ES2248611T3 - Sistema y procedimiento para la programacion de un sistema de automatizacion sobre la base de diagramas de impulsos. - Google Patents

Abstract

Sistema (PS) para la programación de un sistema de automatización (AS) con un dispositivo (ID) para la generación de diagramas de impulsos gráficos (ID1, ID2) y de ampliaciones (EW11.. EW1n, EW 21.. EW2m) para el sistema de automatización (AS) a través de campos de datos, que presentan una referencia directa a los diagramas de impulsos (ID1, ID2), estando previstos los diagramas de impulsos gráficos generados por el dispositivo (ID), en combinación con las ampliaciones (EW11.. EW1n, EW21.. EW2m) para el sistema de automatización (AS) para la generación de un programa de datos (DP) para el funcionamiento del sistema de automatización (AS), presentando el sistema un editor inteligente (IE) para la creación de los diagramas de impulsos gráficos (ID1, ID2) y de las ampliaciones (EW11.. EW1n, EW21.. EW2m), de tal manera que las ampliaciones (EW11.. EW1n, EW21.. EW2m) se llevan a cabo a través de un editor de lupas, a través del cual se pueden generar informaciones adicionales que se pueden acoplar con los datos de los diagramas de impulsos (ID1, ID2).

Description

Sistema y procedimiento para la programación de un sistema de automatización sobre la base de diagramas de impulsos.

La invención se refiere a un sistema y a un procedimiento para la programación de un sistema de automatización que se basa en diagramas de impulsos.

Un sistema y un procedimiento de este tipo se emplean en el campo de la técnica de automatización, especialmente de la automatización de fabricación y de la automatización de procesos. En este caso se crean con frecuencia diagramas de impulsos, que se designan también como planes de flujo neumáticos o bien como diagramas de recorrido - tiempo, a partir de la "construcción" para la descripción de movimientos de las máquinas. Los diagramas de impulsos identifican de esta manera un desarrollo deseado de los movimientos de las máquinas. Con respecto a la programación de controles programables con memoria (SPS) de un sistema de automatización, esto significa que con la ayuda de los diagramas de impulsos se describe un funcionamiento automático libre de errores, sin que se tengan en cuenta los tipos de funcionamiento o las manipulaciones de errores. En las soluciones de automatización actuales, se crean los diagramas de impulsos, en general, desde un constructor. Un dispositivo de automatización, que es responsable de la creación de programas SPS, por ejemplo, en un lenguaje de programación SPS AWL, se transforman los diagramas de impulsos entonces manualmente a partir de la descripción gráfica en programas para los controles programables con memo-
ria.

Se conoce a partir del documento US 5.321.603 un dispositivo de programación para un control industrial, que posibilita transformar informaciones gráficas en un programa de control a través de un compilador.

La invención tiene el cometido de indicar un sistema y un procedimiento para la programación de un sistema de automatización que, teniendo en cuenta un mantenimiento consistente de los datos, posibilita también una puesta en servicio y una supervisión del sistema de automatización.

Este cometido se soluciona a través de un sistema así como a través de un procedimiento con las características indicadas en las reivindicaciones 1 y 6, respectivamente.

La invención se basa en el reconocimiento de utilizar (de nuevo) diagramas de impulsos, que se crean, por ejemplo, por un constructor, también para una programación del sistema de automatización, especialmente para una programación de controles programables con memoria. Una (re)utilización de este tipo se asegura porque dentro de una herramienta inteligente, que posibilita tanto la generación de los diagramas de impulsos como también una generación de ampliaciones, se crea una base técnica de datos, que se puede convertir sin mucho gasto en un dato que puede ser procesado por el sistema de automatización, especialmente por un control programable con memoria. De esta manera, en general, resulta un mantenimiento consistente de los datos, puesto que las modificaciones / correcciones en los diagramas de impulsos posibilitan, a través de la incorporación en una herramienta unitaria, también directamente modificaciones o bien adaptaciones en las ampliaciones y como derivación de ello en una generación de código realizada a continuación para los programas del sistema de automatización. Los diferentes grupos de usuarios, como constructores, automatizadores y operadores de puesta en servicio, trabajan en este caso dentro de una herramienta unitaria sobre los mismos datos, con lo que se evitan errores de conversión.

