EP4673796A1 - Leitsystem für eine technische anlage - Google Patents

Leitsystem für eine technische anlage

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Publication number
EP4673796A1
EP4673796A1 EP24714804.2A EP24714804A EP4673796A1 EP 4673796 A1 EP4673796 A1 EP 4673796A1 EP 24714804 A EP24714804 A EP 24714804A EP 4673796 A1 EP4673796 A1 EP 4673796A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
designed
state transition
operator
objects
image
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.)
Pending
Application number
EP24714804.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Lutz
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
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP4673796A1 publication Critical patent/EP4673796A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F8/00—Arrangements for software engineering
    • G06F8/30—Creation or generation of source code
    • G06F8/34—Graphical or visual programming
    • 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—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/04—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Program 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
    • G05B2219/10—Plc systems
    • G05B2219/13—Plc programming
    • G05B2219/13044—Display as flow chart, SFC, FUP
    • 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
    • G05B2219/10—Plc systems
    • G05B2219/13—Plc programming
    • G05B2219/13108—Flow diagram, sequential function chart with transitions and states SFC Grafcet

Definitions

  • the invention relates to a control system for a technical system
  • an automation device which is designed to run previously projected or programmed step chains with previously projected or programmed modules for controlling a technical system
  • the modules are assigned process objects, the process objects comprising variables for process values, an operating station server and at least one operating station client connected to the operating station server, the operating station server being designed to transmit visualization information to the operating station client, and the operating station client being designed to use the visualization information to display a graphical representation of the step chains for an operator of the technical system
  • a visualization generator which is designed to display a view of states and state transitions of the step chains during the runtime of the step chains in a system image as state objects on the basis of the previously projected or programmed modules with their process objects and
  • To display state transition objects further designed to display a detailed representation of the state transition of the respective state transition object when the operator interacts with a state transition object.
  • step chains In the sense of the invention, programming of step chains is understood to mean the creation of a user program with the help of an SFC editor for Sequential Function Charts (SFCs). Calculations can be projected in blocks or SFC blocks and implemented in steps, transitions or sequence chains.
  • SFCs Sequential Function Charts
  • step chains or sequence controls are used for a state- or event-controlled execution of production processes.
  • the SFC sequence control controls with CEC Continuous Functions created using function charts (SFCs) are described in terms of operating and state changes.
  • SFCs are projected in an engineering station.
  • the automation and operator station specific parts are compiled from a projected basis and loaded from the engineering station into the relevant automation device and the relevant operator station server.
  • the visualization generator enables operators to monitor the states of the step chains and the state transitions in the detailed representations, the so-called magnifying glasses, during runtime and to intervene manually if necessary.
  • the step chains can be monitored by operators in order to be able to intervene manually in the processes in certain application cases - e.g. manually switching a transition, confirming a transition after an operator request, etc.
  • the visualized step chains offer not only the actual step chains but also visualized magnifying glasses during runtime, through which the operator can recognize, on the basis of an interconnection, which conditions are required for the transition to the next step and to what extent they are currently already fulfilled.
  • EP 3 528 074 B1 describes a method for checking the relationship between a process alarm of a process object that is visually displayed on an operator client of a process control system and an acoustically output process alarm.
  • EP 3 067 768 Bl discloses an automation device with at least one automation device and an operator system for visualizing and operating step chains of a sequence control, wherein during a RUN operation of the automation device, objects generated from the step chains are processed, wherein the objects loaded into the automation device are processed by means of a continuous CFC functions created using the Function Chart Editor can be parameterized and activated, with the interaction and linking between the objects and the CFC functions being accomplished via process values and control signals.
  • EP 3 968 107 Bl shows a process monitoring system with at least a first operating unit which is connected to a server, and the server has a visualization service for monitoring an automation system.
  • EP 1 351 109 A1 describes a system and method for efficient programming of automation systems with high data consistency.
  • the core of the invention is a data program that can be executed on a data processing device and that uses a sequence-oriented logic. This logic is generated directly from a special flow chart that contains both the sequences of the program to be executed and the associated logic.
  • a disadvantage of process monitoring systems is that it is often difficult for an operator to recognize from the magnifying glasses (signal flow plans) how and when a transition, i.e. a state change, will be fulfilled, since the logical connections in the known detailed image are often very complex and no trend can be derived from the current values displayed.
  • the process objects are assigned an image reference which is constructed as a data array and comprises at least two elements, wherein a first element has an assignment to a specific state transition object and a second element has an assignment to a specific system image, wherein the visualization generator is further designed to also use the image reference for a specific state transition object to display a specific plant image in the detailed display or in a separate location.
  • This invention introduces detailed magnifying glasses of SFC step chains for more efficient and improved operation and monitoring of process engineering plants.
  • the inventor has recognized that the object model of the SFC magnifiers needs to be expanded and that the process objects need to be provided with an image reference so that the operator not only has access to the complex connections of the magnifiers for the transitions in the detailed images using the display means, but also visualizations that he knows from the system images and that help him to assess the situation better and more efficiently.
