EP2201454A1 - Automatisierungsgerät mit steuerprogramm sowie verfahren zu dessen programmierung - Google Patents

Automatisierungsgerät mit steuerprogramm sowie verfahren zu dessen programmierung

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Publication number
EP2201454A1
EP2201454A1 EP08805004A EP08805004A EP2201454A1 EP 2201454 A1 EP2201454 A1 EP 2201454A1 EP 08805004 A EP08805004 A EP 08805004A EP 08805004 A EP08805004 A EP 08805004A EP 2201454 A1 EP2201454 A1 EP 2201454A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
web
programming
automation
automation device
control program
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Withdrawn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
EP08805004A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ronald Schoop
Ivan Delamer
Armando Walter Colombo
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.)
Schneider Electric Automation GmbH
Original Assignee
Schneider Electric Automation GmbH
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 Schneider Electric Automation GmbH filed Critical Schneider Electric Automation GmbH
Publication of EP2201454A1 publication Critical patent/EP2201454A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/445—Program loading or initiating
    • G06F9/44505—Configuring for program initiating, e.g. using registry, configuration files
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46—Multiprogramming arrangements
    • G06F9/54—Interprogram communication

Definitions

  • the invention relates to an automation device with control program according to the preamble of claim 1 and to a method for programming and / or configuration of at least one control program of an automation device according to the preamble of claim 8.
  • An automation device with a web service stack and a method for calling an automation program in an automation device are described in WO 2008/101912 A1. It is provided that the automation program and the web service stack is a web service interface for remote access to the automation program parent.
  • the automation device may be networked with other automation and / or applications coupled, the web service interface being recognizable over the network by a protocol such as WS discovery for higher level software applications, and with output messages being subscribable.
  • SOA Service-Oriented Architecture
  • Interoperability or full compatibility is facilitated by a clear abstraction of the interface or communication interface, which presents a service to its environment through the implementation of the service.
  • Basic interaction patterns of a device level SOA can be described by means of five functional levels: addressing, finding, writing, control, event.
  • Devices are characterized as either controlling or controlled devices, but a given device can embody both roles and enable "peer-to-peer” interactions, as well as describing device-level service-oriented protocols, such as UPnP (Universal Plug and Play) including IP, TCP, UDP, HTTP, SOAP and XML.
  • UPnP Universal Plug and Play
  • DPWS Device Profiles for Web Services
  • Discovery Services Used by a device that connects to a network to spread the word and discover other devices.
  • Methoda Data Exchange Services Provides dynamic access to a hosted service of the device and its metadata, such as WSDL or XML schema definitions.
  • a "controlled” device is simply referred to as a “device,” while a “controlling” device is referred to as a “client.”
  • a DPWS protocol tack consists of the following components:
  • WSDL Web Services Discription Language
  • WS-Addressing is tightly connected to the SOAP and concentrates all addressing information into the header of the SOAP message wrapper, allowing the message content to be transmitted over any transport protocol (HTTP, SMTP, TCP, UDP, ...)
  • WS-Policy is used to express rules in connection with the Web Service in the form of "Policy Assertions", which complete the WSDL description of the service
  • WS-Metadata Exchange allows the dynamic retrieval of metadata associated with the web service (description, schema and policy), thus providing a web service self-checking mechanism
  • WS-Security is an optional set of mechanisms for securing end-to-end message integrity, confidentiality, and authenticity.
  • DPWS protocol stack integrates all the standards presented above.
  • DPWS Web Service complements "Discovery” and "Preventing" protocols. For example
  • WS Discovery is a protocol for "plug-and-play" discovery of network-connected resources. It defines a multicast P protocol for searching for and finding devices. Once found, the device shows the services it provides.
  • WS-Eventing defines a publish-subscribe-event-handling protocol that allows a web service to exchange event-related messages with other web services.
  • WS-Eventing is planned for the implementation a range of applications, from device-oriented to enterprise-scaled-published-subscribed systems, in the upper part of the same architecture.
  • each DPWS-based service has a specific WSDL description. This description is device specific; Thus, different device types have different WSDL descriptions with few similarities.
  • the DPWS service code relies on various functions to handle messages. These functions depend on the DPWS description of a particular service. For one service to communicate with another in this context, both services must implement each other's specific functions. Therefore, each time a new service is designed, each WDSL description must be compiled to generate a server code and a client code.
  • the automation devices comprise web services which provide common, universal access Interfaces are equipped to enable automatic detection and start of functions that provides the automation device. Neither the call of automation programs nor the programming / configuration and processing of the automation programs is described in the article.
  • the present invention is based on the problem, an automation device and a method for programming control programs of the programmable controller such that a creation, modification and debugging of the control program is possible in a simple manner.
  • an automation device according to the invention in that the automation device has an integrated web-based programming interface.
  • the programming interface is arranged in an embedded web server and is accessible via a web browser, which is connected to the automation device.