Un caso de aplicación especialmente ventajoso resulta porque el programa de datos está previsto para la programación de al menos un control programable con memoria del sistema de automatización. De esta manera, se produce una generación de un programa SPS a partir de la descripción gráfica de los diagramas de impulsos, complementada a través de ampliaciones específicas SPS como tipos de funcionamiento, tratamiento de errores, etc., especialmente a través de un automatizador.

Una creación sencilla y ergonómica para el usuario de los diagramas de impulsos y sus ampliaciones se asegura porque el dispositivo presenta un editor inteligente para la creación de los diagramas de impulsos gráficos y de las ampliaciones, de tal manera que las ampliaciones se llevan a cabo a través de un editor de lupas, a través del cual se pueden generar informaciones adicionales acoplables con los datos de los diagramas de impulsos.

Una reutilización de los diagramas de impulsos creados para planificación, construcción y puesta en servicio así como de las ampliaciones correspondientes también para observación y diagnosis se lleva a cabo de tal forma que los datos de los diagramas de impulsos se pueden acoplar con un sistema de mando y de observación.

Una evaluación directa de los diagramas de impulsos y/o de las ampliaciones dentro de un sistema de mando y de observación se puede realizar de tal forma que el sistema de mando y de observación está previsto para la representación de los diagramas de impulsos gráficos generados en comparación con datos de servicio actuales.

Se puede conseguir una diagnosis sencilla y poco costosa porque el sistema está previsto para la superposición de los diagramas de impulsos gráficos generados a los datos de servicio actuales, de tal manera que en el caso de una determinación de un error se lleva a cabo una visualización del error en los diagramas de impulsos y en los datos de servicio actuales representados.

A continuación se describe y se explica en detalle la invención con la ayuda de los ejemplos de realización representados en las figuras.

En este caso:

La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un ejemplo de realización de un sistema de automatización con controles programables con memoria programados por medio de diagramas de impulsos.

La figura 2 muestra una representación esquemática para el ciclo de procedimiento para la generación de diagramas de impulsos con ampliaciones.

La figura 3 muestra una representación esquemática para la generación de datos de los diagramas de impulsos con ampliaciones así como de los usuarios implicados.

La figura 4 muestra un ejemplo esquemático de un sistema de automatización a controlar a través de diagramas de impulsos en forma de una instalación modelo.

La figura 5 muestra una representación esquemática de diagramas de impulsos ejemplares de la instalación modelo mostrada en la figura 4.

La figura 6 muestra una representación esquemática de diagramas de impulsos ejemplares de la instalación modelo mostrada en la figura 4, con ampliaciones para la programación de un control programable con memoria.

La figuras 7 muestra una representación esquemática de diagramas de impulsos ejemplares de la instalación modelo mostrada en la figura 4 con ampliaciones ejemplares para la generación de un programa de datos a partir de los diagramas de impulsos para la programación de un control programable con memoria.

Las figuras 8, 9 muestran una representación esquemática de diagramas de impulsos para una observación en-línea de un sistema de automatización.

La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un ejemplo de realización de un sistema de automatización AS. El sistema de automatización AS está constituido por un sistema de mando y de observación BB, por controles programables con memoria SPS1, SPS2 así como con una instalación de fabricación FE. La activación de los controles programables con memoria SPS1, SPS2 se lleva a cabo a través de programas de datos DP1, DP2, que se crean por medio de un sistema de programación PS. El sistema de programación PS comprende un generador de código CG, que genera un código que puede ser procesado para los controles programables con memoria. Los programas de datos DP1, DP2 se basan en diagramas de impulsos ID1, ID2 así como en ampliaciones EW, que son generadas por medio de un editor inteligente IE. El editor inteligente IE comprende, además, una memoria SP para la memorización de los datos de los diagramas de impulsos ID1, ID2 así como de las ampliaciones EW.

