WO1997003389A1 - Verfahren zur erstellung eines anwenderspezifischen funktionsplanes für speicherprogrammierbare steuerungen (sps) - Google Patents

Verfahren zur erstellung eines anwenderspezifischen funktionsplanes für speicherprogrammierbare steuerungen (sps) Download PDF

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Josef Hitzelhammer
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Elin Energieanwendung Gmbh
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    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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    • G05B19/056—Programming the PLC
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Definitions

  • the invention relates to a method for creating a user-specific function plan for programmable logic controllers.
  • PLC programmable logic controller
  • the task now is to use a known user interface on a computer to create a function plan for a programmable logic controller in a relatively simple and, above all, clear manner.
  • the invention which is characterized in that various modules which can be visualized on the screen with the graphical user interface "Windows", each of which performs a defined function, are stored in a computer in a module library, and in that the modules can be called up individually on the screen as symbols which are generally known in digital and analog technology, and that the inputs and outputs of the modules shown on the screen are connected to one another by lines by a user, this corresponding to a logical combination of the modules, and that a program stored in the computer subsequently makes a plausibility check the connections between the modules is checked, and that afterwards a simulation of the control corresponding to the function plan created is carried out with fictitious input signals.
  • the above method is characterized by great ease of use and clarity.
  • the created function plan is graphically equivalent to a control realized on paper with discrete elements (threshold value switch, flip-flop, etc.) and therefore still relatively easy to understand even with a very complex task solved with the method. Furthermore, the documentation of a control system created in this way can be carried out without additional effort. This is particularly necessary for the quality assurance required today.
  • the features e.g. the time for a delay module can be set using the corresponding symbol.
  • Another advantage is that the function plan created on the screen is loaded into the programmable logic controller after the simulation. This measure prevents the errors which may have arisen during the project planning from being loaded into the programmable logic controller and from damaging system parts when a system is started up with this control system.
  • the modules are processed depending on the placement on the screen.
  • a further development of the invention is that user information is also entered in the function chart. This means that the corresponding function diagram can be understood in detail even by a specialist who is not familiar with the respective control system.
  • a detailed procedural step lies in the fact that, depending on the placement of the individual modules on the screen, the computer creates an instruction list for a function plan, which is additionally loaded into the individual modules with the information required for the programmable logic controller.
  • a further embodiment can be seen in the fact that message texts created with a text program module are also loaded into the programmable logic controller.
  • the message texts created are matched to the corresponding control and are primarily intended for the operating and maintenance personnel in a system.
  • the figure shows schematically the relationship between programs that are required to create a function plan for a programmable logic controller.
  • the hatched rectangles represent programs in this schematic block diagram.
  • the PIC program With the PIC program, the individual modules for the function diagram for controlling a system are called up, parameterized and connected or linked to one another.
  • a created function diagram is also saved twice in FIG. 1 via the PIC program.
  • the function diagram contains the graphic, syntax and reference information on the module description. Furthermore, all signal description fields are included Signal names saved in the function diagram.
  • the instruction list stored under 2 contains the modules in accordance with the processing sequence.
  • a private signal description stored under 3 is created when the instruction list is created and serves as a database for the signal export, which is carried out from the PIC program and is schematized with the arrow 15. When signals are exported, the signals of the local signal description are entered in the global signal description 5 or the state of the global signals is adapted accordingly.
  • the global signal description 5 then contains signals without offsets, which must then be assigned by the offset assignment.
  • the program PIC also called function plan editor, must determine whether the currently loaded program part (task) is part of the user program (indicated by arrow 16). Only the signals of installed program parts can be transferred to the global signal description.
  • the user program is compiled by installing the program parts (entering the program parts in the organizational parameters 4 using the ORG program). No other functions are carried out.
  • the loading program LAD reads the organizational parameters from 4 and converts them into a PLC-specific format. The subsequent loading into the PLC is indicated by arrow 17.
  • the loading medium e.g. RS232
  • the interface parameters are set with the CON program. These parameters depend on the hardware used and installed (represented schematically by block 14).
  • protocol texts 6 are created, which are read by the LAD program and loaded into the PLC.
  • the simulator TES starts, which loads the instruction list 2 and the function block algorithms 11 belonging to the connected PLC type.
  • the function block algorithms 11 have to correlate 1: 1 with the module library 10 (function block description library).
  • Block 13 represents an interface description.
  • connection to a CAN bus - CAN, 12- is indicated in this figure.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Erstellung eines anwenderspezifischen Funktionsplanes für speicherprogrammierbare Steuerungen sind verschiedene mit der grafischen Benutzeroberfläche 'Windows' auf einem Bildschirm visualisierbare Module, von denen jedes eine definierte Funktion erfüllt, in einem Rechner in einer Modulbibliothek (10) abgespeichert. Die Module sind einzeln auf dem Bildschirm als in der Digital- und Analogtechnik allgemein bekannte Symbole aufrufbar. Die Ein- und Ausgänge der auf dem Bildschirm abgebildeten Module werden durch Linienführung von einem Benutzer untereinander verbunden, wobei dies einer logischen Verknüpfung der Module entspricht. Anschließend führt ein im Rechner gespeichertes Programm eine Plausibilitätsprüfung der Verbindungen zwischen den Modulen durch. Nachher erfolgt mit fiktiven Eingangssignalen eine Simulation (TES) der dem erstellten Funktionsplan entsprechenden Steuerung. Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine große Benutzerfreundlichkeit und Übersichtlichkeit aus. Weiters ist die Dokumentation einer so erstellten Steuerung ohne Mehraufwand durchführbar. Dies ist insbesondere für die heute geforderte Qualitätssicherung notwendig.