  • the automation device is preferably connected via a bus system with other automation devices and the web browser, via which the programming interface is accessible.
  • Control Programs Configuring the XML Web Service Interface for a Control Program o Message Structure ⁇ Schema o called control program o parameter submission o event generation o service endpoint configuration: name and invocation address Debug control programs.
  • the automation device via the programming interface by means of an automation talks such as IEC-61131LD, FDD, ST or IL programmable and / or testable.
  • an automation talks such as IEC-61131LD, FDD, ST or IL programmable and / or testable.
  • the automation device is characterized by the fact that the Web services and XML messaging can be configured by means of the programming interface.
  • control programs and / or control program tasks can be called by XML messaging and / or web services or XML event messages can be generated if user-defined process conditions are met.
  • the execution mechanism for the control programs, the web service stack and the programming interface are integrated in the same processor and preferably run on this.
  • the web service / XML messaging functions and the programming environment share the same embedded web server.
  • Web service capabilities and XML messaging capabilities are coupled to the control program execution mechanism through an interpreter such as IEC-61131.
  • the invention relates to a method for programming and / or configuring at least one control program of an automation device, which is connected via a network with further automation devices and at least one web browser and uses for communication with other automation devices and automation software web services.
  • the method according to the invention comprises the following method steps: Establishment of a connection between the web browser and a web-based programming interface integrated in the automation device, display of a programming / configuration application in the web browser,
  • the programming interface provides a programming environment that enables the programming of the automation device by means of an automation language such as IEC-61131LD, FDB, ST or IL.
  • the automation language configures Web services-based XML messaging and debugs the control programs.
  • XML messaging and / or web services are used to generate XML event messages.
  • the web service / XML messaging functions and the programming environment share the same embedded web server as HTTP servers.
  • the web service / XML messaging functions have direct software access to the execution mechanism for control programs, such as an IEC 61131 interpreter.
  • Fig. 1 functional diagram of an automation device
  • Fig. 2 is a schematic representation of the access to a built-in automation devices programming application through a web browser
  • FIG. 1 shows a functional diagram 10 of an automation device 12, which according to FIG. 2 is connected via a network 14 to further automation devices 16, 18 and to a personal computer 20 with integrated web browser 22.
  • the function diagram 10 will be explained below using examples of the automation device 12.
  • This comprises a real-time operating system 24 on which a control execution mechanism 26 for executing control programs 28, 30, 32 runs.
  • a TCP / UTB / IP stack 34 and an HTTP server 36 is provided to connect the automation system 12 to the network 14.
  • the TCP / UTB / IP stack 34 and the HTTP server 36 form transport layers for the transport of messages over the network 14.
  • a web services stack 38 is arranged, which provides web services 40, which are used for communication with other automation devices 16, 18 and automation or control software.
  • the automation device 12 has an integrated web-based programming interface 42, which provides an embedded web-based programming environment.
  • the programming interface 42 is located in the embedded web server 36 and is accessible via the web browser 32, which is connected via the network 14 to the automation device 12.
  • the programming environment provided by the programming interface 42 enables the programming of the automation device 12 by means of a programming language, such as e.g. LD, FBD, ST or IL according to IEC-61131. Furthermore, the web services 40 and XML messages contained in the web services stack 38 can be configured and the control programs 28, 30, 32 debugged.
  • a programming language such as e.g. LD, FBD, ST or IL according to IEC-61131.
  • the web services 40 and XML messages contained in the web services stack 38 can be configured and the control programs 28, 30, 32 debugged.
  • XML messaging and / or web services 40 are used to invoke the control programs / tasks 28, 30, 32 or to generate XML event messages when custom process conditions are met.
  • control execution mechanism 26 web services stack 38 with XML messaging and programming / debugging functions of the programming interface 42 are permanently integrated and run in the same processor on the real-time operating system 24.
  • the web service / XML messaging functions and the programming environment provided by the programming interface 42 share the same embedded web server 36 for their communication with the network 14. Both functions have direct software access to the control execution mechanism 26, which may be embodied, for example, as an IEC 61131 interpreter.
  • the automation device is equipped with the control execution mechanism 26 for the control programs 28, 30, 32.
  • the web services stack 38 allows:
  • an XML message received from the stack 38 causes the retrieval of a function in the execution mechanism 26 to start a given control program.
  • gram 28, 30, 32 as an IEC 61131-3 task, using parameters extracted from the XML message.
  • event messages during execution of a control program 28, 30, 32, one or more event messages can be generated, which are announced and distributed by the web services stack 38 like XML messages.
  • programming application or programming interface 42 is accessible by the web server 36 via the web browser 22 shown in FIG. 2 and allows functions such as:
  • Control Programs Configuring the XML Web Service Interface for a Control Program o Message Structure ⁇ Schema o called control program o parameter transfer o event generation o service endpoint configuration: name and call address Debug control programs.
