to test an automation program independently of the process to be controlled or monitored, so that an automation program that is at least operational is available during commissioning, so that commissioning is ideally limited to fine adjustments.
  • FIG. 2 shows details of the automatic generation of the automation program
  • FIG. 3 shows a block diagram of a generator for automatically generating the automation program
  • FIG. 4 shows a central and a subordinate representation of an HMI program.
  • 1 schematically shows a sequence of the automatic generation of an automation program 1.
  • the automation program 1 is e.g. B. a program that is executed by a programmable logic controller (PLC), not shown.
  • PLC programmable logic controller
  • the automation program 1 is then a PLC program 1 (English PLC program).
  • the terms automation program 1 and PLC program are therefore used synonymously below.
  • a generator 2 is provided to generate the automation program 1.
  • the generator generates the automation program 1 or structures thereof from a program for user guidance.
  • a program for graphical user guidance in particular is referred to today as the HMI program 3 in the abbreviation of the English term “human machine interface”. Accordingly, the terms program for user guidance and HMI program 3 are used synonymously below.
  • the HMI program 3 in turn is based on a planning program 4 with planning data, such as threshold or limit values.
  • FIG. 2 shows details of the automatic generation of the automation program 1.
  • Structures and characteristics of the HMI program 3 such as navigation, operating sequences, limit values, messages, diagnostics, variables, input areas, etc., are summarized below as Structures 5 or structural elements 5, implemented by the generator 2 into corresponding structures and characteristics of the automation program 1, such as program structure, sequence program, limit value monitoring, diagnosis, variables, simulation, etc., also referred to below as structures 6 or structural elements 6.
  • structures 5 or structure elements 5 of the HMI program 3 are referred to as HMI structures 5 or HMI structure elements 5 and structures 6 or structure elements 6 of the automation program 1 as PLC structures 6 or PLC structure elements 6.
  • 3 shows a block diagram of the generator 2.
  • the generator 2 then comprises an input interface 7, an evaluator 8, a converter 9 and an output interface 10.
  • the evaluation and implementation of the HMI program 3 takes place with the aid of an intelligent algorithm distributed to the evaluator 8 and converter 9, the core of which consists of a mechanism which systematically consists of an HMI structure 5 or an HMI structure element 5, a PLC structure 6 or a PLC structure element ⁇ is generated.
  • the input interface 7 is used to import the HMI program 3 or its structures 5. This or these are analyzed by the evaluator 8. In this case, the data obtained may be linked according to predefined or specifiable, in particular user-editable, rules stored in a database which is not shown.
  • the converter 9 links its results and generates PLC structures 6 or PLC structure elements 6. These are transferred to the automation program 1 by means of the output interface 10.
  • FIG. 4 shows a central representation 11 and a subordinate representation 12 of an HMI program 3 (FIG. 1) as they are presented to a user of the HMI program 3 on a display device, not shown, such as a screen.
  • Both the central and the subordinate representation 11, 12 each comprise a number of image components.
  • the first image component 13 for symbolizing the first raw material is associated with the subordinate representation 12.
  • the subordinate representation 12 When activated, e.g. B. with a pointing device such as a mouse, an image component associated with a subordinate representation, the subordinate representation 12 is displayed.
  • the subordinate representation 12 comprises, as image components, 20 em / output fields, with which a value of a variable of the HMI program 3 can be displayed or changed in accordance with a user input.
  • the example shown in FIG. 4 is an image component 20 for input or output of a raw material type, an image component 20 for input or output of a number of pieces, an image component 20 for input or output of a speed, an image component 20 for input or output of a color, around an image component 20 for input or output of a diameter and around an image component 20 for input or output of a length.
  • the generator 2 generates a structure for the automation program 1, for example, from the data contained in the central and m of the subsequent representation 11, 12.
  • a structure for the automation program for example, from the data contained in the central and m of the subsequent representation 11, 12.
  • B. in the form shown below in a pseudo code, 11 structures for a main program (program process) from the central representation and contained therein calls of subroutines associated with subordinate representations and a subroutine ⁇ procedure raw material1) with a variable declaration based on picture elements contained therein are formed from the subordinate representation 12.
  • the information “Logical group bit 3 to bit 5” or the like must be contained in the HMI program 3 so that the structure of the HMI program 3 can be recognized by the generator 2.