A continuación se describe en detalle el ciclo de principio de la programación del sistema de automatización AS mostrado en la figura 1. La pieza esencial para la creación de los programas de datos DP1, DP2 de los controles programables con memoria SPS1, SPS2 es en este caso el editor inteligente IE. Con la ayuda del editor inteligente IE se proyecta, por ejemplo, por un constructor de una manera habitual diagramas de impulsos ID1, ID2, cuyo diseño es creado, por ejemplo, de acuerdo con la Directiva VDI 3230. En una segunda etapa, se proveen los diagramas de impulsos ID1, ID2 que se producen de esta manera, por ejemplo desde un automatizador de la misma manera en el editor inteligente IE con ampliaciones EW. A tal fin, se incorporan, por ejemplo, a través de lupas en los estados individuales o bien en las señales de los diagramas de impulsos ID1, ID2 ampliaciones EW correspondientes en los diagramas de impulsos ID1, ID2. De esta manera, existe una relación directa entre los diagramas de impulsos ID1, ID2 y las ampliaciones EW. La generación de los programas SPS DP1, DP2 se lleva a cabo entonces a partir de la descripción gráfica de los diagramas de impulsos ID1, ID2, ampliada con las ampliaciones correspondientes específicas de SPS, como tipos de funcionamiento, tratamiento de errores, etc. La generación de los programas de datos DP1, DP2 para los controles programables con memoria SPS1, SPS2 se lleva a cabo con la ayuda del generador de códigos CG. Con la ayuda del editor inteligente IE se asegura de esta manera que todos los trabajos se realicen en conexión con la aparición de los programas de datos DP1, DP2 con la ayuda de una herramienta unitaria y todos los datos necesarios están contenidos dentro de una herramienta (en forma de un editor inteligente) IE. De esta manera se evitan errores de conversión y se garantiza una consistencia de datos. Con la ayuda de los programas de datos DP1, DP2 se lleva a cabo entonces la puesta en servicio de la instalación de fabricación FE, que es controlada por los controles programables con memoria SPS1, SPS2. Con la ayuda de las comunicaciones 10, 11 desde los programas de impulsos ID1, ID2 hacia los sistemas de mando y de observación BB se indica, además, en la figura 1, que las curvas descritas en los diagramas de impulsos ID1, ID2 se pueden utilizar de la misma manera para la observación y diagnosis en el sistema de mando y de observación BB.

La figura 2 muestra una representación esquemática para el ciclo del procedimiento para la generación de diagramas de impulsos con ampliaciones. En la etapa 1 del ciclo del programa representado en la figura 2, un usuario crea gráficamente diagramas de impulsos correspondientes con el editor inteligente (ver la figura 1). En la etapa 2, el usuario memoriza el diagrama de impulsos creado con el editor. La memorización se lleva a cabo en un primer formato de memoria interno 5 en la memoria SP. En la etapa 3 se lleva a cabo una ampliación del diagrama de impulsos con datos específicos del programa SPS, como tipos de funcionamiento, tratamiento de errores, tiempos de supervisión, etc. También estas ampliaciones son memorizadas en un segundo formato de memoria interno 6. En una etapa 4 se traduce el diagrama de impulsos incluidas las ampliaciones en un código de programa, por ejemplo en el llamado código de programa AWL, de manera que finalmente el programa AWL 7 está presente, por lo tanto, como programa que puede ser utilizado para un control programable con memoria.

La gran ventaja del procedimiento descrito en la figura 2 consiste en que los datos de los diagramas de impulsos así como las ampliaciones son procesados dentro de una herramienta unitaria y son memorizados en una memoria común SP. De esta manera, se consigue un procesamiento continuo de los diagramas de impulsos creados por un constructor, por ejemplo, en la etapa 2 así como de las ampliaciones complementadas por un automatizador en la etapa 3. Para una puesta en servicio de una instalación de fabricación o bien de un proceso técnico, los datos necesarios del sistema de automatización están presentes de esta manera en un formato de datos que puede ser utilizado de nuevo, de manera que se evitan los errores de conversión. El programa 7 que está presente, por ejemplo, en forma de código AWL, se puede utilizar, además, también para fines de observación y de diagnóstico, sin que para ello sea necesaria un gasto de programación nuevo.

