ES2213567T3 - Control universal del movimiento. - Google Patents
Control universal del movimiento.Info
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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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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical 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
- G05B19/414—Structure 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.
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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