  • the structure thus identified forms the framework for the program sequence to be generated , whereby 3 message texts stored in the HMI program, such as "valve cooling liquid open", are adopted as comments in the program sequence. These comments provide the programmer entrusted with the completion of the automation program 1 with information about the program instructions to be used in each case.
  • a method for generating an automation program 1 from an HMI program 3 by means of a generator 2 is specified, the generator 2 recognizing structures of the HMI program 3 and converting them into structures of the automation program 1.
  • more and more program parts are available in solution-related standard or industry libraries and are only used and no longer programmed.
  • the graphical user guidance with regard to e.g. B. graphics, dynamics, networking, etc. more and more comfortable.

Landscapes

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Generierung eines Automatisierungsprogramms (1) aus einem HMI-Programm (3) mittels eines Generators (2) angegeben, wobei der Generator (2) Strukturen (5) des HMI-Programms (3) erkennt und in Strukturen (6) des Automatisierungsprogramms (1) umsetzt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Generierung eines Automatisierungsprogramms
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Generierung eines Automatisierungsprogramms aus einem HMI-Programm mittels eines Generators. Das Automatisierungsprogramm ist z. B. ein Programm, das von einer speicherprogrammierbaren Steuerung ausgeführt wird. Das HMI-Programm (HMI = „human machine mterface") ist ein Programm zur insbesondere graphischen Benutzerfuhrung .
Ansätze eines Verfahrens zur automatischen Generierung von Softwareprogrammen sind mit den so genannten CASE-Werkzeugen (CASE = „Computer aided Software engmeenng" ) bekannt geworden (vgl. z. B. Schneider, Werner: Taschenbuch der Informatik, Fachbuchverlag Leipzig, 4. Auflage, Seite 352).
Die Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Automatisierungsprogramm zur Steuerung und/oder Überwachung eines technischen Prozesses oder zumindest Strukturen desselben aus einem beim selben technischen Prozess verwendeten HMI-Programm generierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemaß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelost. Dazu ist ein Verfahren zur Generierung eines Automatisierungsprogramms zur Steuerung und/oder Überwachung eines technischen Prozesses aus einem beim selben technischen Prozess verwendeten HMI-Programm mittels eines Generators vorgesehen, wobei der Generator Strukturen des
HMI-Programms erkennt und in Strukturen des Automatisierungsprogramms umsetzt.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass grund- legende Planungsdaten für die Beschreibung eines Automatisierungsvorhabens eine Entsprechung eher in einer Bediener- fuhrung mittels eines HMI-Programms als in einer Struktur oder Algorithmen eines Automatisierungsprogramms finden. Somit ist der Schritt von einer Planungssicht zu einer mit dem HMI-Programm realisierten HMI-Sicht kleiner als der Schritt von der Planungssicht zum Automatisierungsprogramm. Wird zuerst ein HMI-Programm fertig gestellt, kann daraus ein Automatisierungsprogramm erzeugt werden. Dadurch kann der Gesamtaufwand zur Realisierung von Automatisierungslosungen deutlich reduziert werden.
Für eine Automatisierungslosung wird zumindest ein Automatisierungsprogramm benotigt. Ein solches Programm wertet Sensordaten des automatisierten technischen Prozesses aus, fuhrt Berechnungen durch und steuert im Prozess angeordnete Aktoren an. Ein Bediener kann den Prozess über ein HMI- Programm bedienen und beobachten.
Aus einer Planungsbeschreibung (meist mit graphischem Anteil) wird bisher e ne Struktur des Automatisierungsprogramms abgeleitet und geeignete Steuerungsalgoπthmen eingefugt. Nach Fertigstellung des Automatisierungsprogramms wird aus dessen Struktur eine Bedienungsstruktur mit entsprechenden Bedien- und Beobachtungselementen abgeleitet. Aus einer graphischen Sicht (Planung) wird damit bisher zunächst eine Algorithmensicht (Automatisierungsprogramm) abgeleitet. Aus der Algo- rithmensicht wird dann wiederum eine graphische Sicht (HMI- Programm) abgeleitet. Dabei können Informationen aus der Planungssicht verloren gehen.
