ES2213567T3 - Control universal del movimiento. - Google Patents

Control universal del movimiento.

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ES2213567T3
ES2213567T3 ES00902548T ES00902548T ES2213567T3 ES 2213567 T3 ES2213567 T3 ES 2213567T3 ES 00902548 T ES00902548 T ES 00902548T ES 00902548 T ES00902548 T ES 00902548T ES 2213567 T3 ES2213567 T3 ES 2213567T3
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ES00902548T
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Klaus Wucherer
Johannes Birzer
Karl Hess
Tino Heber
Steffen Kirste
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller

Abstract

Control universal del movimiento con sistema de ingeniería para la creación de programas de usuario y un sistema de tiempo de ejecución que reúne, de forma funcional, las tareas clásicas de un control de memoria programable y un control numérico, caracterizado porque se forma un modelo unificado de niveles de ejecución de tal manera que presenta varios niveles de ejecución de distinto tipo con diferente prioridad, con lo que están previstos diferentes niveles de usuario y diferentes niveles de sistema de mayor a menor prioridad, y porque en cada caso pueden cargarse paquetes (TP) tecnológicos por parte del usuario en el sistema de ingeniería y / o en el sistema (ES1-ES4, RTS1-RTS4) de tiempo de ejecución, conteniendo estos paquetes: a) partes de código que representan las especificaciones de regulación para el sistema (RTS1- RTS4) de tiempo de ejecución, y b) una parte (FWK) de configuración que presenta la asignación de estas partes de código a los niveles correspondientes del sistema, asícomo su secuencia de procesamiento, con lo que, c) en caso de necesidad, esta información de la parte (FWK) de configuración también puede transmitirse al sistema (ES1-ES4) de ingeniería.

Description

Control universal del movimiento.
La invención se refiere a un control universal del movimiento con un sistema de ingeniería para la creación de programas de usuario y a un sistema de tiempo de ejecución, que reúne, de forma funcional, las tareas clásicas de un control de memoria programable y un control numérico.
En general, es habitual, tanto para un control "SPS" de memoria programable, como también para un control "NC" del movimiento, formar en cada caso diferentes niveles de ejecución jerárquicos a los que se asignan tareas de software para controlar el proceso técnico.
Estas tareas pueden satisfacer tareas del sistema, aunque también pueden estar programadas por el usuario.
Se sabe que en el caso de un control "SPS" de memoria programable, así como también en el caso de un control NC del movimiento, los programas de usuario o las tareas creadas por el usuario pueden cargarse en la memoria del control correspondiente y pueden ser ejecutadas.
A partir del documento DE 197 40 550 A1 se sabe que las funciones de control del proceso de los controles SPS de memoria programable y las funciones de movimiento del control NC pueden integrarse en un sistema de control que puede configurarse de forma unificada. Esta integración SPS/NC tiene lugar en forma de una interconexión de los módulos de control SPS y NC.
Sin embargo, en el caso de esta realización de la integración no se consigue una estructuración óptima y eficaz de las tareas de control. Además, en relación con el control del proceso, por tanto, también en relación con el control del movimiento, las funciones de ampliación sólo pueden cargarse posteriormente en forma de programas de usuario y ejecutarse.
Por tanto, la invención se basa en la tarea de crear, de forma sencilla, expresiones óptimas de los controles SPS/NC combinados, tanto respecto a su estructura de control, como también respecto a sus funciones, en cada caso, para diferentes tareas de control y diferentes condiciones o requisitos del proceso técnico que sirve de base.
A este respecto, los inventores han partido de la idea de que, mediante un modelo de niveles de ejecución que puede configurarse de forma unificada para las tareas de control del control SPS/NC combinado y la posibilidad de cargar el código funcional de forma dinámica en el sistema de tiempo de ejecución y / o sistema de ingeniería del control, tendría que ser posible una expresión óptima de un control universal del movimiento.
Según la invención, la tarea anteriormente mencionada para un control del movimiento del tipo citado al principio se soluciona porque se forma un modelo unificado de niveles de ejecución de tal manera que presenta varios niveles de ejecución de diferente tipo con distinta prioridad, con lo que están previstos diferentes niveles de usuario y de sistema de mayor a menor prioridad, y porque en cada caso pueden cargarse paquetes tecnológicos, por parte del usuario, en el sistema de ingeniería y / o en el sistema de tiempo de ejecución, conteniendo estos paquetes:
a)
partes de código que representan las especificaciones de regulación para el sistema de tiempo de ejecución, y
b)
una parte de configuración que presenta la asignación de estas partes de código a los niveles correspondientes del sistema, así como su secuencia de procesamiento, con lo que,
c)
en caso necesario, esta información de la parte de configuración también puede transmitirse al sistema de ingeniería.