  • a control engineer establishes a connection using the web browser 22 to the automation device 12.
  • the homepage represented by the device allows access to the programming interface 42; You may need to use username and password to authenticate the technician.
  • the programming and configuration application 42 is then displayed in the web browser 22.
  • the application can be implemented as JavaApplet, JavaScript, .NET-Program or AJ AX-Style application.
  • the technician then uses the application 42 to generate a plurality of control programs 28, 30, 32 using an IEC 61131 language.
  • the programming application 42 internally translates the 61131 code into a native bytecode or an interpreted bytecode.
  • the technician then configures a web service 38, 40 which may be used to access one of the control programs 28, 30, 32.
  • the configuration consists of defining a call message, mapping message parameters to control program parameters, and adding any event messages that are produced.
  • the technician may then proceed to debug the application through the Web browser 22 or use the appropriate commands to enable independent execution of the program.
  • an automation device which provides an integrated web-based programming interface and uses web services for communication with other automation devices and automation software.
  • the programming interface is located in an embedded web server and is accessible via a web browser that is connected to the automation device.
  • the programming environment allows the programming of the automation device by means of an automation language such as e.g. LD, FBD, ST or IL to IEC 61131, which configures web services and XML messaging and debugs the control programs.
  • an automation language such as e.g. LD, FBD, ST or IL to IEC 61131, which configures web services and XML messaging and debugs the control programs.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Automatisierungs gerät (12, 16, 18) mit einem Ausführungsmechanismus (26) für Steuerprogramme (28, 30, 32) sowie einem Web-Services-Stack (38) zur Kommunikation mit anderen Automatisierungsgeräten (12, 16, 18) und/oder Automatisierungssoftware, sowie auf ein Verfahren zu dessen Programmierung. Zum Programmieren und/Konfigurieren der Steuerprogramme ist vorgesehen, dass das Automatisierungsgerät (12, 16, 18) ein integriertes Web-basiertes Programmierinterface (42) aufweist. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte: Aufbau einer Verbindung zwischen dem Web-Browser (22) und einem in dem Automatisierungsgerät (12, 16, 18) integrierten Web-basierten Programmierinterface (42), Darstellung einer Programmier-/Konfigurationsanwendung in dem WebBrowser (22), Generieren von zumindest einem Steuerprogramm (28, 30, 32) unter Verwendung einer Programmiersprache, Konfiguration eines Web-Services (40) zum Zugriff auf das zumindest eine Steuerungsprogramm (28, 30, 32).

Description

Beschreibung
Automatisierungs gerät mit Steuerprogramm sowie Verfahren zu dessen Programmierung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Automatisierungs gerät mit Steuerprogramm gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur Programmierung und/oder Konfiguration zumindest eines Steuerprogramms eines Automatisierungsgeräts nach Oberbegriff des Anspruchs 8.
Ein Automatisierungsgerät mit Web-Service-Stack sowie ein Verfahren zum Aufrufen eines Automatisierungsprogramms in einem Automatisierungsgerät sind in der WO 2008/101912 Al beschrieben. Dabei ist vorgesehen, dass dem Automatisierungsprogramm sowie dem Web-Service-Stack ein Web-Service-Interface zum ferngesteuerten Aufrufen des Automatisierungsprogramms übergeordnet ist. Das Automatisierungsgerät kann über ein Netzwerk mit anderen Automatisierungs geraten und/oder Anwendungen gekoppelt sein, wobei das Web-Service-Interface über das Netzwerk mittels eines Protokolls wie WS -Discovery für übergeordnete Softwareanwendungen erkennbar ist und wobei Ausgabe-Nachrichten abonnierbar sind.
Die Programmierung, Modifizierung, Konfiguration und/oder das Debuggen des Automatisierungsprogramms ist in der WO 2008/101912 Al nicht angesprochen. In einem Artikel von F. Jammes; A. Mensch; H. Smit: „Service-oriented device com- munications using the device profile for web Services", MPAC'05, November 28, - Dezember, 2, 2005, Genoble, Frankreich, werden die Vorteile der Einführung von Serviceorientierten Architekturen auf dem Level der Kommunikation zwischen Resource- abhängigen eingebetteten Geräten beschrieben. Insbesondere wird die Verwendung von sogenannten „Device Profile for Web Services" (DPWS) als Basis für solche Architekturen für „Intelligente" Geräte diskutiert.
Unter „Service-orientierter Architektur" (SOA) wird in dem Artikel - sowie auch nachfolgend - eine Architektur als Satz architektonischer Grundsätze zum Aufbau autonomer und dialogfähiger bzw. vollständig kompatibler Systeme verstanden. Dabei wird unter „autonome Systeme" verstanden, dass diese unabhängig voneinander gebildet werden, dass diese unabhängig von Ihrer Umgebung betrieben werden und dass diese eine inhärente Funktionalität aufweisen, beispielsweise kann diese Funktionalität hilfreich sein, selbst wenn diese nicht mit einer Funktionalität höheren Levels gekoppelt ist.