Dieses Vorgehen ist „historisch" bedingt. In den Anfangs- zeiten der Automatisierungstechnik bestand eine Automatisie- rungslosung nahezu vollständig aus Steuerungslogik. Bedien- und Beobachtungskomponenten erganzen eine Automatisierungs- losung zunehmend seit dem Aufkommen leistungsfähiger Graphikhardware. Entsprechend wurden ergänzende Bedien- und Beobach- tungskomponenten zumeist nach der Erstellung des Automatisierungsprogramms programmiert. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Entwicklungszeit bis zur Erstellung eines ablauffähigen Automatisierungsprogramms verkürzt wird, indem der Generator zumindest grundlegende Strukturen des Automatisierungsprogramms auto- matisch erzeugt, in die der Programmierer - ggf. anhand von automatisch eingefugten Kommentarzeilen - geeignete Steue- rungsalgorithmen einfügt. Dies spart nicht nur kostenintensive Entwicklungszeit, sondern macht die Automatisierungsprogramme einerseits weniger anfällig für systematische Fehler, weil der Programmierer keine Funktionen „vergessen" kann, und andererseits leichter wartbar, weil alle automatisch generierten Automatisierungsprogramme sich durch ahnliche Strukturen auszeichnen.
Die abhangigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausfuhrungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.
Bei einem HMI-Programm, das auf einem Planungsprogramm basiert, berücksichtigt der Generator vorteilhaft auch Pla- nungsdaten des Planungsprogramms. Damit kann die aus dem
HMI-Programm gewonnene Struktur des Automatisierungsprogramms um Planungsdaten ergänzt werden, indem z. B. bei einer Überprüfung eines Grenzwertes die Struktur für eine Berücksichtigung eines überschrittenen sowie eines nicht uberschritte- nen Grenzwertes anhand des HMI-Programms generiert wird und der Grenzwert selbst aus den Planungsdaten übernommen wird.
Ein HMI-Programm umfasst üblicherweise eine Navigationskomponente mit einer zentralen Darstellung und mindestens einer nachgeordneten Darstellung, wobei der Generator vorteilhaft anhand der zentralen Darstellung ein Hauptprogramm und anhand der oder jeder nachgeordneten Darstellung jeweils ein Unterprogramm des Automatisierungsprogramms erzeugt.
Die zentrale Darstellung umfasst üblicherweise eine Gesamtansicht oder ein Ubersichtsbild des zu automatisierenden Prozesses. Ausgehend von dieser Gesamtansicht sind im HMI- Programm samtliche bedienbaren Einrichtungen des Prozesses und dessen Komponenten in einer baumartigen Struktur zuganglich. Jede Darstellung, die ausgehend von der zentralen Darstellung abgerufen werden kann, wird als nachgeordnete Dar- Stellung bezeichnet. Jede nachgeordnete Darstellung kann selbst wieder eigene nachgeordnete Darstellungen enthalten. Mit der Umsetzung durch den Generator wird diese im HMI- Programm enthaltene Struktur in Form eines mit der zentralen Darstellung korrespondierenden Hauptprogramms und jeweils eines mit der oder jeder nachgeordneten Darstellung korrespondierenden Unterprogramms abgebildet.
Wenn jede Darstellung - gleich ob zentral oder nachgeordnet - eine Anzahl von Bildkomponenten umfasst und einzelne Bild- komponenten mit einer dieser Darstellung nachgeordneten Darstellung assoziiert sind, erzeugt der Generator vorteilhaft für jede in einer Darstellung enthaltene, mit einer nachgeordneten Darstellung assoziierte Komponente einen Aufruf des mit der nachgeordneten Darstellung korrespondierenden Unterprogramms. Damit wird die im HMI-Programm enthaltene
Abhängigkeit der jeweiligen Strukturen untereinander in das Automatisierungsprogramm übertragen .
Wenn einzelne Bildkomponenten als Ein- oder Ausgabekomponen- ten zur Ein- oder Ausgabe von Daten des zu automatisierenden oder automatisierten Prozesses vorgesehen sind, erzeugt der Generator vorteilhaft anhand samtlicher in einer Darstellung enthaltener Ein- oder Ausgabekomponenten eine Parameterliste für den Aufruf des mit der jeweiligen Darstellung korrespon- dierenden Unterprogramms.
Weiter vorteilhaft erweitert der Generator die jeweilige Parameterliste in Bezug auf in nachgeordneten Darstellungen enthaltene Ein- oder Ausgabekomponenten.