  • a magnifying glass is opened for a state transition, extended information can now be accessed and in a detailed magnifying glass representation the designer has now made plant images created specifically for the SFC magnifying glass referenceable.
  • the operator station server has a configuration memory in which the process objects extended by the image reference and the other plant images are saved.
  • a visualization service is available which has a dynamization service, a screen object model and a representation service.
  • the representation service is designed to access the information stored in the configuration memory when the operator opens the detailed representation of a state transition object in the displayed step chain on the operator station client and to pass it on to the screen object model.
  • the dynamization service is designed to dynamize the system images displayed in the detailed display or at a separate location.
  • the screen object model of the SFC step chains has been extended with the image reference in order to be able to to be able to embed system image elements or entire system images.
  • the representation service accesses the stored information on the system image elements and system images when the operator opens the magnifying glass of a transition and feeds this into the screen object model for the visualization of the step chain view.
  • Usability is further improved if the other system images displayed are designed to give the operator visual feedback as to when a threshold value for the state transition of the state transition object is reached.
  • This invention makes it possible, for example, to insert a trend curve into the magnifying glass, which the operator can use to estimate very well when the threshold will be reached.
  • control elements for operating the process objects or for changing the variables for the process values can be displayed in the detailed display or at a separate location.
  • FIG 1 shows a control system according to the invention in a schematic representation
  • FIG 2 a data structure
  • FIG 3 graphical interfaces of the control system.
  • FIG 1 a control system 14 for the operation and monitoring of the technical system designed as a process plant is shown schematically.
  • the control system 14 comprises a operating station server 15 and an operating station client 16.
  • the one operating station server 15 and the operating station client 16 are connected to one another via a terminal bus 17 and optionally to other components of the control system 14 (not shown), such as an archive server or an engineering station server.
  • an operator can access the operator station server 15 via the operator station client 16 using the terminal bus 17.
  • the terminal bus 17 can, for example, be designed as Industrial Ethernet, without being limited to this.
  • the operator station server 15 has a device interface 18 that is connected to a system bus 19.
  • the operator station server 15 is connected to an automation device 20 and to other components of the process plant such as peripheral devices 21, 22 via this device interface 19 and can communicate with them.
  • the system bus 19 can, for example, be designed as an Industrial Ethernet, without being limited to this.
  • a visualization service 23, a process image 24 and a configuration memory 25 are implemented (among other things) on the operator station server 15.
  • the visualization service 23 integrated in the operator station server 15 initiates a transmission of visualization information to the operator station client 16.
  • the operator station client 16 is designed to display a visualization, i.e. a graphical representation, in particular of graphical representations of technical objects, for operating and monitoring the process plant.
  • the automation device 20 is designed to control the technical system; for this purpose, previously projected or programmed step chains SK are executed with previously projected or programmed blocks FB in the automation device 20.
  • the blocks FB are assigned process objects PO, whereby the process objects PO include variables var for process values PW.
  • the visualization generator 2 is designed to display a view of states and state transitions (see FIG. 3) of the step chains SK during runtime of the step chains SK in a system image 1 as state objects Z01, Z02, Z03, Z04 and state transition objects ZÜ1, ZÜ2, ZÜ3, ZÜ4 on the basis of the previously configured or programmed blocks FB with their process objects PO, and is further designed to display a detailed representation 30 of the state transition of the respective state transition object ZÜ1, ZÜ2, ZÜ3 when the operator interacts with a state transition object ZÜ1, ZÜ2, ZÜ3.
  • the process objects PO are assigned an image reference Ref, which is constructed as a data array DA, see FIG 2 and comprises at least two elements E1, E2, wherein a first element E1 has an assignment to a specific state transition object ZÜ1, ZÜ2, ZÜ3 and a second element E2 has an assignment to a specific system image la,...,lf, wherein the visualization generator 2 is further designed to use the image reference Ref for a specific state transition object ZÜ1, ZÜ2, ZÜ3 to also display a specific system image la,...,lf in the detailed representation 30 or at a separate location.
  • the process objects PO extended by the image reference Ref and the other system images la,...,lf are stored in the configuration memory 25.
  • the visualization service 23 works together with the dynamization service 26, the screen object model 27 and a representation service 28.
  • the representation service 28 is designed to access the information stored in the configuration memory 25 when the operator on the operator station client 16 in the displayed step chain SK calls up the detailed representation 30 of a state transition object ZÜ1, ZÜ2, ZÜ3 is opened and the data, in particular the image reference Ref, is passed on to the screen object model 27.
  • the dynamization service 26 is designed to carry out a dynamization of the system images la,...,lf displayed in the detailed representation 30 or at a separate location.
  • the data array DA is shown in FIG 2.
  • the data array DA is constructed as a two-dimensional data array DA with a first element El and a second element E2.