Junto a una reducción del coste de comunicación dentro de las tareas del control y la programación simplificada del control del proceso y el control del movimiento en un lenguaje de programación unificado con interfaz de creación unificada, una ventaja fundamental de la invención consiste en que, mediante la carga del software, se consigue la posibilidad de un escalamiento del sistema de tiempo de ejecución del control. Con ello, partiendo de un sistema básico del control, el usuario puede ampliar el conjunto de instrucciones de este sistema básico, de forma dinámica y seccionada, a la medida de los requisitos correspondientes del proceso tecnológico en el que se basa o de la tarea del control. En este sentido, el sistema básico conforma el volumen de suministro del sistema de tiempo de ejecución de un control, concretamente, un sistema operativo en tiempo real, un sistema de ejecución (con niveles de sistema y niveles de usuario), tipos de objetos tecnológicos, instrucciones de lenguaje, el conjunto de instrucciones SPS, así como interfaces de comunicación (por ejemplo, LAN, E/A) y tecnológicas (por ejemplo, unidades de gobierno, transductor) para el proceso técnico. Con ello, en el sistema básico se encuentran las funciones básicas necesarias de un control. Además, el sistema básico puede ejecutarse en las plataformas de hardware más distintas (por ejemplo, PC, unidad de gobierno, ...).
Otra ventaja consiste en el desarrollo y en la producción de este tipo de controles universales escalables. Los controles, que se suministran con las funciones básicas necesarias (sistema básico), pueden crearse de forma muy sencilla con gran número de piezas (Economies of scale, economía de escala).
Entonces, el usuario tiene la posibilidad de ampliar el sistema básico existente de forma dirigida a este tipo de funciones que realmente necesita para sus aplicaciones.
Una primera configuración de la invención consiste en que cada paquete tecnológico contiene un número adaptado de tipos de objetos tecnológicos para el sistema de tiempo de ejecución.
Con ello, es posible cargar en el sistema de tiempo de ejecución, de forma clara y comprensible, también funciones de control complejas y exigentes.
Otra configuración ventajosa de la invención consiste en que, además, pueden asignarse a las partes de código información sobre la interfaz de usuario, especialmente parámetros operativos y / o elementos de lenguaje de programación y / o partes declarativas.
A partir de ello se producen las siguientes ventajas:
Para poder emplear un tipo de objeto tecnológico no sólo como constante que ya no puede modificarse, el tipo de objeto tecnológico tiene que dar a conocer al sistema de creación las posibilidades de parametrización para su objeto tecnológico solicitado y, en especial, los parámetros operativos presentes. Con ello, un usuario tiene la posibilidad de parametrizar un objeto tecnológico de forma flexible en la interfaz del sistema de creación.
Dado que también pueden cargarse elementos de lenguaje de programación en el sistema de tiempo de ejecución, es posible que pueda ampliarse de forma dinámica el conjunto de instrucciones del sistema de tiempo de ejecución. En un programa de usuario, el usuario puede emplear una de estas instrucciones cargadas como si fuera una instrucción de las funciones básicas del sistema básico.
Si se ejecuta un programa de usuario con una instrucción de este tipo cargada dentro de un nivel de usuario del modelo de niveles de ejecución, al solicitar esta instrucción cargada, se ejecuta la secuencia de código correspondiente del sistema operativo en uno de los niveles del sistema del modelo de niveles de ejecución. Esto sucede sin intervención del usuario. Mediante la asignación de partes declarativas y partes descriptivas a las partes de código del paquete tecnológico, aumenta además la flexibilidad para el usuario.
Otra configuración ventajosa de la invención subyacente consiste en que, en el paquete tecnológico, están presentes instrucciones que amplían el entorno de lenguaje del sistema de ingeniería, las cuales pueden emplearse por el usuario en caso necesario. Con ello, se amplía el conjunto básico de elementos del lenguaje existente en el sistema de ingeniería con instrucciones y operadores que son necesarios para la manipulación de los objetos tecnológicos del paquete tecnológico cargado. Este conjunto ampliado de elementos de lenguaje está adaptado en cada caso al paquete tecnológico cargado. Con ello, el usuario puede aprovechar de forma sencilla en sus programas de usuario las funciones de los tipos de objetos tecnológicos cargados.
