ES2247768T3 - Sistema de automatismo distribuido. - Google Patents

Sistema de automatismo distribuido.

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ES2247768T3 ES99402484T ES99402484T ES2247768T3 ES 2247768 T3 ES2247768 T3 ES 2247768T3 ES 99402484 T ES99402484 T ES 99402484T ES 99402484 T ES99402484 T ES 99402484T ES 2247768 T3 ES2247768 T3 ES 2247768T3
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Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de automatismo distribuido que comprende un autómata programable (API-1), conectado a autómatas programables (API-2, API-3, API-4) y equipado con una unidad central (UC1) y acopladores (CS1) que comunican mediante la barra ómnibus del fondo de panel con la mencionada unidad central, estando unido uno de los acopladores (CS1) por una barra ómnibus (B) a uno de los equipos asociados (P, SAP, C, M) caracterizado por el hecho de que el acoplador (CS1) se puede comunicar gracias a una función servidor con los equipos asociados (P, C, M, SAP) bajo el protocolo TCP/IP y está provisto de una memoria de masa (MS) que comprende por un lado objetos soporte lógico de la información denominados "con variables autómatas" (OV) que generan el acceso a las variables autómatas (VAR) y por otra parte objetos soporte lógico de la información denominados "fabricantes" (OM) que transforma las informaciones de los objetos (OV) en variables autómatas en informaciones del tipo fabricante explotables por los equipos asociados (P, SAP, C, M).

Description

Sistema de automatismo distribuido.
La presente invención se refiere a un sistema de automatismo distribuido que comprende un autómata programable equipado con una unidad central capaz de ejecutar un programa en lenguaje de automatización, y con un acoplador que puede comunicarse, gracias a una función de servidor, con los equipos asociados bajo el protocolo TCP/IP y provisto de una memoria de masa que contiene objetos lógicos conocidos como "de variables autómatas" que gestionan el acceso a las variables autómatas.
Tradicionalmente, un sistema de automatización está segmentado en varios niveles. En el nivel inferior se encuentra la vía de comunicaciones de los captadores/accionadores que permite los intercambios entre los autómatas programables o comandos digitales y los captadores y accionadores que les están asociados. A nivel superior se encuentra una vía de comunicaciones de tipo informático que conecta los ordenadores encargados de la supervisión y del sistema de información del lugar de producción. A un nivel intermedio se encuentran vías de comunicaciones que realizan la unión entre los niveles anteriores. Este conjunto es, por tanto, heterogéneo.
Se conoce el hecho de utilizar el protocolo TCP/IP y las lógicas adaptadas a este protocolo para poner en comunicación, en sus diferentes niveles, a través de una vía de comunicaciones de tipo Ethernet por ejemplo, los equipos de una red de automatismo. Los autómatas programables están entonces equipados con un módulo o acoplador TCP/IP. Esta solución permite federar diferentes niveles.
El lenguaje Java ha sido previsto para los automatismos a diferentes niveles, por ejemplo a nivel de gestión de la supervisión y de gestión de la producción. Se hará referencia, por ejemplo, a los artículos aparecidos en CiMax de Mayo-Junio del 97 o en Mesures de Mayo del 98. Este lenguaje Java presenta ventajas en relación con la portabilidad y la orientación de objeto, así como la posibilidad de ejecutar en el navegador de un puesto local programas escritos en Java conocidos como "applets" e importados a través de la red.
La presente invención tiene por objetivo proporcionar una plataforma material y lógica que haga que el autómata programable sea activo en una red de tipo Intranet o en sus extensiones por medio de la manipulación y/o la producción de información a nivel de fabricación, es decir, "no implicadas" directamente en el control de comando en tiempo real, y que definen un modelo de objeto adaptado a la estructura actual de los automatismos. Ello permite integrar los autómatas programables industriales en el sistema de información de la empresa sin dejar de lado la estructura de los automatismos. Esto responde a la creciente necesidad de integración de los equipos de la herramienta de producción y de los sistemas de gestión (Supervisores, Sistema automatizado de producción,
etc.).