  • the first element El contains an assignment to a specific state transition object ZÜ1,...,ZÜ6.
  • the second element E2 has an assignment to a specific system image la,...,lf.
  • six state transition objects ZÜ1,...,ZÜ6 can be assigned to six different system images la,...,lf.
  • FIG 3 shows different views that can appear in a system image 1 of an operator station client 16.
  • a block view 31 shows a standardized interface for controlling an SFC by the user program or a user. In technical terms, the block view 31 is also called a face plate. In the block view 31 there is then, for example, a button in an alarm line with which a step chain view 32 can be called.
  • a step chain SK is shown in the step chain view 32.
  • the step chain SK or the sequence chain always starts with a start state and ends with an end state. In this example, the start forms a first state object ZO1 and the end a fourth state object ZO4. In between there is a second state object ZO2 and a third state object ZO3.
  • a state transition object ZÜ1 In order to get from the first state object ZO1 to the second state object ZO2, a state transition object ZÜ1 must be passed through. In order to get from the second state transition object ZO2 to the third state transition object ZO3, a fourth state transition object ZÜ4 must be passed through, which also reaches the end of the step chain SK.
  • a second state transition object ZÜ2 which represents a second transition. Assuming that the process is currently in the second state transition object ZÜ2 with its process objects PO and its variables var, an operator can now interact with the second state transition object ZÜ2 and call up a detailed view 30 accordingly. According to the prior art, however, an operator could not do much with the detailed view 30.
  • a first system image 1a and a second system image 1b are now additionally displayed in the detailed view 30 using the image reference Ref.
  • this invention can present the operator with a trend curve with the additional system images 1a, 1b, which allows him to estimate when the expected transition threshold is reached.
  • the second system image 1b shows that this is a tank.
  • the embodiment according to FIG. 3 shows the benefit and application of the invention.
  • the change of state in the step chain SK depends on the fill level of a tank being exceeded, as shown in the magnifying glass.
  • the operator can see how high it currently is, but it is difficult for him to estimate when the threshold will be reached as expected.
  • a step chain is an alternating sequence of steps, each of which triggers certain actions, and transitions, which cause the change from one step to another as soon as the corresponding switching condition is met.
  • Each step chain has exactly one start step and one end step, as well as any number of intermediate steps, each of which is connected by directed edges via intermediate transitions.

Landscapes

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Abstract

Um bei einem Leitsystem (14) für eine technische Anlage die Bedienung zu erleichtern werden die Visualisierungsinformationen für eine grafische Darbietung der Schrittketten (SK) für einen Bediener der technischen Anlage erweitert, dazu wird den Prozessobjekten (PO) eine Bildreferenz (Ref) zugeordnet, welche als ein Datenarray (DA) aufgebaut ist und zumindest zwei Elemente (E1,E2) umfasst, wobei ein erstes Element (E1) eine Zuordnung zu einem bestimmten Zustandsübergangs-Objekt (ZÜ1,ZÜ2,ZÜ3) und ein zweites Element (E2) eine Zuordnung zu einem bestimmten Anlagenbild (1a,..,1f) aufweist, wobei der Visualisierungs-Generator (2) weiterhin dazu ausgestaltet ist mittels der Bildreferenz (Ref) für ein bestimmtes Zustandsübergangs-Objekt (ZÜ1,ZÜ2,ZÜ3) auch ein bestimmtes Anlagenbild (1a,...,1f) in die Detaildarstellung (30) oder an separater Stelle einzublenden.

Description

Beschreibung
Leitsystem für eine technische Anlage
Die Erfindung betri f ft ein Leitsystem für eine technische Anlage umfassend ein Automatisierungsgerät , welches ausgestaltet ist , zum Steuern einer technischen Anlage zuvor proj ektierte oder programmierte Schrittketten mit zuvor proj ektierten oder programmierten Bausteinen ablaufen zu lassen, den Bausteinen sind Prozessobj ekte zugeordnet , wobei die Prozessobj ekte Variablen für Prozesswerte umfassen, einen Bedienstation-Server und wenigstens einen mit dem Bedienstation-Server verbundenen Bedienstation-Client , wobei der Bedienstation- Server dazu ausgebildet ist , Visualisierungsinformationen an den Bedienstation-Client zu übertragen, und wobei der Bedienstation-Client dazu ausgebildet ist , mittels der Visualisierungsinformationen eine grafische Darbietung der Schrittketten für einen Bediener der technischen Anlage anzuzeigen, weiterhin umfassend einen Visualisierungs-Generator der dazu ausgestaltet ist auf Basis der zuvor proj ektierten oder programmierten Bausteine mit ihren Prozessobj ekten eine Ansicht von Zuständen und von Zustandsübergängen der Schrittketten zur Lauf zeit der Schrittketten in einem Anlagenbild als Zustands-Obj ekte und Zustandsübergangs-Obj ekte darzustellen, weiterhin ausgestaltet bei einer Interaktion des Bedieners mit einem Zustandsübergangs-Obj ekt eine Detaildarstellung vom Zustandsübergang des j eweiligen Zustandsübergangs-Obj ektes darzustellen .