Otra configuración ventajosa de la invención que sirve de base consiste en que el control presenta una interfaz para introducir tipos de objetos tecnológicos. Esta interfaz puede emplearse como plataforma de soporte lógico personalizado (Middleware) para cargar funciones de tecnologías específicas del sector (por ejemplo, bobinado de resortes, moldeo por inyección, etc.) en forma de tipos de objetos tecnológicos. Estos tipos de objetos tecnológicos que pueden cargarse no tienen que ser propietarios, sino que pueden crearse por fabricantes o proveedores externos. Con ello, al ampliar las funciones de su control, el usuario ya no está atado a los proveedores del control. Gracias a la interfaz unificada y abierta, el usuario puede integrar fácilmente en su control existente, de forma plug and play (enchufar y listo), objetos tecnológicos específicos comprados adicionalmente.
Por tanto, las ventajas fundamentales conseguidas con la invención consisten especialmente en que, de manera muy sencilla, pueden incorporarse nuevas funciones en un modelo de niveles de ejecución, que puede configurarse de forma unificada, de un control universal del movimiento, es decir, un control combinado SPS/NC, al poder cargarse dinámicamente los denominados paquetes tecnológicos. Estos paquetes tecnológicos incluyen, por una parte, elementos que amplían de forma dinámica el conjunto de instrucciones del sistema de tiempo de ejecución que sirve de base y, por otra parte, elementos de lenguaje de programación que pueden emplearse por el usuario en el sistema de ingeniería para crear sus programas de usuario. Por consiguiente, un control de este tipo puede suministrarse con unas funciones básicas con las que pueden realizarse las tareas de control habituales. Sobre esto, el usuario puede llevar a cabo ampliaciones funcionales sucesivas de forma constructiva y, con ello, conseguir las funciones del control que realmente necesita de forma dedicada. En el caso de los controles habituales hoy en día, automáticamente se suministra un entorno funcional que sólo requiere una parte del usuario. Normalmente, una gran parte de las funciones de control suministradas habitualmente no las suele necesitar un usuario para sus tareas y aplicación. Sin embargo, cuando un usuario requiere funciones de control específicas, éste debe programarlas incluso posiblemente de manera complicada y costosa con ayuda del entorno de lenguaje de que dispone el control en un programa de usuario. Entonces, el usuario tiene la posibilidad de cargar un programa de usuario creado por sí mismo en un nivel de usuario del modelo de niveles de ejecución del sistema de tiempo de ejecución. No obstante, en el caso de la invención subyacente este problema se soluciona porque se cargan funciones específicas necesarias adicionalmente en forma de paquetes tecnológicos en los niveles de sistema del sistema de tiempo de ejecución, y no en los niveles de usuario. En el caso de la presente invención, mediante la carga se amplía, por tanto, el juego de instrucciones del sistema básico o de tiempo de ejecución. Estas instrucciones cargadas pueden ser utilizadas entonces directamente por el usuario en el sistema de ingeniería al crear los programas de usuario y, dado que estas nuevas instrucciones cargadas se ejecutan en los niveles de sistema, existe la posibilidad de que puedan ser ejecutadas de forma muy rápida.
Otra ventaja importante consiste en el hecho de que, mediante una interfaz abierta, se consigue una plataforma en la que pueden integrarse fácilmente no sólo objetos propietarios, sino también objetos tecnológicos creados externamente.
Con ello, se crea la condición previa para un mercado para objetos tecnológicos con requisitos, expresiones y funciones específicas.
En el dibujo se muestra un ejemplo de realización de la invención y se explica a continuación. A este respecto, muestran:
la figura 1, un control conocido de un proceso técnico con control independiente de memoria programable y control del movimiento. La programación tiene lugar, en cada caso, mediante sistemas de programación independientes,
la figura 2, los niveles de ejecución fundamentales de un control clásico de memoria programable,
la figura 3, los niveles de ejecución fundamentales de un control del movimiento,
la figura 4, un control universal, es decir, un control SPS/NC combinado con un sistema de programación correspondiente,
la figura 5, el modelo de niveles de ejecución del control universal,
la figura 6, muestra un paquete tecnológico como diagrama estructural orientado al objeto (OO) compuesto de una parte de código, parámetros, configuración de soporte lógico inalterable (Firmware), un tipo de objeto tecnológico, elementos de lenguaje de programación y parte declarativa,
la figura 7, muestra tipos de objetos tecnológicos como diagrama estructural orientado al objeto (OO) para el paquete tecnológico Plástico,
la figura 8, muestra cómo puede utilizar el usuario en sus programas de usuario la instrucción cargada de posicionamiento POS de un paquete tecnológico en el sistema de ingeniería y cómo llega a ejecutarse en los niveles de ejecución del control,
la figura 9, muestra el sistema de tiempo de ejecución de un control con Interfaz de Programas de Aplicación (Aplication Program Interface, API) como interfaz y plataforma de comunicación unificadas para tipos de objetos tecnológicos.