In einer Darstellung ein- oder ausgebbare Prozessdaten werden im mit der jeweiligen Darstellung korrespondierenden Unter- Programm des Automatisierungsprogramms verarbeitet. Um die Möglichkeiten und Vorteile einer lokalen Gültigkeit von Variablen zur Abbildung von Prozessdaten zu nutzen, werden diese ausgehend vom Hauptprogramm dem jeweils aufgerufenen Unterprogramm als Parameter übergeben. Zur Gewahrleistung der Konsistenz der jeweils ubergebenen Parameter, insbesondere der Typkonsistenz, ist bei gebräuchlichen Programmiersprachen eine dem jeweiligen Unterprogramm zugeordnete Parameterliste vorgesehen, die der Generator automatisch anhand der in einer Darstellung vorkommenden Ein- oder Ausgabekomponenten erzeugt. Ein- oder Ausgabeparameter, die in einer nachgeordneten Darstellung verwendet werden, werden bereits in der Parameterliste des Unterprogramms berücksichtigt, das den Aufruf des mit der nachgeordneten Darstellung korrespondierenden Unterprogramms enthalt.
Vorteilhaft konvertiert der Generator eine mindestens eine Bedingung oder mindestens eine Alternative berücksichtigende Prozessdatenanzeige des HMI-Programms in eine Programmsequenz des Automatisierungsprogramms zur Überprüfung der Bedingung.
Weiter vorteilhaft generiert der Generator die Programmsequenz zur Überprüfung der Bedingung als Bestandteil desjenigen Unterprogramms, das mit der die Prozessdatenanzeige enthaltenden Darstellung korrespondiert.
Um das Ausprogrammieren der Programmsequenz zu erleichtern, ist vorgesehen, dass durch den Generator Meldungstexte des HMI-Programms als Kommentarzeilen in die jeweilige Programm- sequenz zur Überprüfung einer Bedingung übernommen werden. Anhand der Kommentarzeilen kann der Programmierer, der sich bei der Fertigstellung des Automatisierungsprogramms an den automatisch generierten Strukturen orientiert, ersehen, welche Maßnahmen z. B. im Falle einer erfüllten Bedingung vor- zusehen sind, und die entsprechenden Anweisungen in das Automatisierungsprogramm aufnehmen . Vorteilhaft legt der Generator eine Reihenfolge von Aufrufen von Unterprogrammen im Automatisierungsprogramm anhand be- nutzereditierbarer Regeln fest.
Dies berücksichtigt, dass die Struktur eines HMI-Programms nicht unmittelbar als Struktur eines Automatisierungsprogramms verwendbar ist. Das HMI-Programm enthalt zwar alle Elemente, die für das Automatisierungsprogramm gebraucht werden, ist aber nach anderen Gesichtspunkten verknüpft. Spe- ziell die Hierarchie von Darstellungen zur Fehleranalyse und Ursachenbeseitigung gleicht eher einem Netzwerk als einer leichter übertragbareren Baumstruktur, denn ein Bediener muss sich im HMI-Programm auf einfache Weise durch die ganze Anlage/Maschine, den Prozess, bewegen können, um den Fehler einkreisen zu können.
Die Strukturierung eines Automatisierungsprogrammes ist dagegen eher am Produktionsablauf orientiert. Deshalb können die Grundmechanismen zur Abbildung von Strukturen des HMI- Programms m korrespondierende Strukturen des Automatisierungsprogrammes noch anhand vorgegebener oder vorgebbarer, insbesondere benutzereditierbarer Regeln sortiert und strukturiert werden.
Nachfolgend werden Beispiele für derartige Regeln angegeben:
1. Verknüpfe alle Aufrufe von Darstellungen (sowohl von Tasten als auch von Feldern und Aktionen) .
2. Entferne Schleifen und Rekursionen. 3. Ermittle wiederkehrende Sequenzen zur Erweiterung der AufrufStrukturen .
4. Verknüpfe alle Meldungen, Aktionen, etc., die Variablen aus einer bestimmten Darstellung benutzen.
5. Lege eine Zuordnung und eine Reihenfolge fest aus den Aufrufen einer Darstellung und den Abhängigkeiten der
Eingäbeteider, Variablen, Meldungen, etc. Das Regelwerk ist dynamisch erweiterbar und damit an die Gegebenheiten auch unterschiedlichster Anwendungsfalle anpassbar. Der Mechanismus ermittelt eine Vorzugslosung, die vom Benutzer angepasst werden kann.