La figura 3 muestra una representación esquemática para la creación de los diagramas de impulsos ID1 con ampliaciones EW así como el usuario implicado en forma de un constructor 20, de un automatizador 21 y de un operador de puesta en servicio 22. En este caso, en la figura 3 se ilustra que el constructor tiene el cometido de generar diagramas de impulsos de la manera habitual. La particularidad reside en que la generación de los diagramas de impulsos se lleva a cabo por medio del editor inteligente IE. En este caso, los datos de los diagramas de impulsos ID1 están memorizados en la memoria SP con la extensión "ipd" para la identificación de los datos como diagramas de impulsos. El automatizador 21 trataba de la misma manera con los mismos datos *.ipd, que están memorizados en la memoria SP y completa en el editor inteligente los diagramas de impulsos ID1 con ampliaciones EW. A tal fin, se registran en el ejemplo de realización en el campo de entrada para las ampliaciones EW informaciones adicionales en campos de datos correspondientes "Operando" y "Tipo". Los datos modificados / completados de esta manera son asegurados por el automatizador 21 de nuevo en la memoria de datos SP. Con la ayuda del generador de código CG se lleva a cabo a continuación dentro o fuera del editor inteligente IE una conversión de los datos *.ipd en un programa de datos DP, que presenta en el ejemplo de realización un formato de datos *.awl, es decir, un formato AWL. Este programa de datos DPO es utilizado por el operador de puesta en servicio 22 para la puesta en servicio de un primer sistema de automatización acoplado con el control programable con memoria.

La figura 4 muestra un ejemplo esquemático de un sistema de automatización a controlar a través de diagramas de impulsos en forma de una instalación modelo. La instalación modelo está constituida por una instalación de fabricación FE, el control programable con memoria SPS, que puede ser programado por un editor IE correspondiente. La instalación de fabricación FE comprende una cinta continua FB, sobre la que se puede transportar una pieza de trabajo WS. La cinta continua FB sirve para el transporte de la pieza de trabajo WS desde estaciones de procesamiento BS1, BS2, BS3 hacia una bandeja AL. El control del transporte de la pieza de trabajo WL sobre la cinta continua FB se lleva a cabo con la ayuda de sensores S1, S2, S3 así como por medio de una barrera óptica LS. En la zona de las estaciones de procesamiento BS1, BS2, BS3 se encuentra en cada caso una lámpara L1, L2, L3 así como una tecla T1, T2, T3. En la zona de la bandeja AL se encuentra otra lámpara L4 así como otra tecla T4. El control temporal del transporte de la pieza de trabajo WS desde las estaciones de procesamiento BS1.. BS3 hasta la bandeja Al se lleva a cabo, como se explica en detalle con relación a la figura 5, por medio de diagramas de impulsos así como ampliaciones correspondientes, que están memorizadas igualmente en el editor inteligente IE.

La figura 5 muestra una representación esquemática de un diagrama de impulsos ejemplar ID1 para la programación de un control programable con memoria, que controla la instalación molde mostrada a modo de ejemplo en la figura 4. El diagrama de impulsos ID1 está constituida por curvas de impulsos ID11.. ID1n individuales. Las curvas de los diagramas de impulsos ID11.. ID1n identifican en cada caso estados de conmutación deseados Z1..Z11 de los sensores S1, S2, S3, de las teclas T1, T2, T3, T4, de las lámparas L1.. L4, de la barrera óptica L2 así como del motor de la cinta continua mostrados en la figura 4, identificados por medio de diagramas de impulsos para un giro a la derecha del motor Mr y para un giro a la izquierda del motor MI, respectivamente. Las curvas de los diagramas de impulsos ID11.. ID1n identifican en este caso el estado de conmutación 0 y 1 respectivos de los sensores, teclas, lámparas, etc. correspondientes, mientras que con la ayuda de las líneas de activación A1.. A2, que se extienden esencialmente verticales, se identifican las líneas de activación A1.. A2 a partir de un instante inicial con respecto al comportamiento de sensor / actuador. El diagrama de impulsos representado en la figura 4 se crea, por ejemplo, por un constructor, como ya se ha explicado con relación a las figuras 1 y 2. La particularidad consiste ahora en utilizar de nuevo los diagramas de impulsos dentro del editor inteligente IE y proveerlo con ampliaciones, como se representa y se realiza a continuación todavía en detalle con relación a la figura 6.