En la representación según la figura 1 se muestra, en forma de un esquema funcional, que para el control de un proceso TP1 técnico tiene lugar un operación paralela de un control SPS de memoria programable y un control NC del movimiento. El control SPS de memoria programable y el control NC del movimiento contienen en cada caso un sistema RTS1 o RTS2 de tiempo de ejecución. La comunicación entre los dos controles tiene lugar a través de medios auxiliares especiales, se muestra a modo de ejemplo un canal K de comunicación bidireccional. La programación de los controles por el usuario tiene lugar, por regla general, en diferentes lenguajes de programación con diferentes interfaces de creación. Es decir, en cada caso, mediante sistemas P1, ES1 y P2, ES2 de programación o ingeniería independientes. La desventaja fundamental de esta realización convencional se encuentra, por una parte, en la costosa comunicación entre los dos controles y, por otra parte, en los sistemas P1, ES1 y P2, ES2 de programación o ingeniería independientes y diferentes. Por medio de entradas EA1 y salidas EA2 de los controles se controla el verdadero proceso TP1 técnico. Entre el sistema P1 de programación y el control SPS de memoria programable o entre el sistema P2 de programación y el control NC numérico se encuentran rutas 11 o 12 de información sobre las que se cargan los programas en el control correspondiente.
En la representación según la figura 2 se muestran los niveles de ejecución fundamentales de un control (SPS; figura 1) clásico de memoria programable, dispuestos según su prioridad. En este caso, el aumento de la prioridad se indica mediante una flecha. En el nivel de prioridad más baja se desarrollan, tal como se indica mediante una línea discontinua, dos tareas diferentes, concretamente, un ciclo libre, es decir, "niveles de usuario de ciclo libre" y un nivel de sistema de fondo, es decir, "nivel de sistema Fondo", con el procedimiento de asignación cíclica de recursos (Round-Robin), por tanto, de forma controlada con división del tiempo. A los niveles de sistema de fondo están asignadas, por ejemplo, tareas de comunicación. En otro plano de usuario siguiente sincronizado, denominado "nivel de usuario sincronizado", puede parametrizarse el ciclo de solicitación de las tareas o programas de este nivel. Por el contrario, se realiza una comprobación de si se ha concluido a tiempo el procesamiento de un programa de usuario de este nivel sincronizado antes de que se presente nuevamente el resultado inicial. Si transcurre el tiempo del ciclo sin que el programa de usuario haya procesado por completo el nivel asignado, se inicia una tarea correspondiente de "un nivel de usuario para errores asíncronos" siguiente en relación con la prioridad. En este "nivel de usuario para errores asíncronos" el usuario puede programar el tratamiento de los estados de error.
Al "nivel de usuario sincronizado" le sigue un "nivel de usuario Eventos". La reacción a resultados (eventos) externos o internos tiene lugar dentro del "nivel de usuario Eventos". Un ejemplo típico para un resultado de este tipo es que se sobrepase un valor límite. En un "nivel del sistema de prioridad alta" se disponen tareas del sistema operativo que garantizan el funcionamiento del control de memoria programable.
La representación según la figura 3 muestra los niveles de ejecución fundamentales de un control (NC; figura 1) del movimiento. También en este caso los niveles individuales están dispuestos jerárquicamente según su prioridad, tal como se indica mediante una flecha. Un "nivel de sistema Fondo" y un "nivel de usuario secuencial" tienen la misma prioridad, concretamente, la más baja. Esta afinidad en cuanto a las tareas está indicada, igual que en la figura 2, mediante una línea discontinua. Las tareas del "nivel de usuario secuencial" se procesan junto con las tareas del "nivel del sistema Fondo" en el procedimiento de asignación cíclica de recursos. Las tareas típicas del "nivel de sistema Fondo" son, por ejemplo, aquellas para tareas de comunicación. En el "nivel de usuario secuencial" se ejecutan las partes de programa programadas por el usuario para la verdadera tarea de control. Si en una de estas partes de programación el control tropieza con una instrucción de movimiento o posicionamiento, se inicia una suspensión, es decir, el programa de usuario se interrumpe en este punto. El procesamiento de esta instrucción de movimiento o posicionamiento tiene lugar en un "nivel de sistema sincronizado" de máxima prioridad. Cualquier regulador de posición que se ejecute en el "nivel de sistema sincronizado" ejecuta esta instrucción de movimiento o posicionamiento. Tras la ejecución de la instrucción, se regresa al "nivel de usuario secuencial" y el programa de usuario interrumpido mediante la suspensión se reanuda en el mismo punto mediante un resumen. El "nivel de sistema sincronizado" contiene, junto a los reguladores de posición ya mencionados, también la parte de interpolación del control.