Im Sinne der Erfindung wird unter Programmierung von Schrittketten das Erstellen eines Anwenderprogramms mit Hil fe eines SFC-Editors für Sequential Function Charts ( SFCs ) verstanden . In Bausteinen oder SFC-Bausteinen können Berechnungen proj ektiert werden und in Schritten, Transitionen oder Ablaufketten umgesetzt werden . In der Prozessautomatisierung werden Schrittketten bzw . Ablaufsteuerungen für eine zustands- oder ereignisgesteuerte Aus führung von Produktionsprozessen genutzt . Die SFC Ablaufsteuerung steuert mit CEC ( Continious Function Charts ) erstellte Funktionen über Betriebs- und Zustandswechsel . SFCs werden in einer Engineering Station proj ektiert . Die Automatisierungs- und Operator-Station spezi fischen Anteile werden ausgehend von einer pro ektierten Basis kompiliert und von der Engineering Station in das entsprechende Automatisierungsgerät und in den entsprechenden Bedienstation-Server geladen . Durch den Visualisierungs-Generator können Bediener zur Lauf zeit die Zustände der Schrittketten und die Zustandsübergänge in den Detaildarstellungen, den sogenannten Lupen, überwachen und bei Bedarf auch manuell eingrei fen .
Im Zuge der Bedienung und Beobachtung können die Schrittketten durch Bediener überwacht werden, um in bestimmten Anwendungs fällen auch manuell in die Abläufe eingrei fen zu können - z . B . manuelles Schalten einer Transition, Bestätigung einer Transition nach einer Bedienauf forderung, usw . .
Nach dem Stand der Technik bieten die visualisierten Schrittketten ( SFC Visu) zur Lauf zeit neben den eigentlichen Schrittketten auch visualisierte Lupen an, durch die der Bediener auf Grundlage einer Verschaltung erkennen kann, welche Bedingungen für den Übergang in den nächsten Schritt erforderlich sind und inwieweit sie gegenwärtig bereits erfüllt sind .
Die EP 3 528 074 Bl beschreibt ein Verfahren zum Überprüfen der Beziehung zwischen einem visuell auf einem Operator- Client eines Prozessleitsystems dargestellten und einem akustisch ausgegebenen Prozessalarm eines Prozessobj ektes .
In der EP 3 067 768 Bl wird eine Automatisierungseinrichtung mit mindestens einem Automatisierungsgerät und einem Operator-System zur Visualisierung und Bedienung von Schrittketten einer Ablaufsteuerung of fenbart , wobei während eines RUN- Betriebs des Automatisierungsgerätes aus den Schrittketten erzeugte Obj ekte verarbeitet werden, wobei die Obj ekte in das Automatisierungsgerät geladene , mittels eines Continuous Function Chart-Editors erstellte CFC-Funktionen parametrieren und aktivieren und wobei über Prozesswerte und Steuersignale die Interaktion und Verknüpfung zwischen den Obj ekten und den CFC-Funktionen bewerkstelligt werden .
Die EP 3 968 107 Bl zeigt ein Prozessüberwachungssystem mit zumindest einer ersten Bedieneinheit , welche mit einem Server in Verbindung steht , und der Server weist zur Überwachung einer Automatisierungsanlage einen Visualisierungsservice auf .
Die EP 1 351 109 Al beschreibt ein System und Verfahren zur ef fi zienten Programmierung von Automatisierungssystemen mit hoher Datenkonsistenz . Kern der Erfindung ist ein auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung ablauf fähiges Datenprogramm, das eine ablauf orientierte Verknüpfungslogik verwendet . Diese Logik wird direkt aus einem speziellen Ablaufplan generiert , der sowohl die Abläufe des aus zuführenden Programms als auch die zugehörige Verknüpfungslogik beinhaltet .
Nachteilig an den Prozessüberwachungssystemen ist es , dass es für einen Bediener oftmals schwierig ist aus den Lupen ( Signal flussplänen) heraus zuerkennen, wie und wann eine Transition, also ein Zustandsübergang erfüllt sein wird, da die logischen Verschaltungen in dem bekannten Detailbild oftmals sehr komplex sind und aus den eingeblendeten aktuellen Werten ist auch kein Trend abzuleiten .
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Bedienung von Schrittketten zu verbessern .
Die Aufgabe wird dadurch gelöst , dass den Prozessob ekten eine Bildreferenz zugeordnet ist , welche als ein Datenarray aufgebaut ist und zumindest zwei Elemente umfasst , wobei ein erstes Element eine Zuordnung zu einem bestimmten Zustands- Übergangs-Obj ekt und ein zweites Element eine Zuordnung zu einem bestimmten Anlagenbild aufweist , wobei der Visualisierungs-Generator weiterhin dazu ausgestaltet ist mittels der Bildreferenz für ein bestimmtes Zustandsübergangs-Obj ekt auch ein bestimmtes Anlagenbild in die Detaildarstellung oder an separater Stelle einzublenden .