Die nachfolgende Übersicht umfasst Strukturen des HMI-Pro¬ gramms und die daraus automatisch generierbaren Strukturen oder Sequenzen des Automatisierungsprogramms :
a) Aus einer Bildnavigation, der Verknüpfung einer zentralen Darstellung mit nachgeordneten Darstellungen, im HMI- Programm wird eine Grobstruktur des Automatisierungsprogramms mit einem mit der zentralen Darstellung korrespondierenden Hauptprogramm und jeweils einem mit der oder jeder nachgeordneten Darstellung korrespondierenden Unterprogramm generiert. Je nach Programmiersprache, die der Generator erzeugt, wird eine Darstellung z. B. in ein Programm oder Unterprogramm, in ein Modul, einen Plan, einen Baustein oder ähnliches konvertiert.
b) Aus der Bild-Navigation und damit implizit vorgegebenen Bediensequenzen wird der Ablauf des Automatisierungs¬ programms, die Interaktion der einzelnen Programmelemente, wie z. B. der Aufruf eines bestimmten Unter- programms an einer bestimmten Stelle, abgeleitet.
c) Aus einer Meldung oder einem Ausloser für eine Meldung des HMI-Programms wird z. B. eine Grenzwertuberwachung insbesondere anhand einer Meldeprojektierung generiert.
d) Aus Grenzwerten für Anzeigekomponenten, z. B. mit Farbumschlag reagierende Anzeigekomponenten, im HMI-Programm wird eine Grenzwertuberwachung im Automatisierungsprogramm abgeleitet.
e) Aus Diagnosebildern des HMI-Programms wird eine Diagnose- uberwachung im Automatisierungsprogramm generiert. Das oder jedes Diagnosebild des HMI-Programms umfasst eine Anzahl von Prozessdaten, die zu Diagnose- oder Uber- wachungszwecken einem Benutzer präsentiert werden. Diese Daten sind auch im Automatisierungsprogramm zur Diagnose- Überwachung zusammenfassbar.
f) Aus Variablen des HMI-Programms werden entsprechende Variablen des Automatisierungsprogramms generiert. Dies fordert die Konsistenz von HMI-Programm und Automatisie- rungsprogramm und ermöglicht untereinander einen direkten Datenaustausch, ohne dass z. B. Konvertierungen erforderlich oder Konvertierungsfehler zu befurchten sind.
g) Aus Grenzwerten und Eingabebereichen des HMI-Programms werden Simulationswerte für das Automatisierungsprogramm generiert. Simulationswerte werden verwendet, um ein Automatisierungsprogramm unabhängig vom zu steuernden oder zu überwachenden Prozess zu testen, so dass bei der Inbetriebnahme ein zumindest lauffahiges Automatisie- rungsprogramm vorliegt, so dass sich die Inbetriebnahme idealerweise auf Feinjustierungen beschrankt.
Nachfolgend wird ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung naher erläutert. Einander entsprechende Gegen- stände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Darin zeigen:
FIG 1 einen Ablauf der automatischen Generierung eines Automatisierungsprogramms,
FIG 2 Details der automatischen Generierung des Automati- sierungsprogramms, FIG 3 ein Blockschaltbild eines Generators zur automatischen Generierung des Automatisierungsprogramms und FIG 4 eine zentrale und eine nachgeordnete Darstellung eines HMI-Programms. FIG 1 zeigt schematisch einen Ablauf der automatischen Generierung eines Automatisierungsprogramms 1. Das Automatisierungsprogramm 1 ist z. B. ein Programm, das von einer nicht dargestellten speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS; engl . PLC) ausgeführt wird. Das Automatisierungsprogramm 1 ist dann ein SPS-Program 1 (engl. PLC-program) . Die Bezeichnungen Automatisierungsprogramm 1 und SPS-Programm werden daher im Folgenden synonym verwendet.