En el nivel de prioridad más baja se dispone un "nivel de usuario sincronizado". Aquí se ejecutan tareas cíclicas, por ejemplo, funciones reguladoras.
En un "nivel de usuario Eventos" siguiente se alojan aquellas tareas que reaccionan a resultados externos o internos. Este tipo de resultados pueden ser, por ejemplo, alarmas.
En la representación según la figura 4 se controla un proceso TP2 técnico mediante un control UMC combinado SPS/NC. UMC son las siglas de UNIVERSAL- MOTION-CONTROL (Control Universal del Movimiento). La conexión entre el control UMC y el proceso TP2 técnico correspondiente sucede de forma bidireccional por medio de entradas / salidas EA3. La programación del control SPS/NC combinado sucede por medio de un sistema P3 de programación o un sistema ES3 de ingeniería común, con lo que el sistema ES3 de ingeniería también pone a disposición, igual que en el caso de la figura 1, una interfaz confortable para el sistema P3 de programación. Los programas creados con ello se transmiten por una vía I3 de información a un sistema RTS3 de tiempo de ejecución del control UMC universal del movimiento.
La representación según la figura 5 muestra el modelo de niveles de ejecución del control universal del movimiento. El ordenamiento de los niveles según su prioridad se indica, igual que en casos anteriores, por medio de una flecha en dirección a la prioridad más alta. El grupo de niveles de prioridad más baja es el denominado "grupo de niveles Fondo - Procesamiento". Éste se compone de un "nivel de sistema Fondo", de un "nivel de usuario de ciclo libre" y de un "nivel de usuario secuencial". Las tareas de estos tres niveles de igual prioridad (indicados mediante las líneas delimitadoras discontinuas) se ejecutan de forma cíclica en el procedimiento de asignación cíclica de recursos. Un "nivel de ejecución" siguiente de mayor prioridad en el "grupo de niveles Fondo - Procesamiento" es un nivel FA de usuario que puede proyectarse libremente por el usuario según los requisitos específicos, caracterizado por doble demarcación, para tareas de alarma y / o eventos y / o regulación y / u otras tareas cíclicas. Con ello, este nivel FA de usuario se compone explícitamente de cuatro tipos de niveles que, a su vez, pueden escalonarse, por parte del usuario, en relación con sus prioridades dentro del nivel FA de usuario.
Tipo 1: Nivel de usuario Evento
Tipo 2: Nivel de usuario Alarma
Tipo 3: Nivel de usuario sincronizado
Tipo 4: Nivel de usuario parametrizado
El usuario puede disponer los niveles de estos tipos dentro del nivel FA de usuario de forma que puedan seleccionarse libremente, con en cada caso prioridades establecidas que pueden concederse por el usuario. Con ello, el usuario tiene la posibilidad de conseguir una expresión del control universal del movimiento óptima para los requisitos y condiciones de la tarea de control y del proceso técnico a controlar.
En el "nivel de usuario Evento" están dispuestas tareas que, por ejemplo, reaccionan a entradas de dispositivos periféricos. En el "nivel de usuario alarma" están dispuestas tareas que, por ejemplo, reaccionan a comprobaciones de los valores límites. En el "nivel de usuario sincronizado" están contenidas tareas cíclicas programables por el usuario. En el "nivel de sistema parametrizado" pueden integrarse programas que pueden cargarse de forma externa. Con ello es posible que el control universal del movimiento pueda ampliarse de forma dinámica con funciones tecnológicas adicionales. En este "nivel de sistema parametrizado" se cargan normalmente tareas para tareas de regulación o comprobación lenta (por ejemplo, tareas con tiempos de los ciclos del orden de 100ms).