Durch diese Erfindung werden detaillierende Lupen von SFC- Schrittketten für eine ef fi zientere und verbesserte Bedienung und Beobachtung verfahrenstechnischer Anlagen eingeführt .
Der Erfinder hat erkannt , dass das Obj ektmodell der SFC-Lupen zu erweitern ist bzw . die Prozessob ekte mit einer Bildreferenz zu versehen sind, so dass in der Visualisierung dem Bediener mittels der Anzeigemittel nicht nur die komplexen Verschaltungen der Lupen für die Transitionen in den Detailbildern zur Verfügung stehen, sondern darüber hinaus auch Visualisierungen, wie er sie aus den Anlagenbildern her kennt und die ihn dabei unterstützen, die Situation besser und ef fi zienter einschätzen zu können . Beim Öf fnen einer Lupe für einen Zustands-Übergang kann nun auf erweiterte Informationen zugegri f fen werden und in einer detaillierten Lupen-Darstellung hat der Proj ekteur eigens für die SFC Lupe erstellte Anlagenbilder nun ref erenzierbar gemacht , wobei der Bedienstation- Server einem Konfigurationsspeicher aufweist , in welchem die um die Bildreferenz erweiterten Prozessobj ekte und die weiteren Anlagenbilder abgespeichert sind, dabei ist ein Visualisierungsdienst vorhanden, welcher einen Dynamisierungsdienst , ein Bildschirmobj ektmodel und einen Repräsentationsdienst aufweist , der Repräsentationsdienst ist dabei ausgestaltet auf die hinterlegten Informationen im Konfigurationsspeicher zuzugrei fen wenn durch den Bediener auf dem Bedienstation- Client in der dargestellten Schrittkette die Detaildarstellung eines Zustandsübergangs-Obj ektes geöf fnet wird und an das Bildschirmobj ektmodell weiterzugeben .
Der Dynamisierungsdienst ist dazu ausgestaltet , eine Dynamisierung der in die Detaildarstellung oder an separater Stelle eingeblendeten Anlagenbilder durchzuführen .
Demnach ist das Bildschirmobj ektmodell der SFC-Schrittketten mit der Bildreferenz erweitert worden, um in den Lupen Anla- genbildelemente oder ganze Anlagenbilder einbetten zu können . Der Repräsentationsdienst grei ft auf die hinterlegten Informationen zu den Anlagenbildelementen und Anlagenbildern zu, wenn durch den Bediener die Lupe einer Transition geöf fnet wird und speist diese in das Bildschirmobj ektmodel für die Visualisierung der Schrittkettenansicht ein .
Die Bedienbarkeit wird weiter verbessert , wenn die weiteren eingeblendeten Anlagenbilder dazu ausgestaltet sind, dem Bediener eine visuelle Rückmeldung zu geben, wann ein Schwellwert für den Zustandsübergang des Zustandsübergangs-Ob ektes erreicht ist . Durch diese Erfindung kann in der Lupe beispielsweise eine Trendkurve eingefügt werden, anhand derer der Bediener sehr gut abschätzen kann, wann die Schwelle erreicht sein wird .
Weiterhin können in die Detaildarstellung oder an separater Stelle Bedien-Elemente zur Bedienung der Prozessobj ekte bzw . zum Verändern der Variablen für die Prozesswerte eingeblendet werden .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Aus führungsbeispiels , die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Es zeigen :
FIG 1 ein erfindungsgemäßes Leitsystem in einer schematischen Darstellung,
FIG 2 eine Datenstruktur und
FIG 3 grafische Oberflächen des Leitsystems .
In FIG 1 ist ein Leitsystem 14 für die Bedienung und Beobachtung der als Prozessanlage ausgebildeten technischen Anlage schematisch dargestellt . Das Leitsystem 14 umfasst einen Be- dienstation-Server 15 und einen Bedienstation-Client 16 . Der eine Bedienstation-Server 15 und der Bedienstation-Client 16 sind über einen Terminalbus 17 miteinander und optional mit nicht dargestellten weiteren Komponenten des Leitsystems 14 wie einem Archivserver oder einem Engineering Station Server verbunden .
Ein Bediener kann zum Zwecke des Bedienens und Beobachtens über den Bedienstation-Client 16 mittels des Terminalbus 17 auf den Bedienstation-Server 15 zugrei fen . Der Terminalbus 17 kann, ohne sich darauf zu beschränken, beispielsweise als Industrial Ethernet ausgebildet sein .