Zur Generierung des Automatisierungsprogramms 1 ist ein Generator 2 vorgesehen. Der Generator erzeugt das Automatisierungsprogramm 1 oder Strukturen desselben aus einem Programm zur Benutzerfuhrung . Ein Programm zur insbesondere graphischen Benut zerfuhrung wird heute in Abkürzung der englischen Bezeichnung „human machine mterface" als HMI-Programm 3 bezeichnet. Entsprechend werden im Folgenden auch die Bezeichnungen Programm zur Benutzerfuhrung und HMI-Programm 3 synonym verwendet. Das HMI-Programm 3 seinerseits basiert auf einem Planungsprogramm 4 mit Planungsdaten, wie z. B. Schwell- oder Grenzwerten.
FIG 2 zeigt Details der automatischen Generierung des Automatisierungsprogramms 1. Danach werden Strukturen und Charak- teristika des HMI-Programms 3, wie Navigation, Bediensequen- zen, Grenzwerte, Meldungen, Diagnose, Variablen, Emgabe- bereiche, etc., im Folgenden zusammenfassend als Strukturen 5 oder Strukturelemente 5 bezeichnet, durch den Generator 2 in entsprechende Strukturen und Charakteπstika des Automatisierungsprogramms 1, wie Programmstruktur, Ablaufprogramm, Grenzwertuberwachung, Diagnose, Variablen, Simulation, etc., im Folgenden zusammenfassend gleichfalls als Strukturen 6 oder Strukturelemente 6 bezeichnet, umgesetzt. Zur Unterscheidung werden Strukturen 5 oder Strukturelemente 5 des HMI-Programms 3 als HMI-Strukturen 5 oder HMI-Strukturele- mente 5 und Strukturen 6 oder Strukturelemente 6 des Automatisierungsprogramms 1 als PLC-Strukturen 6 oder PLC-Struk- turelemente 6 bezeichnet. FIG 3 zeigt ein Blockschaltbild des Generators 2. Danach umfasst der Generator 2 eine Eingangsschnittstelle 7, einen Auswerter 8, einen Umsetzer 9 und eine Ausgangsschnittstelle 10.
Die Auswertung und Umsetzung des HMI-Programms 3 erfolgt mit Hilfe eines auf Auswerter 8 und Umsetzer 9 verteilten intelligenten Algorithmus, dessen Kern aus einem Mechanismus besteht, der systematisch aus einer HMI-Struktur 5 oder einem HMI-Strukturelement 5 eine PLC-Struktur 6 oder ein PLC-Struk- turelement β erzeugt.
Die Eingangsschnittstelle 7 dient zum Import des HMI-Programms 3 oder dessen Strukturen 5. Dieses oder diese werden durch den Auswerter 8 analysiert. Dabei erfolgt ggf. eine Verknüpfung der gewonnenen Daten nach in einer nicht dargestellten Datenbasis hinterlegten vorgegebenen oder vorgebbaren, insbesondere benutzereditierbaren Regeln. Am Ausgang des Auswerters 8 verknüpft der Umsetzer 9 dessen Ergebnisse und generiert PLC-Strukturen 6 oder PLC-Strukturelemente 6. Diese werden mittels der Ausgangsschnittstelle 10 in das Automatisierungsprogramm 1 übernommen.
FIG 4 zeigt eine zentrale Darstellung 11 und eine nachgeord- nete Darstellung 12 eines HMI-Programms 3 (FIG 1), wie sie einem Benutzer des HMI-Programms 3 auf einem nicht dargestellten Anzeigegerat wie einem Bildschirm präsentiert werden. Sowohl die zentrale wie auch die nachgeordnete Darstellung 11, 12 umfassen jeweils eine Anzahl von Bildkompo- nenten.
Im Falle der zentralen Darstellung 11 handelt es sich um eine erste und zweite Bildkomponente 13, 14, die jeweils einen ersten und einen zweiten in einem automatisierten oder zu automatisierenden Prozess zu be- oder verarbeitenden Rohstoff symbolisieren. Weiter handelt es sich um eine dritte Bildkom- ponente 15, die eine Verarbeitungseinheit im automatisierten oder zu automatisierenden Prozess symbolisiert. Ferner han¬ delt es sich um eine vierte und fünfte Bildkomponente 16, 17, die jeweils eine erste und zweite Sortiereinrichtung des Prozesses symbolisiert. Schließlich handelt es sich um eine sechste Bildkomponente 18, die eine Diagnose- und Auswerteeinheit im Prozess, und eine siebente Bildkomponente 19, die eine Verpackungseinheit im Prozess symbolisiert. Die Pfeile geben eine Materialflussrichtung im Prozess an.