Die Dialogfähigkeit bzw. vollständige Kompatibilität wird begünstigt durch eine klare Abstrahierung des Interfaces bzw. der Kommunikationsschnittstelle, die ein Service seiner Umgebung durch die Implementierung des Services präsentiert.
Grundsätzliche Interaktionsmuster eines Geräte-Level SOA kann anhand von fünf Funktionslevel beschrieben werden: Adressierung, Auffinden, Beschreiben, Steuerung, Ereignis. Dabei werden Geräte entweder als steuernde oder gesteuerte Geräte charakterisiert, wobei jedoch ein gegebenes Gerät beide Rollen verkörpern kann und „peer-to- peer"-Interaktionen ermöglicht. Ferner werden Geräte-Level Service-orientierter Protokolle beschrieben, wie beispielsweise UPnP (Universal Plug and Play) einschließlich IP, TCP, UDP, HTTP, SOAP und XML.
Ausführlich wird auch der Ansatz über „ Device Profile for Web Services (DPWS)" beschrieben, welcher dieselben Vorteile wie UPnP hat, jedoch zusätzlich vollständig an Web Service Technologien ausgerichtet ist. Die DPWS-Spezifikationen definieren eine Architektur, in welcher Geräte zwei Typen von Services aufweisen: „hosting Services" und „hosted Services". „Hosting Services" spielen eine wesentliche Rolle beim Auffindungsprozess des Geräts. „Hosted Services" sind meist funktional von ihrem „hosting" Gerät zur Auffindung abhängig. Zusätzlich zu den „hosted Services" spezifiziert DPWS ein Set von eingebauten Services:
„Discovery Services": Werden verwendet von einem Gerät, welches mit einem Netzwerk verbunden wird, um sich bekannt zu machen und um andere Geräte aufzufinden.
„Meta Data Exchange Services": Stellt dynamischen Zugang zu einem „hosted- service" des Gerätes und zu dessen Metadaten bereit, wie beispielsweise WSDL- oder XML-Schema-Definitionen.
„Published Subscribe Eventing Services": Erlaubt Geräten die Subskribierung asynchroner Ereignisnachrichten, die von einem gegebenen Service produziert oder erzeugt werden.
Im DPWS -Sprachgebrauch wird ein „gesteuertes" Gerät einfach als „Gerät" bezeichnet, während ein „steuerndes" Gerät als „Client" bezeichnet wird.
Ein DPWS Protokoll- S tack besteht aus folgenden Komponenten:
„WSDL" (Web Services Discription Language) für die abstrakte Beschreibung von Service-Kommunikationsschnittstellen (Interfaces) und deren Bindung an Übertragungs-/Transportprotokolle
„XML-Schema" zur Definition der Datenformate, die zur Konstruierung der Nachrichten verwendet werden, die an Services adressiert und von Services empfangen werden „SOAP", das Protokoll zum Transport von Service-bezogenen Mitteilungen, die in Übereinstimmung mit deren korrespondieren WSDL Definitionen formatiert sind
„WS-Adressing" ist eng mit dem SOAP verbunden und konzentriert alle adressierenden Informationen in den Header der SOAP-Nachrichtenhülle, wodurch ermöglicht wird, dass der Nachrichteninhalt über jedes Transportprotokoll (HTTP, SMTP, TCP, UDP, ...) übertragen werden kann
„WS-Policy" wird verwendet, um Regeln in Verbindung mit dem Web Service auszudrücken in Form von „Policy Assertions", welche die WSDL-Beschreibung des Services komplettieren
„WS-Metadata Exchange" erlaubt die dynamische Abfrage von Metadaten, die mit dem Web Service assoziiert sind (Beschreibung, Schema und Policy), stellt somit ein Web Service Selbstprüfungs-Mechanismus zur Verfügung
„WS-Security" ist ein optionaler Set von Mechanismen zur Sicherung einer „end- to-end"-Nachrichten-Integrität, Vertraulichkeit und Authentizität.
Der DPWS-Protokoll-Stack integriert sämtliche oben dargestellten Standards. Ergänzend zu den oben beschriebenen Web Service Kern-Protokollen ergänzt DPWS Web Service Protokolle zur „Discovery" und „Preventing". Beispielsweise
„WS -Discovery" ist ein Protokoll für „plug-and-play" Auffindung von Netzwerkverbundenen Resourcen. Es definiert ein Multicast-Pprotokoll zur Suche nach und zum Auffinden von Geräten. Einmal aufgefunden zeigt das Gerät die Services, die es zur Verfügung stellt.
„WS-Eventing" definiert ein „publish-subscribe"-Ereignis-behandelndes Protokoll, welches es einem Web Service erlaubt, mit anderen Web Services ereignisbezogene Nachrichten auszutauschen. WS-Eventing ist vorgesehen zur Implemen- tierung einer Reihe von Anwendungen, von Geräte- orientierten bis „Enterprise- scaled-published-subscribed"-Systemen, im oberen Teil derselben Architektur.