Der Bedienstation-Server 15 weist eine Geräteschnittstelle 18 auf , die mit einem Anlagenbus 19 verbunden ist . Über diese Geräteschnittstelle 19 ist der Bedienstation-Server 15 mit einem Automatisierungsgerät 20 sowie mit weiteren Komponenten der verfahrenstechnischen Anlage wie Peripheriegeräten 21 , 22 verbunden und kann mit diesen kommuni zieren . Der Anlagenbus 19 kann, ohne sich darauf zu beschränken, beispielsweise als Industrial Ethernet ausgebildet sein .
Auf dem Bedienstation-Server 15 sind (unter anderem) ein Visualisierungsdienst 23 , ein Prozessabbild 24 und ein Konfigurationsspeicher 25 implementiert . Der in dem Bedienstation- Server 15 integrierte Visualisierungsdienst 23 initiiert eine Übertragung von Visualisierungsinformationen an den Bedienstation-Client 16 . Der Bedienstation-Client 16 ist dazu ausgebildet , eine Visualisierung, d . h . eine grafische Darbietung, insbesondere von grafischen Repräsentationen technischer Obj ekte , zum Bedienen und Beobachten der Prozessanlage darzustellen .
Das Automatisierungsgerät 20 ist ausgestaltet zum Steuern der technischen Anlage , dazu werden zuvor proj ektierte oder programmierte Schrittketten SK mit zuvor proj ektierten oder programmierte Bausteinen FB in dem Automatisierungsgerät 20 , zum Ablauf gebracht . Den Bausteinen FB sind Prozessobjekte PO zugeordnet, wobei die Prozessob ekte PO Variablen var für Prozesswerte PW umfassen .
Der Visualisierungs-Generator 2 ist dazu ausgestaltet auf Basis der zuvor projektierten oder programmierten Bausteine FB mit ihren Prozessobjekten PO eine Ansicht von Zuständen und von Zustandsübergängen, siehe hierzu FIG 3, der Schrittketten SK zur Laufzeit der Schrittketten SK in einem Anlagenbild 1 als Zustands-Objekte Z01 , Z02 , Z03 , Z04 und Zustandsübergangs- Objekte ZÜ1 , ZÜ2 , ZÜ3 , ZÜ4 darzustellen, weiterhin ausgestaltet bei einer Interaktion des Bedieners mit einem Zustandsübergangs-Objekt ZÜ1,ZÜ2,ZÜ3 eine Detaildarstellung 30 vom Zustandsübergang des jeweiligen Zustandsübergangs-Objektes ZÜ1,ZÜ2,ZÜ3 darzustellen.
Gemäß FIG 1 ist den Prozessobjekten PO eine Bildreferenz Ref zugeordnet, welche als ein Datenarray DA, siehe FIG 2 aufgebaut ist und zumindest zwei Elemente E1,E2 umfasst, wobei ein erstes Element El eine Zuordnung zu einem bestimmten Zu- standsübergangs-Ob j ekt ZÜ1,ZÜ2,ZÜ3 und ein zweites Element E2 eine Zuordnung zu einem bestimmten Anlagenbild la,...,lf aufweist, wobei der Visualisierungs-Generator 2 weiterhin dazu ausgestaltet ist, mittels der Bildreferenz Ref für ein bestimmtes Zustandsübergangs-Objekt ZÜ1,ZÜ2,ZÜ3 auch ein bestimmtes Anlagenbild la,...,lf in die Detaildarstellung 30 oder an separater Stelle einzublenden.
In dem Konfigurationsspeicher 25 sind die um die Bildreferenz Ref erweiterten Prozessobjekte PO und die weiteren Anlagenbilder la,...,lf abgespeichert. Der Visualisierungsdienst 23 arbeitet mit dem Dynamisierungsdienst 26, dem Bildschirmobjektmodell 27 und einen Repräsentationsdienst 28 zusammen. Der Repräsentationsdienst 28 ist dabei ausgestaltet auf die hinterlegten Informationen im Konfigurationsspeicher 25 zuzugreifen, wenn durch den Bediener auf dem Bedienstation-Client 16 in der dargestellten Schrittkette SK die Detaildarstellung 30 eines Zustandsübergangs-Objektes ZÜ1,ZÜ2,ZÜ3 geöffnet wird, und die Daten, insbesondere die Bildreferenz Ref an das Bildschirmob ektmodell 27 weiterzugeben. Der Dynamisierungsdienst 26 ist dazu ausgestaltet, eine Dynamisierung der in die Detaildarstellung 30 oder an separater Stelle eingeblendeten Anlagenbilder la,...,lf durchzuführen.
In der FIG 2 ist das Datenarray DA dargestellt. Das Datenarray DA ist als ein zweidimensionales Datenarray DA mit einem ersten Element El und einem zweiten Element E2 auf gebaut. Das erste Element El enthält eine Zuordnung zu einem bestimmten Zustandsübergangs-Objekt ZÜ1,...,ZÜ6 auf. Das zweite Element E2 weist eine Zuordnung zu einem bestimmten Anlagenbild la,...,lf auf. Speziell für dieses Datenarray DA können somit sechs Zustandsübergangs-Objekte ZÜ1,...,ZÜ6 entsprechend sechs unterschiedliche Anlagenbilder la,...,lf zugeordnet werden.