Einzelne Bildkomponenten sind mit einer nachgeordneten Darstellung assoziiert. Bei der Darstellung in FIG 4 ist die erste Bildkomponente 13 zur Symbolisierung des ersten Rohstoffs mit der nachgeordneten Darstellung 12 assoziiert. Bei Aktivierung, z. B. mit einem Zeigegerat wie einer Maus, einer mit einer nachgeordneten Darstellung assoziierten Bildkomponente wird die nachgeordnete Darstellung 12 angezeigt.
Die nachgeordnete Darstellung 12 umfasst als Bildkomponenten 20 Em-/Ausgabefeider, mit denen ein Wert einer Variablen des HMI-Programms 3 angezeigt oder entsprechend einer Benutzereingabe verändert werden kann. Im Einzelnen handelt es sich beim in FIG 4 dargestellten Beispiel um eine Bildkomponente 20 zur Ein- oder Ausgabe einer Rohstoffart, um eine Bildkomponente 20 zur Ein- oder Ausgabe einer Stuckzahl, um eine Bildkomponente 20 zur Ein- oder Ausgabe einer Geschwindigkeit, um eine Bildkomponente 20 zur Ein- oder Ausgabe einer Farbe, um eine Bildkomponente 20 zur E n- oder Ausgabe eines Durchmessers und um eine Bildkomponente 20 zur Ein- oder Ausgabe einer Lange.
Aus den damit in der zentralen wie m der nachgeordneten Darstellung 11, 12 enthaltenen Daten erzeugt der Generator 2 eine Struktur für das Automatisierungsprogramm 1 z. B. in der nachfolgend in einem Pseudo-Code dargestellten Form, wobei aus der zentralen Darstellung 11 Strukturen für ein Hauptprogramm { Program Prozess) und darin enthaltene Aufrufe von mit nachgeordneten Darstellungen assoziierten Unterprogrammen und aus der nachgeordneten Darstellung 12 ein Unterprogramm { Procedure Rohstoff1) mit einer auf in dieser enthaltenen Bildelementen abgestellten Variablendeklaration gebildet werden .
Program Prozess
Call Rohstoffl (Rohstoffart, Stuckzahl, Geschwindigkeit, Farbe, Durchmesser, Langen Call Sortierung (x , y, z) Call Verarbeitung ( . . . )
Call . . .
Procedure Rohstoffl Var Rohstoffart Var Stuckzahl
Var ....
Procedure . . .
Anhand einer Vorgabe des Planungsprogramms 4 (FIG 1) wie z. B. „Wenn die Temperatur bei der Verarbeitung über 120 Grad steigt, muss das Ventil für die Kuhlflussigkeit geöffnet werden. Der Anlagenfahrer muss informiert werden. Zu Prüf- und Dokumentationszwecken muss dies archiviert werden." sowie einem Abschnitt des HMI-Programms 3 (FIG 1) wie z. B.
Logische Gruppe Bit 3 bis Bit 5
Datenwort 5 Bit 3: „Achtung, Temperatur zu hoch: %Var
Temperatur%" Datenwort 5 Bit 4: „Ventil Kuhlflussigkeit offen"
Datenwort 5 Bit 5: „Ventil Kuhlflussigkeit geschlossen"
kann der Generator 2 die Strukturen des Automatisierungsprogramms 1 um Programmsequenzen, wie z-. B. nachfolgend in einem Pseudo-Code gezeigt, erganzen:
IF Temperatur > 120 THEN Datenwort 5 Bit 3: = 1
Archive (Temperatur, Zeit) /* Vorschlag
[Aktion einfugen für „Ventil Kuhlflussigkeit offen" ] Datenwort 5 Bit 4: = 1 IF [Ergebnis ist erreicht für
„Ventil Kuhlflussigkeit geschlossen"] THEN Datenwort 5 Bit 5: = 1
Archive (Temperatur, Zeit) /* Vorschlag
ENDIF ENDIF
Die Information „Logische Gruppe Bit 3 bis Bit 5" oder ähnliches muss im HMI-Programm 3 enthalten sein, damit für den Generator 2 die Struktur des HMI-Programms 3 erkennbar ist. Die damit kenntlich gemachte Struktur bildet den Rahmen für die zu generierende Programmsequenz, wobei im HMI-Programm 3 hinterlegte Meldetexte wie „Ventil Kuhlflussigkeit offen" als Kommentare in die Programmsequenz übernommen werden. Diese Kommentare liefern dem mit der Fertigstellung des Automati- sierungsprogramms 1 betrauten Programmierer Hinweise auf die jeweils zu verwendenden Programmanweisungen.