El sistema según la invención está esencialmente caracterizado por el hecho de que incluye los objetos lógicos denominados "de fabricación" que transforman las informaciones de los objetos de variables autómatas en informaciones de tipo de fabricación explotables por los equipos asociados, estando cada uno de estos objetos constituido por un objeto servidor en el acoplador de servidor y por un objeto de cliente que es la imagen del objeto de servidor, estando el objeto de servidor localizado sobre una pluralidad de estaciones de cliente.
La invención va a ser descrita ahora con referencia a un modo de realización dado a título de ejemplo y representado por los dibujos anexos, en los que:
- la figura 1 es un esquema de sistema de automatismo distribuido;
- la figura 2 es un esquema de la arquitectura lógica del acoplador de servidor que equipa un autómata según la invención;
- la figura 3 ilustra los intercambios entre diferentes objetos lógicos del sistema de automatismo distribuido;
- la figura 4 ilustra la actualización del servidor de nombres del acoplador de servidor en caso de modificación del programa autómata por parte de un taller de programación; y
- la figura 5 ilustra los intercambios entre diferentes objetos lógicos.
La arquitectura representada en la figura 1 incluye un autómata referenciado como API-1, equipado con una unidad central. Este autómata se comunica con otros autómatas programables API-2, API-3, API-4, así como con los equipos asociados SAP, M, C, P. El autómata API-1 está equipado con un acoplador de servidor CS1 que va a ser descrito en lo que sigue, estando el autómata API-2 equipado igualmente con un acoplador de servidor indicado como CS2.
La unidad central de cada autómata programable contiene un programa de aplicación PAP que está escrito en un lenguaje de automatización habitual ("ladder", etc.), y gestiona las entradas-salidas utilizando variables de control de comando en tiempo real, llamadas variables autómatas, que están indicadas como VAR.
El acoplador con función de servidor CS1 del autómata programable API-1 comunica mediante una vía de comunicaciones de fondo de cesta, con la unidad central UC1 del autómata en el que se ha montado, y con los otros acopladores de este autómata. El autómata API-1 equipado con el acoplador CS1 puede comunicar por medio de, por ejemplo, un acoplador con los otros autómatas programables referenciados como API-2, API-3, API-4. El acoplador de servidor CS1 está provisto de un conectador que le permite comunicar por medio de una vía de comunicaciones B, bajo el protocolo TCP/IP, con los equipos asociados tales como el servidor de gestión de producción SAP, un terminal de diálogo P o los ordenadores
C y M.
Con referencia a la figura 2, cada acoplador de servidor CS1 o CS2 soporta un sistema de explotación en tiempo real en JAVA, una máquina virtual que interpreta el "byte-code" de JAVA (código intermedio obtenido tras la pre- compilación por medio de un compilador de JAVA). Una de las funciones de este sistema de explotación consiste en asegurar la conexión del acoplador CS1 a la red de tipo TCP/IP. Cada acoplador CS1 o CS2 está provisto de una memoria de masa MS y de un microprocesador.
El acoplador con función de servidor CS1 del autómata API-1 contiene en su memoria MS, por una parte, objetos lógicos llamados "de variables autómatas" referenciados como OV, que gestionan el acceso a las variables autómatas VAR, y, por otra parte, objetos lógicos llamados "de fabricación" referenciados como OM. Este acoplador CS1 soporta un servidor de gestión de un conjunto de páginas de tipo HTML, que permite la "gestión" del acoplador, en particular la presentación del estado del acoplador (Marcha, Parada, error) y la modificación de este estado de los objetos OM y OV del acoplador (Marcha, Parada, error) y la modificación de este estado.
Un objeto de fabricación OM puede ser "conectado" fácilmente a diferentes tipos de objetos OV, y por tanto a diferentes tipos de protocolos, lo que permite la adaptación del acoplador CS1 a todos los tipos de protocolos industriales. Un objeto OM1-S que se ejecuta en el acoplador CS1 del autómata API-1 puede consumir informaciones producidas por otros objetos OV-3 u OM-2 ejecutados en un acoplador de servidor CS2 embarcado en el autómata API-2.