El siguiente nivel de mayor prioridad en el modelo de niveles de ejecución del control universal del movimiento es un "nivel de usuario para errores asíncronos". En este nivel, de forma similar que al caso de un control de memoria programable, el usuario puede programar el tratamiento de estados de error. En el "nivel de usuario para errores asíncronos" se establecen tareas que, por ejemplo, reaccionan a alarmas tecnológicas. El usuario también tiene la posibilidad de parametrizar, dentro de este "nivel de usuario para errores asíncronos", una cantidad específica de niveles para la expresión del producto. Para mayor claridad, en la representación no se muestran detalles a este respecto. Con ello, el usuario puede asignar, según la necesidad, una determinada prioridad a determinados resultados de errores.
El siguiente es el "nivel de sistema Evento". Las tareas del "nivel de sistema Evento" reaccionan a resultados críticos internos o externos, tales como, por ejemplo, una parada de emergencia.
El siguiente nivel es un "nivel de interpolación". Éste contiene un "nivel de sistema sincronizado" y un "nivel de usuario".
El nivel de más alta prioridad es el "nivel de regulación de la posición". Éste también contiene un "nivel de sistema sincronizado" y un "nivel de usuario". Los niveles de usuario del nivel de regulación de la posición y de interpolación contienen tareas que se solicitan en el ciclo de regulación de la posición o de interpolación. El tiempo de duración de estas tareas se supervisa, el sobrepasar un tiempo determinado por el sistema conduce a la interrupción del nivel y a la activación de un error asíncrono en el "nivel de usuario para errores asíncronos".
El regulador de la posición tiene una prioridad más alta que el interpolador, es decir, el regulador de la posición no puede ser interrumpido por el interpolador, con lo que el regulador de la posición, sin embargo, puede interrumpir al interpolador.
En el modelo de niveles de ejecución del control universal del movimiento pueden estar previstas otras capas prioritarias, en principio dentro de los niveles de ejecución individuales, junto a las ya citadas.
La representación según la figura 6 muestra, como diagrama estructural orientado al objeto, un paquete TP tecnológico con sus componentes, con lo que las correspondientes relaciones de orden se indican mediante un índice numérico normal:
a) partes de código ejecutable (código)
b) parámetros (PAR)
c) configuración de soporte lógico inalterable (FWK)
d) como mínimo un tipo de objeto tecnológico (TO)
e) elementos de lenguaje de programación (SPR)
f) parte declarativa y parte descriptiva (ACC)
Las partes de código 1 a n (por ejemplo, funciones C) se utilizan, por ejemplo, para la conducción del movimiento o la regulación de la posición o para otra tecnología. Entre otras cosas, las partes de código pueden contener instrucciones para la conducción de la temperatura, la regulación de la temperatura o para tecnologías especiales tales como, por ejemplo, prensas o procesamiento de plásticos. En la configuración FWK de soporte lógico inalterable se determina cómo se montan estas partes de código en los niveles de sistema del modelo de niveles de ejecución del control y en qué secuencia deben llegar para la implementación, es decir, ejecución. En esta configuración, por consiguiente, se encuentra la información sobre en qué nivel del sistema debe integrarse una parte de código y, si en un nivel del sistema están integradas varias partes de código, en qué orden deben procesarse estas partes de código.
La parte de parámetros PAR contiene superficies (máscaras, cuadros combinados, reglas para la dependencia de los parámetros entre sí,...) para el sistema (ES; figuras 1, 4, 8) de ingeniería así como también los elementos de programación para el sistema (RTS; figuras 1, 4, 9) de tiempo de ejecución que posibilitan una parametrización. Con ello, el usuario tiene la posibilidad de parametrizar solicitudes de tipos TO de objetos tecnológicos de un paquete TP tecnológico según sus requisitos.
Con ayuda de 1 a n elementos SPR de lenguaje de programación de un paquete TP tecnológico puede ampliarse el conjunto de elementos de lenguaje del sistema (ES; figuras 1, 4, 8) de ingeniería con instrucciones y operadores que son adecuados y útiles para el paquete TP tecnológico subyacente con sus correspondientes 1 a n tipos TO de objetos tecnológicos. Los elementos SPR de lenguaje de programación deben cargarse en el sistema (ES; figuras 1, 4, 8) de ingeniería y en el sistema (RTS; figuras 1, 4, 9) de tiempo de ejecución del control. Después de que se hayan instalado este tipo de elementos de lenguaje de programación (por ejemplo "temperatura aumentada") en el sistema (ES; figura 1, 4, 8) de ingeniería son conocidos en el compilador o en la interfaz o en el navegador del sistema (ES; figuras 1, 4, 8) de ingeniería y pueden utilizarse directamente por el usuario en sus programas de usuario. Mediante una tecnología plug & play (enchufar y listo) se garantiza que en el sistema (ES; figuras 1, 4, 8) de ingeniería están presentes elementos de lenguaje de programación conocidos, también como partes ejecutables del código en el sistema (RTS; figuras 1, 4, 9) de tiempo de ejecución. Por tanto, el usuario emplea la especificación de los elementos de lenguaje de programación, ya no necesita ocuparse más de la implementación en el sistema (RTS; figuras 1, 4, 9) de tiempo de ejecución. En la figura 8, que se trata posteriormente, se aclara de forma más precisa la interacción entre carga, empleo y procesamiento de elementos SPR de lenguaje de programación por los paquetes TP tecnológicos.