Damit lasst sich die Erfindung kurz wie folgt darstellen:
Es wird em Verfahren zur Generierung eines Automatisierungsprogramms 1 aus einem HMI-Programm 3 mittels eines Generators 2 angegeben, wobei der Generator 2 Strukturen des HMI-Programms 3 erkennt und in Strukturen des Automatisierungsprogramms 1 umsetzt. Dies berücksichtigt die Erkenntnis, dass die Erzeugung eines Automatisierungsprogramms (SPS-, PLC-Pro- gramm) ausgehend von HMI- und ggf. Planungsdaten effizienter ist, als wie bisher zunächst das Automatisierungsprogramm und danach das HMI-Programm zu erstellen. Zudem enthalten heutige HMI-Programme bereits einen Großteil der Daten und deren Ab- hangigkeiten untereinander, die für ein Automatisierungsprogramm notwendig sind. Somit ist eine „Umkehr" der Pro ek- tierreihenfolge möglich. Neben dem offensichtlichen Einspar- potential ist die modifizierte Reihenfolge dem intuitiven Vorgehen des jeweiligen Benutzers naher. Darüber hinaus sind immer mehr Programmteile in losungsbezogenen Standard- bzw. Branchen-Bibliotheken vorhanden und werden nur noch verwendet und nicht mehr programmiert und schließlich wird die graphische Benutzerfuhrung im Hinblick auf z. B. Graphik, Dynamik, Vernetzung, etc. immer komfortabler.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Generierung eines Automatisierungsprogramms (1) aus einem HMI-Programm (3) mittels eines Generators (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (2) Strukturen (5) des HMI-Programms (3) erkennt und in Strukturen (6) des Automatisierungsprogramms
(1) umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das HMI-Programm (3) auf einem Planungsprogramm (4) basiert und wobei der Generator
(2) Planungsdaten des Planungsprogramms (4) berücksichtigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das HMI-Programm (3) eine Navigationskomponente mit einer zentralen Darstellung (11) und mindestens einer nachgeordneten Darstellung (12) umfasst und wobei der Generator (2) anhand der zentralen Darstellung (11) em Hauptprogramm und anhand der oder jeder nachgeordneten Darstellung (12) jeweils em Unterprogramm des Automatisierungsprogramms (1) erzeugt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei ede Darstellung eine Anzahl von Bildkomponenten umfasst, wobei einzelne Bildkomponenten mit einer dieser Darstellung nachgeordneten Darstellung (12) assoziiert sind und wobei der Generator (2) für ede in einer Darstellung enthaltene, mit einer nachgeordneten Darstellung (12) assoziierte Bildkomponente einen Aufruf des mit der nachgeordneten Darstellung (12) korrespondierenden Unterprogramms erzeugt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei einzelne Bildkomponenten (20) als Em- oder Ausgabekomponente zur Ein- oder Ausgabe von Prozessdaten vorgesehen
wobei der Generator (2) anhand sämtlicher in einer Darstellung (11, 12) enthaltener E - oder Ausgabekomponenten eine Parameterliste für den Aufruf des entsprechenden Unterprogramms erzeugt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Generator (2) die jeweilige Parameterliste in Bezug auf in nachgeordneten Darstellungen enthaltene Ein- oder Ausgabekomponenten erweitert.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Generator (2) eine mindestens eine Bedingung berucksich- tigende Prozessdatenanzeige des HMI-Programms (3) in eine Programmsequenz zur Überprüfung der Bedingung konvertiert.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Generator (2) die Programmsequenz als Bestandteil desjenigen Unterprogramms generiert, das mit der die Prozessdatenanzeige enthaltenden Darstellung korrespondiert.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei Meldungstexte des HMI-Programms (3) als Kommentarzeilen in die Programmsequenz übernommen werden.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Generator (2) eine Reihenfolge von Aufrufen von Unterprogrammen im Automatisierungsprogramm (1) anhand benutzer- editierbarer Regeln festlegt.
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