Typischerweise hat jeder DPWS-basierte Service eine bestimmte WSDL-Beschreibung. Diese Beschreibung ist gerätespezifisch; somit haben verschiedene Gerätetypen verschiedene WSDL-Beschreibungen mit wenigen Gemeinsamkeiten.
Der Code des DPWS-Service ist in verschiedenen Funktionen darauf angewiesen, Meldungen zu bearbeiten. Diese Funktionen sind abhängig von der DPWS -Beschreibung eines bestimmten Services. Damit in diesem Zusammenhang ein Service mit einem anderen kommunizieren kann, müssen beide Services die jeweiligen spezifischen Funktionen des anderen implementieren. Daher muss jede WDSL-Beschreibung jedes Mal, wenn ein neuer Service gestaltet worden ist, kompiliert werden, um einen Server-Code und einen Client-Code zu generieren.
Sollen die Services, welche die Geräte abstrahieren, in einer dynamischen Umgebung mit einer großen Anzahl von Geräten miteinander kommunizieren, so wird es für einen bestimmten Service aufgrund der Meldungen, die er mit anderen austauscht, unpraktisch, alle Anwender zu implementieren. Dies ist besonders kritisch, wenn die Geräte einer großen Anzahl von Verfahren/ Abläufen ausgesetzt sind.
Darüber hinaus ist in Netzwerkumgebungen, in welchen eine Ansammlung von Geräten gewünscht ist, das Umprogrammieren ein schwerwiegendes Hemmnis für die dynamische Änderung der Ansammlung der Geräte sowie für die sofort betriebsbereite Konnektivität des Systems.
Der Aufsatz von F. Jammes u.a.: „Orchestration of Service-Oriented Manufacturing Process", bei IEEE, 2005, beschreibt die Anwendung der Service-orientierten Architektur bei der Vernetzung industrieller Automatisierungsgeräte. Die Automatisierungsgeräte umfassen Web-Services, welche mit gemeinsamen, universellen Zugriff-Interfaces ausgestattet werden, um eine automatische Erkennung und einen Start von Funktionen, welche das Automatisierungsgerät bereitstellt, zu ermöglichen. Weder der Aufruf von Automatisierungsprogrammen noch die Programmierung/Konfigurierung und Bearbeitung der Automatisierungsprogramme ist in dem Aufsatz beschrieben.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein Automatisierungsgerät und ein Verfahren zur Programmierung von Steuerprogrammen des Automatisierungsgeräts derart weiterzubilden, dass eine Erstellung, Modifizierung sowie ein Debuggen des Steuerprogramms auf einfache Weise möglich ist.
Das Problem wird durch ein Automatisierungsgerät erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Automatisierungsgerät ein integriertes Web-basiertes Programmierinterface aufweist.
Vorzugsweise ist das Programmierinterface in einem eingebetteten Web-Server angeordnet und ist über einen Web-Browser zugänglich, der mit dem Automatisierungsgerät verbunden ist. Hierzu ist das Automatisierungsgerät vorzugsweise über ein Bussystem mit weiteren Automatisierungsgeräten sowie dem Web-Browser verbunden, über den das Programmierinterface zugänglich ist.
Dadurch werden folgende Funktionen ermöglicht:
Erstellen eines neuen Steuerprogramms Modifizierung des Codes für ein Steuerprogramm
Starten, Stoppen, Freigeben, Deaktivieren, Rücksetzen von Steuerprogrammen Konfiguration des XML- Web-Service-Interface für ein Steuerprogramm: o Message-StrukturΛSchema o Aufgerufenes Steuerprogramm o Parameterübermittlung o Event-Generierung o Sevice-Endpunkt-Konfiguration: Name und Aufrufadresse Steuerprogramme debuggen.
Vorzugsweise ist das Automatisierungsgerät über das Programmierinterface mittels einer Automatisierungs spräche wie IEC-61131LD, FDD, ST oder IL programmierbar und/oder prüfbar.
Des Weiteren zeichnet sich das Automatisierungsgerät dadurch aus, dass mittels des Programmierinterfaces die Web-Services und XML-Messaging konfigurierbar sind.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass Steuerprogramme und/oder Steuerprogramm-Tasks durch XML-Messaging- und/oder Web-Services aufrufbar sind oder XML-Event- Messages generierbar sind, wenn benutzerdefinierte Prozessbedingungen erfüllt sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der Ausführungsmechanismus für die Steuerprogramme, der Web-Service-Stack sowie das Programmierinterface in demselben Prozessor integriert und laufen vorzugsweise auf diesem ab. Dabei teilen die Web-Service-/XML-Messaging-Funktionen und die Programmier-Umgebung denselben eingebetteten Web-Server.