Mit der FIG 3 sind unterschiedliche Ansichten, wie sie in einem Anlagenbild 1 eines Bedienstation-Client 16 auftauchen können, dargestellt. Eine Bausteinansicht 31 zeigt ein standardisiertes Interface für die Steuerung eines SFCs durch das Anwenderprogramm oder einen Anwender. Im Fachterminus wird die Bausteinansicht 31 auch Face Plate genannt. In der Bausteinansicht 31 gibt es dann beispielsweise in einer Alarmzeile ein Schaltknöpf chen mit denen man eine Schrittkettenansicht 32 aufrufen kann. In der Schrittkettenansicht 32 ist eine Schrittkette SK dargestellt. Die Schrittkette SK bzw. die Ablaufkette startet immer mit einem Startzustand und endet mit einem Endzustand. In diesem Beispiel bildet der Start ein erstes Zustandsobjekt ZO1 und das Ende ein viertes Zustandsobjekt ZO4. Dazwischen liegen ein zweites Zustandsobjekt ZO2 und ein drittes Zustandsobjekt ZO3. Um vom ersten Zustandsobjekt ZO1 zu dem zweiten Zustandsobjekt ZO2 zu gelangen, muss ein Zustandsübergangs-Objekt ZÜ1 durchlaufen werden. Um vom zweiten Zustandsübergangs-Objekt ZO2 zum dritten Zustandsübergangs-Objekt ZO3 zu gelangen, muss ein viertes Zustandsübergangs-Objekt ZÜ4 durchlaufen werden, wodurch ebenfalls das Ende der Schrittkette SK erreicht wird. In dem gewählten Beispiel gibt es zwischen dem ersten Zustands- Obj ekt ZO1 und dem dritten Zustandsübergangs-Ob ekt ZÜ3 ein zweites Zustandsübergangs-Obj ekt ZÜ2 , welches eine zweite Transition darstellt . Angenommen der Prozess befindet sich gerade mit seinen Prozessobj ekten PO und seinen Variablen var in dem zweiten Zustandsübergangs-Obj ekt ZÜ2 , so kann j etzt ein Bediener mit dem zweiten Zustandsübergangs-Obj ekt ZÜ2 interaktiv agieren und dementsprechend eine Detaildarstellung 30 aufrufen . Nach dem Stand der Technik konnte ein Bediener aber mit der Detaildarstellung 30 nicht viel anfangen . Erfindungsgemäß wird nun zusätzlich mittels der Bildreferenz Ref ein erstes Anlagenbild la und ein zweites Anlagenbild 1b in die Detailansicht 30 eingeblendet .
Wie dargestellt kann durch diese Erfindung mit den zusätzlichen Anlagenbildern la, 1b dem Bediener eine Trendkurve präsentiert werden, mit welcher er gut abschätzen kann, wann die zu erwartende Transitions-Schwelle erreicht ist . Zusätzlich wird mit dem zweiten Anlagenbild 1b gezeigt , dass es sich hier um einen Tank handelt .
Das Aus führungsbeispiel gemäß der FIG 3 zeigt den Nutzen und die Anwendung der Erfindung . Der Zustandswechsel in der Schrittkette SK hängt von einem Überschreiten eines Füllstandes eines Tanks ab, wie in der Lupe dargestellt . Durch die Ausgabe des aktuellen Füllstands in der Lupe kann der Bediener erkennen wie hoch dieser gegenwärtig ist , j edoch kann er schwer abschätzen, wann die Schwelle erwartungsgemäß erreicht sein wird . Mit dem zusätzlichen Einblenden der Trendkurve kann er dies nun besser abschätzen .
Weitere Vorteile sind, dass Lupen von Schrittketten im Sinne der Bedienung und Beobachtung höhergradig detailliert werden können . Transitionen bzw . Zustandsübergänge können ef fi zienter bedient und beobachtet werden, da neben dem visualisierten SEO mit einer Bausteinansicht 31 mit Schrittkette SKund Lupe keine weiteren Anlagenbilder, Controls usw . notwendig sind, um ef fi zient und sicher Transitionen zu beobachten oder auch bedienen zu können, weil diese nun alle schon vorliegen und anhand der Bildreferenz eingeblendet werden können .