Haciendo referencia nuevamente a la figura 6: En el componente ACC de un paquete TP tecnológico se encuentra la descripción de todos los elementos de lenguaje de programación que contiene el paquete TP tecnológico, la descripción de todas las variables del sistema y de todos los tipos que se emplean en el paquete TP tecnológico. Por consiguiente, el componente ACC corresponde a una parte declarativa y descriptiva para el paquete TP tecnológico. Este componente ACC se carga en primer lugar en el sistema (RTS; figuras 1, 4, 9) de tiempo de ejecución del control. Con ello se garantiza que toda la información con relación a los paquetes TP tecnológicos y tipos TO de objetos tecnológicos presentes se encuentran en el sistema de tiempo de ejecución del control y, con ello, es posible de forma muy sencilla la conexión de los aparatos de servicio y observación (por ejemplo, paneles del operador).
La siguiente tabla muestra dónde se cargan los componentes del paquete TP tecnológico dentro del control: o bien en el sistema (ES; figuras 1, 4, 8) de ingeniería o en el sistema (RTS; figuras 1 y 4) de tiempo de ejecución, o bien tanto en el sistema (ES; figuras 1, 4, 8) de ingeniería como también en el sistema (RTS; figuras 1, 4, 9) de tiempo de ejecución.
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En la representación según la figura 7 se muestran, como diagrama estructural orientado al objeto, a modo de ejemplo, tipos (TO; figura 6) posibles de objetos tecnológicos para un paquete (TP; figura 6) tecnológico de Plástico TPK. En el caso del procesamiento de plásticos o producción de plásticos se necesita normalmente una regulación de la temperatura y una regulación de la presión. La presión, que entonces también tiene que regularse mediante el regulador DR de la presión, se forma normalmente por medio de un eje A sencillo prensando el eje la pasta de material. Para la regulación de la temperatura están previstos en este ejemplo dos reguladores de la temperatura, un regulador TRS rápido de la temperatura y un regulador TRL lento de la temperatura. Tal como puede observarse a partir del diagrama estructural orientado al objeto, el regulador TRL lento de la temperatura y el regulador TRS rápido de la temperatura se desvían del regulador TR general de la temperatura. Los dos reguladores TRS y TRL de la temperatura, el regulador DR de la presión y el eje A se representan en el paquete tecnológico presente Plástico mediante cuatro tipos TO de objetos tecnológicos, concretamente, TRS, TRL, DR y A. Mediante la relación de orden (número 1) se indica que en este ejemplo se emplea precisamente un regulador TRS rápido y un regulador TRL lento de la temperatura, así como, precisamente, un regulador DR de la presión y un eje A. Detrás del regulador TRS rápido de la temperatura puede esconderse, por ejemplo, un regulador PID, detrás del regulador TRL lento de la temperatura puede esconderse, por ejemplo, un regulador P, sin embargo, esto son detalles de implementación que emplea un usuario de las funciones de estos tipos de objetos tecnológicos en el sistema (ES; figuras 1 y 4) de ingeniería y a los que no necesita prestar interés. Con ello, un usuario puede utilizar las funciones de estos tipos (TO; figura 6) de objetos tecnológicos en el sistema (ES; figuras 1 y 4) de ingeniería sin tener que ocuparse de detalles de implementación.