La figura 6 muestra las curvas de diagramas de impulsos mostradas ya con relación a la figura 5 de la instalación modelo representada en la figura 4. Adicionalmente, la figura 6 contiene tres campos de datos ejemplares EW1, EW2, EW3, que sirven para la entrada de ampliaciones para los diagramas de impulsos ID11.. ID1n. De esta manera, el primer campo de ampliación EW1 contiene posibilidades de entrada para el conmutador S3 en forma de los campos de datos "Operando" y "Tipo". El segundo campo de datos de ampliación EW2 sirve para la entrada de ampliaciones para un estado 4 de la instalación modelo, mientras que el tercer campo de datos de ampliación EW3 sirve para la identificación de ampliaciones para el diagrama de impulsos ID1. La particularidad de los campos de datos representados a modo de ejemplo en la figura 5 consiste en que tanto las curvas de los diagramas de impulsos ID11.. ID1n así como las ampliaciones EW1.. EW3 son memorizadas dentro de una base de datos y la base de salida sirve para una conversión en un diagrama de datos, que puede ser leído por un sistema de automatización, por ejemplo en forma de un llamado programa AWL.

La figura 7 muestra de forma esquemática una conversión de datos de este tipo, como se lleva a cabo, por ejemplo, con la ayuda del generador de código CG mostrado en la figura 1. A tal fin, la conversión de los estados respectivos de los sensores / actuadores individuales de la instalación modelo se lleva a cabo en una formado de memoria interna, por ejemplo un formado "ipd" ya descrito con relación a la figura 3, como se representa en la figura 7 en la ventaja fragmentaria F2 para un estado fragmentado en la ventana fragmentada F1. La formato de memoria interna describe el nivel respectivo de los sensores / actuadores individuales durante los estados respectivos Z1.. Z11. Con la ayuda del generador de código (ver la figura 1), a partir de las curvas de los diagramas de impulsos ID1.. ID2, complementadas con las otras ampliaciones EW1.. EW3 (ver la figura 6),m es decir, a partir de todas las informaciones del formato de memoria interna *.ipd, de acuerdo con los datos representados a modo de ejemplo en la ventana F2, se lleva a cabo la generación de un programa de datos, como se muestra a modo de ejemplo en la ventana F3. El programa de datos mostrado en la ventana F3 sirve para el control de la instalación modelo.

En general, de esta manera se obtiene una ampliación continua de los datos introducidos desde la construcción en forma de diagramas de impulsos ID1.. IDN teniendo en cuenta los complementos introducidos por el automatizador en forma de las ampliaciones paso a paso hasta la puesta en servicio de una instalación de fabricación, por ejemplo de la instalación representada en la figura 4.

Las figuras 8 y 9 muestran una representación esquemática de diagramas de impulsos para una observación en línea de un sistema de automatización. La figura 8 muestra la aplicación, para la utilización de las curvas de los diagramas de impulsos ID21, ID22 también para fines de mando y de diagnosis. El diagrama D1 de la figura 8 muestra en este caso la observación de un estado actual de una instalación, siendo visualizado a través de una barra vertical, que se mantiene, por ejemplo, en color verde, el llamado caso bueno, mientras que en el diagrama D2 en la figura 9se identifica el caso de error en los diagramas de impulsos ID31, ID32 a través de líneas verticales F1, F2 que se cruzan. De esta manera, se las curvas y las ampliaciones descritas una vez en los diagramas de impulsos son utilizadas de nuevo por una aplicación, por ejemplo por un sistema de mando y de observación, también para diagnosis. De esta manera se puede observar el funcionamiento en curso sin entrada adicional. Los datos actuales medidos son representados como señal superpuesta en un monitor, pudiendo realizarse en el caso de error un cambio de color, como se representa en el diagrama D2.