Die Web-Service-Funktionen sowie die XML-Messaging-Funktionen sind über einen Interpreter wie IEC-61131 mit dem Ausführungsmechanismus für Steuerprogramme gekoppelt.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Programmieren und/oder Konfigurieren zumindest eines Steuerprogramms eines Automatisierungsgeräts, welches über ein Netzwerk mit weiteren Automatisierungsgeräten sowie zumindest einem WebBrowser verbunden ist und zur Kommunikation mit anderen Automatisierungsgeräten und Automatisierungs Software Web-Services benutzt. Das erfindungs gemäße Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte: Aufbau einer Verbindung zwischen dem Web-Browser und einem in dem Automatisierungsgerät integrierten Web-basierten Programmierinterface, Darstellung einer Programmier-/Konfigurationsanwendung in dem WebBrowser,
Generieren von zumindest einem Steuerprogramm unter Verwendung einer Automatisierungssprache,
Konfiguration eines Web-Services zum Zugriff auf das zumindest eine Steuerungsprogramm.
Vorzugsweise stellt das Programmierinterface eine Programmier-Umgebung bereit, welches die Programmierung des Automatisierungsgeräts mittels einer Automatisierungssprache wie IEC-61131LD, FDB, ST oder IL ermöglicht. Dabei werden über die Automatisierungssprache das Web-Services-basierte XML- Messaging konfiguriert und die Steuerprogramme debuggt.
Vorzugsweise werden zur Generierung von XML-Event-Messages XML-Messaging und/oder Web-Services verwendet.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass der Ausführungsmechanismus für Steuerprogramme, XML- Messaging- und Programmierungs-Debugging-Funktionen in demselben Prozessor fest integriert ist und auf diesem abläuft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensweise teilen sich die Web-Service-/ XML- Messaging-Funktionen und die Programmier-Umgebung denselben eingebetteten Web-Server wie HTTP-Server.
Dabei haben die Web-Service-/XML-Messaging-Funktionen direkten Software-Zugriff auf den Ausführungsmechanismus für Steuerungsprogramme wie beispielsweise einen IEC-61131 -Interpreter.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kom- bination -, sondern auch aus den nachfolgender Beschreibung der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 Funktionsschema eines Automatisierungsgeräts und
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Zugriffs auf eine in den Automatisierungsgeräten integrierten Programmieranwendung durch einen Web-Browser
Fig. 1 zeigt ein Funktionsschema 10 eines Automatisierungsgeräts 12, welches gemäß Fig. 2 über ein Netzwerk 14 mit weiteren Automatisierungsgeräten 16, 18 sowie einem Personal Computer 20 mit integriertem Web-Browser 22 verbunden ist.
Nachfolgend wird das Funktionsschema 10 an Beispielen des Automatisierungsgeräts 12 erläutert. Dieses umfasst ein Echtzeitbetriebssystem 24, auf dem ein Steuerungs- Ausführungsmechanismus 26 zur Ausführung von Steuerprogrammen 28, 30, 32 abläuft.
Um das Automatisierungssystem 12 mit dem Netzwerk 14 zu verbinden, ist ein TCP/UTB/IP-Stack 34 sowie ein HTTP-Server 36 vorgesehen. Der TCP/UTB/IP-Stack 34 sowie der HTTP-Server 36 bilden Transportschichten für den Transport von Nachrichten über das Netzwerk 14. Über den Transportschichten 34, 36 ist ein Web- Services-Stack 38 angeordnet, welcher Web-Services 40 bereitstellt, die zur Kommunikation mit anderen Automatisierungsgeräten 16, 18 und Automatisierungs- bzw. Steuersoftware benutzt werden.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Automatisierungsgerät 12 ein integriertes Web-basiertes Programmierinterface 42 aufweist, welches eine eingebettete Webbasierte Programmier-Umgebung zur Verfügung stellt. Das Programmierinterface 42 befindet sich in dem eingebetteten Web-Server 36 und ist über den Web-Browser 32 zugänglich, der über das Netzwerk 14 mit dem Automatisierungsgerät 12 verbunden ist.
Die von dem Programmierinterface 42 bereitgestellte Programmier-Umgebung ermöglicht die Programmierung des Automatisierungsgeräts 12 mittels einer Programmiersprache wie z.B. LD, FBD, ST oder IL nach IEC-61131. Ferner können die in dem Web-Services-Stack 38 enthaltenen Web-Services 40 und XML- Messages konfiguriert und die Steuerprogramme 28, 30, 32 debuggt werden.
Zusätzlich werden XML-Messaging und/oder Web-Services 40 verwendet, um die Steuerprogramme/-tasks 28, 30, 32 aufzurufen oder XML-Event-Messages zu generieren, wenn benutzerdefinierte Prozessbedingungen erfüllt sind.