En la representación según la figura 8 se muestra cómo se emplea y procesa en el control un elemento SPR de lenguaje de programación cargado de un paquete TP tecnológico. En el ejemplo se carga la instrucción Posicionamiento POS, que pertenece a un elemento SPR de lenguaje de programación de un paquete TP tecnológico cualquiera, en el sistema ES4 de ingeniería y en uno de los niveles de sistema del modelo de niveles de ejecución del sistema RTS4 de tiempo de ejecución. En el sistema ES4 de ingeniería, esta instrucción de posicionamiento POS se pone a disposición del usuario como ampliación del conjunto básico del lenguaje empleado en el sistema ES4 de ingeniería. Entonces, el usuario puede emplear esta instrucción de posicionamiento POS en su programa AWP de usuario como una instrucción de lenguaje completamente normal. El programa AWP de usuario que el usuario ha creado se carga entonces en uno de los niveles de usuario del modelo de niveles de ejecución del control universal y se ejecuta. Si el control, al procesarse el programa AWP del usuario, tropieza con esta instrucción POS de posicionamiento, entonces se ejecuta el código correspondiente, que ya se ha cargado en uno de los niveles del sistema. Para mayor claridad, los otros contenidos del paquete TP tecnológico se indican por medio de tres puntos. Además, el elemento SPR de lenguaje de programación podría contener otras instrucciones además de la instrucción POS de posicionamiento, también indicadas mediante tres puntos.
Una ventaja decisiva de esta realización consiste en que la carga del código ejecutable para los elementos de lenguaje de programación en los niveles de sistema se realiza de forma automática, es decir, sin intervención del usuario. Después de que se hayan cargado o instalado los elementos de lenguaje de programación en el sistema ES4 de ingeniería, el usuario puede utilizarlos, por así decirlo, en el modo plug & play.
En la representación según la figura 9 se muestra que puede emplearse una interfaz API común dentro de un control universal del movimiento para integrar los tipos TO A, TO B, TO C de objetos tecnológicos. Esta Interfaz de Programa de Aplicación (Application Program Interface, API) del control universal del movimiento forma con ello, por así decirlo, una plataforma de soporte lógico personalizado (Middleware) para la integración y comunicación de tipos TO de objetos tecnológicos. Además, esta interfaz API también posibilita la comunicación entre los tipos TO de objetos tecnológicos y el sistema RTS4 de tiempo de ejecución del control. Con ayuda de esta interfaz unificada también pueden integrarse paquetes (TP; figura 6) tecnológicos externos con sus tipos (TO; figura 6) de objetos tecnológicos, por así decirlo, como "paquetes tecnológicos de terceros" en el control universal del movimiento. Con ello, se abre un mercado para paquetes (TP; figura 6) tecnológicos creados de forma externa con funciones específicas para tecnologías específicas del sector (por ejemplo, bobinado de resortes o moldeo por inyección). Con ello, un usuario tiene la posibilidad, partiendo de un conjunto básico necesario, de ampliar las funciones de un control de forma sucesiva con sus funciones necesarias específicas.

Claims (5)

1. Control universal del movimiento con sistema de ingeniería para la creación de programas de usuario y un sistema de tiempo de ejecución que reúne, de forma funcional, las tareas clásicas de un control de memoria programable y un control numérico, caracterizado porque se forma un modelo unificado de niveles de ejecución de tal manera que presenta varios niveles de ejecución de distinto tipo con diferente prioridad, con lo que están previstos diferentes niveles de usuario y diferentes niveles de sistema de mayor a menor prioridad, y porque en cada caso pueden cargarse paquetes (TP) tecnológicos por parte del usuario en el sistema de ingeniería y / o en el sistema (ES1-ES4, RTS1-RTS4) de tiempo de ejecución, conteniendo estos paquetes:
a) partes de código que representan las especificaciones de regulación para el sistema (RTS1-RTS4) de tiempo de ejecución, y
b) una parte (FWK) de configuración que presenta la asignación de estas partes de código a los niveles correspondientes del sistema, así como su secuencia de procesamiento, con lo que,
c) en caso de necesidad, esta información de la parte (FWK) de configuración también puede transmitirse al sistema (ES1-ES4) de ingeniería.
2. Control universal del movimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque cada paquete (TP) tecnológico contiene un número adaptado de tipos (TO) de objetos tecnológicos para el sistema (RTS) de tiempo de ejecución.
3. Control universal del movimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque además puede asignarse a las partes de código información sobre la interfaz de usuario, especialmente parámetros (PAR) operativos y / o elementos (SPR) de lenguaje de programación y / o partes (ACC) declarativas.
4. Control universal del movimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el paquete (TP) tecnológico están presentes instrucciones que amplían el entorno de lenguaje del sistema (ES1-ES4) de ingeniería, las cuales, en caso de necesidad, pueden emplearse por el usuario.
5. Control universal del movimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el control presenta una interfaz (API) para introducir tipos (TO) de objetos tecnológicos.
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