Ein Datenarray DA könnte so geschrieben werden : Display Ref = { ( Transistionl , Plant Displayl ) ; ( Transition! , PlantDisplay2 ) }
Definition :
Eine Schrittkette ist eine alternierende Aneinanderreihung von Schritten, die j eweils bestimmte Aktionen auslösen, und Transitionen, welche den Wechsel von einem Schritt in einen anderen veranlassen, sobald die entsprechende Weiterschaltbedingung erfüllt ist . Jede Schrittkette besitzt genau einen Start-Schritt und einen Ende-Schritt sowie zusätzlich belie- big viele Zwischenschritte , die j eweils durch gerichtete Kanten über zwischengeschaltete Transitionen

Claims

Patentansprüche
1. Leitsystem (14) für eine technische Anlage umfassend ein Automatisierungsgerät (20) , welches ausgestaltet ist zum Steuern einer technischen Anlage zuvor projektierte oder programmierte Schrittketten (SK) mit zuvor pro ektierten oder programmierten Bausteinen (FB) ablaufen zu lassen, den Bausteinen (FB) sind Prozessobjekte (PO) zugeordnet, wobei die Prozessobjekte (PO) Variablen (var) für Prozesswerte (PW) umfassen, einen Bedienstation-Server (15) und wenigstens einen mit dem Bedienstation-Server (15) verbundenen Bedienstation-Client (16) , wobei der Bedienstation-Server (15) dazu ausgebildet ist, Visualisierungsinformationen an den Bedienstation-Client (16) zu übertragen, und wobei der Bedienstation-Client (16) dazu ausgebildet ist, mittels der Visualisierungsinformationen eine grafische Darbietung der Schrittketten (SK) für einen Bediener der technischen Anlage anzuzeigen, weiterhin umfassend einen Visualisierungs-Generator (2) der dazu ausgestaltet ist auf Basis der zuvor projektierten oder programmierten Bausteine (FB) mit ihren Prozessobjekten (PO) eine Ansicht von Zuständen und von Zustandsübergängen der Schrittketten (SK) zur Laufzeit der Schrittketten in einem Anlagenbild (1) als Zustands-Objekte ( ZO1 , ZO2 , ZO3 ) und Zustandsübergangs-Objekte ( ZÜ1 , ZÜ2 , ZÜ3 ) darzustellen, weiterhin ausgestaltet bei einer Interaktion des Bedieners mit einem Zustandsübergangs-Objekt ( ZÜ1 , ZÜ2 , ZÜ3 ) eine Detaildarstellung (30) vom Zustandsübergang des jeweiligen Zustandsübergangs-Objektes ( ZÜ1 , ZÜ2 , ZÜ3 ) darzustellen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass den Prozessobjekten (PO) eine Bildreferenz (Ref) zugeordnet ist, welche als ein Datenarray (DA) aufgebaut ist und zumindest zwei Elemente (E1,E2) umfasst, wobei ein erstes Element (El) eine Zuordnung zu einem bestimmten Zustandsübergangs-Objekt ( ZÜ1 , ZÜ2 , ZÜ3 ) und ein zweites Element (E2) eine Zuordnung zu einem bestimmten Anlagenbild (la, ..,lf) aufweist, wobei der Visualisierungs-Generator (2) weiterhin dazu ausgestaltet ist mittels der Bildreferenz (Ref) für ein bestimmtes Zustandsübergangs-Objekt ( ZÜ1 , ZÜ2 , ZÜ3 ) auch ein bestimmtes Anlagenbild (la,...,lf) in die Detaildarstellung (30) oder an separater Stelle einzublenden wobei der Bedienstation-Server (15) einem Konfigurationsspeicher (25) aufweist, in welchem die um die Bildreferenz (Ref) erweiterten Prozessob ekte (PO) und die weiteren Anlagenbilder (la,...,lf) abgespeichert sind, dabei ist ein Visualisierungsdienst (23) vorhanden, welcher einen Dynamisierungsdienst (26) , ein Bildschirmobjektmodell (27) und einen Repräsentationsdienst (28) aufweist, der Repräsentationsdienst (28) ist dabei ausgestaltet auf die hinterlegten Informationen im Konfigurationsspeicher (25) zuzugreifen, wenn durch den Bediener auf dem Bedienstation- Client (16) in der dargestellten Schrittkette (SK) die Detaildarstellung (30) eines Zustandsübergangs-Objektes
( ZÜ1 , ZÜ2 , ZÜ3 ) geöffnet wird und an das Bildschirmobjektmodell (27) weiterzugeben.
2. Leitsystem nach Anspruch 1, wobei der Dynamisierungsdienst (26) dazu ausgestaltet ist, eine Dynamisierung der in die Detaildarstellung (30) oder an separater Stelle eingeblendeten Anlagenbilder (la,...,lf) durchzuführen.
3. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die weiteren eingeblendeten Anlagenbilder (la,...,lf) dazu ausgestaltet sind, dem Bediener eine visuelle Rückmeldung zu geben wann ein Schwellwert für den Zustandsübergang des Zustandsübergangs-Objektes ( ZÜ1 , ZÜ2 , ZÜ3 ) erreicht ist.
4. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in die Detaildarstellung (30) oder an separater Stelle Bedien-Elemente zur Bedienung der Prozessobjekte (PO) bzw. zum Verändern der Variablen (var) für die Prozesswerte (PW) eingeblendet sind.
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