Los objetos OV "de variables autómatas" pueden leer o escribir los valores de una o de varias variables autómatas VAR utilizando los protocolos de control industrial. Éstos transmiten el valor de las variables autómatas a los objetos OM en función del tipo de variable autómata y/o en función de las
necesidades.
Con referencia a las figuras 3 y 5, el objeto OV-1 lee o escribe mediante una operación indicado como 1, el valor de una variable autómata VAR1. El objeto OM1-S puede leer o escribir, mediante una operación indicado como 2, el citado valor en la misma forma que es manipulado por la variable autómata. También puede leer o escribir el valor, mediante una operación 2a de la figura 5, bajo otra forma distinta de la variable autómata. En este caso, aunque el valor no cambia, la forma (o también la dinámica) cambia: por ejemplo, el valor en lugar de estar codificado sobre dos octetos, estará codificado sobre cuatro octetos. El objeto OM1-S puede recibir también un valor pertinente bajo la forma de un evento.
A cada objeto ligado a una variable autómata OV se le atribuye un nombre simbólico único que es el de la variable autómata manipulada por el mismo. El nombre simbólico y la dirección asociada (también denominados indicación) son salvaguardados en un servidor de nombres SN implantado en el acoplador CS1. Los nombres simbólicos y direcciones son actualizados automáticamente, ya sea en caso de modificación del nombre de una variable autómata ya sea en caso de modificación de la dirección de la variable autómata.
Cada objeto llamado "de fabricación" está constituido por un objeto tal como OM1-S, localizado en el acoplador de servidor CS1, y por un objeto de imagen OM1-C localizado sobre un puesto de cliente tal como P, C, M o SAP. Éste genera, a partir de los valores de las variables autómatas proporcionadas por un objeto OV o por un objeto OM, una información de tipo "de fabricación", es decir, una información destinada, por ejemplo, al sistema de información de la fábrica. Un objeto OM de ese tipo puede realizar intercambios con varios autómatas programables industriales.
La información 3 de nivel de fabricación puede ser, por ejemplo, una alarma generada por una máquina de producción, un dato de medición (por ejemplo, el número de vehículos blancos o el número de botellas), un mensaje a distancia a través de correo electrónico, una información de conexión autómata/servidor SAP, una información de diagnóstico de sistema, una información de gestión de alarmas, un mensaje de alarma en función de valores captados por determinadas variables autómatas, o una información de gestión de base de datos relacionales o una información de gestión de archivo de eventos en una base de datos relacionales, una información que gestiona la presentación de una vista parcial de la máquina.
A cada objeto "de fabricación" OM se atribuye un nombre simbólico único almacenado en el servidor de nombres SN, y adaptado a una explotación en la
red.
El objeto de cliente OM1-C es el "proxy" o imagen del objeto de servidor OM1-S. La localización de este objeto de imagen OM1-C depende de su utilización. Cuando el objeto OM1-C no se utiliza, se almacena en la base de persistencia BP del acoplador de servidor CS1. Cuando se utiliza el objeto OM1-C, se ejecuta en una máquina de cliente del acoplador de servidor CS1, tras su descarga, a través de la red, desde la base de persistencia BP. Esta base de persistencia BP contiene el estado de los objetos OV y OM (comprendiendo este último el objeto de cliente OM-C).
Por defecto, el objeto de cliente OM1-C ofrece una vista llamada de gestión del objeto OM (estado del objeto, posición, parámetro). Ello puede hacer que los servicios opcionales dependan de la naturaleza misma del objeto OM, como por ejemplo la interfaz con sistemas exteriores (SAP), una vista tabular de alarma para un servicio de alarma, un cuadro sinóptico, etc. El objeto de cliente OM-C puede tener forma de páginas en HTML, de "applets", de "Beans" (componente lógico en Java), y/o de otros componentes lógicos.
Los objetos de fabricación OM suministran datos pertinentes en forma de eventos (modelo productor/consumidor) y aseguran el mantenimiento de la coherencia de los nombres de objetos manipulados. Éste es el acoplador de servidor CS1 que mantiene la base de nombres, estando las otras lógicas conectadas a este servidor. Por ejemplo, con referencia a la figura 4, un taller de programación autómata APA envía la lista de modificaciones al servidor de nombres SN cada vez que una modificación del programa autómata modifica una variable autómata ligada a un objeto OV.