Innerhalb des Automatisierungsgeräts ist der Steuerungs-Ausführungsmechanismus 26, Web-Services-Stack 38 mit XML-Messaging und Programmierungs-/Debugging- Funktionen des Programmierinterfaces 42 fest integriert und laufen in demselben Prozessor auf dem Echtzeitbetriebssystem 24.
Die Web-Service-/XML-Messaging-Funktionen und die von dem Programmierinterface 42 zur Verfügung gestellte Programmier-Umgebung teilen denselben eingebetteten Web-Server 36 für ihre Kommunikation mit dem Netzwerk 14. Beide Funktionen haben direkten Software-Zugriff auf den Steuerungs-Ausführungsmechanismus 26, der beispielsweise als ein IEC-61131-Interpreter ausgebildet sein kann.
Fig. 1 zeigt das Funktionsschema des Automatisierungsgeräts 12. Das Automatisierungsgerät ist mit dem Steuerungs-Ausführungsmechanismus 26 für die Steuerprogramme 28, 30, 32 ausgestattet. Der Web-Services-Stack 38 ermöglicht:
Aufrufen der Ausführung von Steuerprogrammen 28, 30, 32: eine von dem Stack 38 empfangene XML-Message bewirkt das Abrufen einer Funktion in dem Ausführungsmechanismus 26 zum Starten eines gegebenen Steuerpro- gramms 28, 30, 32 wie ein IEC-61131-3-Task, wobei aus der XML- Message extrahierte Parameter verwendet werden.
Generierung von Event-Messages: während der Ausführung eines Steuerprogramms 28, 30, 32 können eine oder mehr Event-Messages generiert werden, die durch den Web-Services-Stack 38 wie XML-Messages verkündet und verteilt werden.
Außerdem ist die Programmieranwendung bzw. das Programmierinterface 42 durch den Web-Server 36 über den in Fig. 2 dargestellten Web-Browser 22 zugänglich und ermöglicht Funktionen wie:
Erstellen eines neuen Steuerprogramms Modifizierung des Codes für ein Steuerprogramm
Starten, Stoppen, Freigeben, Deaktivieren, Rücksetzen von Steuerprogrammen Konfiguration des XML- Web-Service-Interface für ein Steuerprogramm: o Message-StrukturΛSchema o Aufgerufenes Steuerprogramm o Parameterübermittlung o Event-Generierung o Sevice-Endpunkt-Konfiguration: Name und Aufrufadresse Steuerprogramme debuggen.
Nachfolgend werden die Konfigurations schritte eines Service-orientierten Automatisierungsgeräts beschrieben.
Ein Steuerungstechniker baut eine Verbindung unter Verwendung des Web-Browsers 22 mit dem Automatisierungsgerät 12 auf. Die durch das Gerät dargestellte Homepage ermöglicht den Zugriff auf das Programmierinterface 42; möglicherweise müssen hierzu Username und Password genannt werden, um den Techniker zu authentifizieren. Die Programmier- und Konfigurationsanwendung 42 wird sodann in dem Web-Browser 22 dargestellt. Die Anwendung kann als JavaApplet, JavaScript, .NET-Program oder AJ AX-Style- Anwendung implementiert werden.
Der Techniker verwendet dann die Anwendung 42, um mehrere Steuerprogramme 28, 30, 32 zu generieren, wobei eine IEC-61131-Sprache verwendet wird. Die Programmieranwendung 42 übersetzt intern den 61131-Code in einen nativen Bytecode oder einen interpretierten Bytecode.
Der Techniker konfiguriert sodann einen Web-Service 38,40, der verwendet werden kann, um auf eines der Steuerprogramme 28, 30, 32 zuzugreifen. Die Konfiguration besteht aus dem Definieren einer Aufruf-Message, dem Mapping von Message- Parametern zu Steuerprogramm-Parametern und Zufügen jedweder Event-Messages, die produziert werden.
Sodann kann der Techniker mit dem Debuggen der Anwendung durch den WebBrowser 22 fortfahren oder die geeigneten Kommandos verwenden, um die unabhängige Ausführung des Programms zu ermöglichen.
Zusammenfassend ist anzumerken, dass ein Automatisierungsgerät zur Verfügung gestellt wird, das ein integriertes Web-basiertes Programmierinterface vorsieht und zur Kommunikation mit anderen Automatisierungsgeräten und Automatisierungs Software Web-Services benutzt. Das Programmierinterface befindet sich in einem eingebetteten Web-Server und ist über einen Web-Browser zugänglich, der mit dem Automatisierungsgerät verbunden ist.
Die Programmier-Umgebung ermöglicht die Programmierung des Automatisierungsgeräts mittels einer Automatisierungssprache wie z.B. LD, FBD, ST oder IL nach IEC- 61131, die Web-Services und XML-Messaging konfiguriert und die Steuerprogramme debuggt.