En resumen, la invención se refiere, por lo tanto, a un sistema y a un procedimiento para la programación de un sistema de automatización AS. Para evitar errores de conversión así como para garantizar datos consistentes durante la programación de un sistema de automatización AS se propone para la generación de un programa del sistema de automatización AS, especialmente del programa de un control programable con memoria SPS1, SPS2 la utilización de una descripción gráfica a través de diagramas de impulsos ID1, ID2. Las modificaciones en los diagramas de impulsos ID1, ID2 conducen de esta manera directamente a modificaciones del programa de los SPS, sin que sea necesaria una nueva conversión libre de errores.

Claims (11)

1. Sistema (PS) para la programación de un sistema de automatización (AS) con un dispositivo (ID) para la generación de diagramas de impulsos gráficos (ID1, ID2) y de ampliaciones (EW11.. EW1n, EW 21.. EW2m) para el sistema de automatización (AS) a través de campos de datos, que presentan una referencia directa a los diagramas de impulsos (ID1, ID2), estando previstos los diagramas de impulsos gráficos generados por el dispositivo (ID), en combinación con las ampliaciones (EW11.. EW1n, EW21.. EW2m) para el sistema de automatización (AS) para la generación de un programa de datos (DP) para el funcionamiento del sistema de automatización (AS), presentando el sistema un editor inteligente (IE) para la creación de los diagramas de impulsos gráficos (ID1, ID2) y de las ampliaciones (EW11.. EW1n, EW21.. EW2m), de tal manera que las ampliaciones (EW11.. EW1n, EW21.. EW2m) se llevan a cabo a través de un editor de lupas, a través del cual se pueden generar informaciones adicionales que se pueden acoplar con los datos de los diagramas de impulsos (ID1, ID2).

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el programa de datos (DP) está previsto para la ejecución de al menos un control programable con memoria (SPS1, SPS2) del sistema de automatización (AS).

3. Sistema según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los datos de los diagramas de impulsos (ID1, ID2) se pueden acoplar con un sistema de mando y de observación.

4. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sistema de mando y de observación está previsto para la representación de los diagramas de impulsos gráficos generados en comparación con los datos de servicio actuales.

5. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el sistema está previsto para la superposición de los diagramas de impulsos gráficos generados a los datos de servicio actuales, de tal manera que en el caso de que se determine un error, se lleva a cabo una visualización del error en los diagramas de impulsos (ID1, ID2) y en los datos de servicio actuales representados.

6. Procedimiento para la programación de un sistema de automatización (AS), en el que se generan diagramas de impulsos gráficos (ID1, ID2) y ampliaciones (EW11.. EW1n, EW21.. EW2m) que se pueden asociar a los diagramas de impulsos para el sistema de automatización (AS) a través de campos de datos, en el que a partir de los diagramas de impulsos gráficos, en combinación con las ampliaciones (EW11.. EW1n, EW21.. EW2m) para el sistema de automatización (AS) se genera un programa de datos (DP) para el funcionamiento del sistema de automatización (AS), en el que los diagramas de impulsos gráficos (ID1, ID2) y las ampliaciones (EW11.. EW1n, EW21.. EW2m) correspondientes son creados por medio de un editor inteligente, de tal manera que las ampliaciones (EW11.. EW1n, EW21.. EW2m) se llevan a cabo a través de un editor de lupas, que contiene informaciones adicionales que se pueden acoplar con los datos de los diagramas de impulsos (ID1, ID2).

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el programa de datos (DP) es ejecutado por al menos un control programable con memoria (SPS1, SPS2) del sistema de automatización.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque los diagramas de impulsos (ID1, ID2) son visualizados en un sistema de mando y de observación (B&B).

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque en el sistema de mando y de observación se representan los diagramas de impulsos gráficos generados en comparación con los datos de servicio actuales.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque los diagramas de impulsos gráficos generados son superpuestos a los datos de servicio actuales, de tal manera que en el caso de que se determine un error, se lleva a cabo una visualización del error en los diagramas de impulsos (ID1, ID2) y en los datos de servicio actuales representados.

11. Producto de programa de ordenador con medios para la realización de un procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 10, cuando el programa de ordenador se ejecuta sobre un circuito electrónico o un sistema de automatización.