La modificación de la configuración del acoplador CS1 por la red no tiene efecto sobre la parte de control de comando del autómata.
Ahora se va a explicar el funcionamiento:
Si se hace referencia a la figura 3, los objetos OV-1 y OV-2 reciben informaciones 1 y 5 concernientes a las variables autómatas de la unidad central UC1. Estos objetos OV-1 y OV-2 suministran una información a la parte de servidor OM1-S del objeto de fabricación. Además, este objeto OM1-S puede recibir informaciones de los objetos OV-3 y OV-4 de otro autómata API-2. La parte del servidor OM1-S del objeto de fabricación genera una información de tipo de fabricación 3.
El objeto de servidor OM1-S transmite la información 3 de tipo de fabricación mediante un intercambio referenciado con 7 al objeto de cliente OM1-C. El objeto OMS-1 transmite una información de sincronización a la unidad central UC1.
Un puesto de cliente tal como P, C, M o SAP transfiere a través de un navegador o de otros medios, mediante un intercambio referenciado con 6, a través de la red B, la parte de cliente del objeto OM1-C. Esta parte de cliente del objeto OM1-C se almacena en un puesto de cliente ya sea puntualmente (caso de una conexión de tipo navegador Web por ejemplo) ya sea de forma permanente por medio de un servidor SAP por ejemplo.
Las lógicas 10 de una aplicación exterior, ejecutadas en el puesto de cliente, reciben mediante un intercambio 8 la información de tipo de fabricación.
El servidor SAP es interrogado por el objeto OM, o el servidor SAP reenvía los datos solicitados por el OM.

Claims (7)

1. Sistema de automatismo distribuido que comprende un autómata programable (API-1) equipado con una unidad central (UC1) capaz de ejecutar un programa en lenguaje de automatización y con un acoplador (CS1) que puede comunicar, gracias a una función de servidor, con los equipos asociados (P, C, M, SAP) bajo el protocolo TCP/IP y provisto de una memoria de masa (MS) que contiene objetos lógicos llamados "de variables autómatas" (OV) que gestionan el acceso a las variables autómatas (VAR), caracterizado por el hecho de que incluye objetos lógicos llamados "de fabricación" (OM) que transforman las informaciones de los objetos (OV) de las variables autómatas en informaciones de tipo de fabricación explotables por los equipos asociados (P, SAP, C, M), estando cada uno de estos objetos (OM) constituido por un objeto de servidor (OM1-S) localizado en el acoplador de servidor (CS1) y por un objeto de cliente (OM1-C) que es la imagen del objeto de servidor, estando el objeto de cliente localizado en una pluralidad de estaciones de cliente (P, C, M o SAP).
2. Sistema de automatismo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que a cada objeto ligado a una variable autómata y a cada objeto de fabricación se les atribuye un nombre simbólico único, incluyendo el acoplador de servidor (CS1) un servidor de nombres que gestiona los citados nombres simbólicos únicos atribuidos a cada objeto "de variable autómata" (OV) y a cada objeto "de fabricación" (OM).
3. Sistema de automatismo distribuido según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que el acoplador de servidor (CS1) soporta un sistema de explotación en tiempo real en JAVA capaz de permitir la conexión bajo TCP/IP.
4. Sistema de automatismo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que incluye, en el acoplador de servidor, una base de persistencia (BP) que permite almacenar los objetos de cliente (OM1-C) que no están en uso y el estado de los objetos ligados a las variables autómatas (OV) y de los objetos de servidor (OM1-S) y objetos de cliente (OM1-C).
5. Sistema de automatismo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que está conectado a una pluralidad de autómatas programables (API-2, API-3, API-4).
6. Sistema de automatismo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los objetos de fabricación de cliente (OM1-C) son almacenados en un servidor SAP.
7. Sistema de automatismo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el acoplador de servidor (CS1) soporta un servidor de HTML.
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