Claims

PatentansprücheAutomatisierungs gerät mit Steuerprogramm sowie Verfahren zu dessen Programmierung
1. Automatisierungsgerät (12, 16, 18) mit einem Ausführungsmechanismus (26) für Steuerprogramme (28, 30, 32) sowie einem Web-Services-Stack (38) zur Kommunikation mit anderen Automatisierungsgeräten (12, 16, 18) und/oder Automatisierung s s oftware, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatisierungsgerät (12, 16, 18) ein integriertes Web-basiertes Programmierinterface (42) aufweist.
2. Automatisierungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Programminterface (42) in einem eingebetteten Web-Server (36) angeordnet ist.
3. Automatisierungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatisierungsgerät (12, 16, 18) über ein Netzwerk (14) mit weiteren Automatisierungsgeräten (12, 16, 18) sowie einem Web-Browser (20) verbunden ist, über den das Programmierinterface (42) zugänglich ist.
4. Automatisierungsgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatisierungsgerät (12, 16, 18) und/oder die Steuerprogramme (28, 30, 32) über das Programmierinterface die Programmierung mittels einer Automatisierungssprache wie LD, FBD, ST oder IL nach IEC-61131programmierbar ist.
5. Automatisierungsgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausführungsmechanismus (26) für die Steuerprogramme (28, 30, 32), der Web-Services-Stack (38) sowie das Programmierinterface (42) in demselben Prozessor integriert sind und auf diesem ablaufen.
6. Automatisierungsgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Web-Service-Funktionen sowie XML- Messaging-Funktionen der Web- Services (40) und das Programmierinterface (42) denselben eingebetteten Web- Server (36) wie HTTP-Server benutzen.
7. Automatisierungsgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Web-Service-Funktionen sowie die XML-Messaging Funktionen der Web-Services (40) über einen Interpreter wie IEC-61131 mit dem Ausführungsmechanismus (26) für Steuerungsprogramme (28, 30, 32) gekoppelt sind.
8. Verfahren zur Programmierung und/oder Konfiguration zumindest eines Steuerungsprogramms (28, 30, 32) eines Automatisierungsgeräts (12, 16, 18), welches über ein Netzwerk (14) mit weiteren Automatisierungsgeräten (12, 16, 18) sowie zumindest einem Web-Browser (22) verbunden ist und zur Kommunikation mit anderen Automatisierungsgeräten und Automatisierungssoftware Web-Services (40) benutzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
Aufbau einer Verbindung zwischen dem Web-Browser (22) und einem in dem Automatisierungsgerät (12, 16, 18) integrierten Web-basierten Programmierinterface (42),
Darstellung einer Programmier-/Konfigurationsanwendung in dem WebBrowser (22), Generieren von zumindest einem Steuerprogramm (28, 30, 32) unter Verwendung einer Programmiersprache,
Konfiguration eines Web-Services (40) zum Zugriff auf das zumindest eine Steuerungsprogramm (28, 30, 32).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Programmierinterface (42) ein Programmierungsumfeld bereitstellt, welches die Programmierung des Automatisierungsgeräts mittels einer Programmiersprache wie LD, FBD, ST oder IL nach IEC-61131ermöglicht.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass über die Programmiersprache die Web-Services (40) sowie deren XML- Messaging konfiguriert und die Steuerungsprogramme (28, 30, 32) debuggt werden.
11. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufruf der Steuerungsprogramme (28, 30, 32) und/oder Steuerpro- gramm-Tasks XML-Messaging und/oder Web-Services verwendet werden.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Generierung von XML-Event-Messages XML-Messaging und/oder Web- Services verwendet werden.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8-12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausführungsmechanismus (26) für Steuerungsprogramme (28, 30, 32), XML-Messaging und Programmierungs-/Debugging-Funktionen in demselben Prozessor fest integriert sind und auf diesem ablaufen.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Web-Service-/XML-Messaging-Funktionen und die Programmier- Umgebung denselben eingebetteten Web-Server wie HTTP-Server benutzen.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Web-Service-/XML-Messaging-Funktionen direkten Software -Zu griff auf den Ausführungsmechanismus für Steuerungsprogramme wie beispielsweise einen IEC-61131-Interpreter haben.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8-15, dadurch gekennzeichnet, dass der Web-Services-Stack (38) das Aufrufen der Ausführung des zumindest einen Steuerungsprogramms (28, 30, 32) ermöglicht, wobei vorzugsweise eine von dem Web-Services-Stack (38) empfangene XML-Message das Aufrufen einer Funktion in dem Ausführungsmechanismus (26) für Steuerungsprogramme (28, 30, 32) zum Starten eines gegebenen Steuerungsprogramms bewirkt, wobei aus der XML-Message extrahierte Parameter verwendet werden.
17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8-16, dadurch gekennzeichnet, dass der Web-Services-Stack (38) während der Ausführung des zumindest einen Steuerungsprogramms (28, 30, 32) eine oder mehrere Event-Messages generiert, die durch den Web-Service-Stack als XML-Message verkündet und verteilt werden.
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