Description

VERFAHREN ZUR ERSTELLUNG EINES ANWENDERSPEZIFISCHEN FUNKTIONSPLANES FÜR SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNGEN (SPS) .
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung eines anwender¬ spezifischen Funktionsplanes für speicherprogrammierbare Steuerungen.
Bei speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) sind die Bediengeräte derzeit relativ kompliziert zu programmieren. Nach wie vor gibt es Produkte am Markt, die man mit Hilfe digitaler Ein- und Ausgänge einer SPS über eine "parallele Schnittstelle" anspricht. Eine weitere Variante ist die Ansteuerung über eine aktive serielle Schnittstelle seitens der SPS. In beiden Fällen muß der SPS Programmierer mit relativ großem programmtechnischen Aufwand und Wissen die Kommunikation zum Bediengerät oder zur Textanzeige programmieren.
Die Aufgabe besteht nun darin, mit einer bekannten Benutzeroberfläche auf einem Rechner relativ einfach und vor allem übersichtlich einen Funktions¬ plan für eine speicherprogrammierbare Steuerung zu erstellen.
Die obige Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, welche dadurch gekenn¬ zeichnet ist, daß verschiedene mit der grafischen Benutzeroberfläche "Windows" auf einem Bildschirm visualisierbare Module, von denen jedes eine definierte Funktion erfüllt, in einem Rechner in einer Modulbibliothek abgespeichert sind, und daß die Module einzeln auf dem Bildschirm als in der Digital- und Analogtechnik allgemein bekannte Symbole aufrufbar sind, und daß die Ein- und Ausgänge der auf dem Bildschirm abgebildeten Module durch Linienführung von einem Benutzer untereinander verbunden werden, wobei dies einer logischen Verknüpfung der Module entspπcht, und daß anschließend ein im Rechner gespeichertes Programm eine Plausibili- tätsprüfung der Verbindungen zwischen den Modulen durchführt, und daß nachher mit fiktiven Eingangssignalen eine Simulation der dem erstellten Funktionsplan entsprechenden Steuerung erfolgt. Das obige Verfahren zeichnet sich durch eine große Benutzerfreundlichkeit und Übersichtlichkeit aus. Der erstellte Funktionsplan ist graphisch äquvalent mit einer auf Papier gezeichneten mit diskreten Elementen (Schwellwertschalter, Flip-Flop, etc.) realisierten Steuerung und daher auch bei einer sehr komplexen und mit dem Verfahren gelösten Aufgabe noch relativ leicht überschaubar. Weiters ist die Dokumentation einer so erstellten Steuerung ohne Mehraufwand durchführbar. Dies ist insbesondere für die heute geforderte Qualitäts¬ sicherung notwendig.
Von Vorteil ist, daß für die am Bildschirm aufgerufenen Module die Merk¬ male, z.B. die Zeit bei einem Verzögerungmodul, beim entsprechenden Symbol eingestellt werden.
Weiters ist von Vorteil, daß der auf dem Bildschirm erstellte Funktionsplan nach der Simulation in die speicherprogrammierbare Steuerung geladen wird. Durch diese Maßnahme wird ausgeschlossen, daß die bei der Projek- tierung möglicherweise entstandenen Fehler mit in die speicher¬ programmierbare Steuerung geladen werden und es bei der Inbetrieb¬ setzung einer Anlage mit dieser erstellten Steuerung zu Beschädigungen von Anlagenteilen kommt.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Module abhängig von der Plazierung auf dem Bildschirm abgearbeitet.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß in den Funktionsplan auch Benutzerinformationen eingetragen werden. Dadurch ist der entsprechende Funktionsplan auch für einen nicht mit der jeweiligen Steuerung vertrauten Fachmann bis ins Detail verständlich. Ein detaillierter Verfahrensschritt liegt darin, daß der Rechner abhängig von der Plazierung der einzelnen Module auf dem Bildschirm für einen Funktionsplan eine Anweisungsliste erstellt, welche zusätzlich mit den für die speicherprogrammierbare Steuerung erforderlichen Informationen der einzelnen Module in diese geladen wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden bei komplexen Steuerungs¬ abläufen mehrere bereits erstellte Funktionspläne in die speicher¬ programmierbare Steuerung geladen. Dadurch werden solche Steuerungs- ablaufe wesentlich übersichtlicher und es besteht weiters auch die Möglich¬ keit dafür bereits erstellte Funktionspläne zu verwenden, wodurch die Projektierungszeit wesentlich vermindert wird.
Eine weitere Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß mit einem Text- Programmodul erstellte Meldungstexte ebenfalls in die speicherprogramier- bare Steuerung geladen werden. Die erstellten Meldungstexte sind auf die entsprechende Steuerung abgestimmt und sind vor allem für das Bedienungs- und Wartungspersonal bei einer Anlage vorgesehen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
Die Fig. zeigt schematisch den Zusammenhang zwischen Programmen, welche zur Erstellung eines Funktionsplanes für eine speicherprogrammier¬ bare Steuerung erforderlich sind.
In diesem schematischen Blockschaltbild stellen die schraffierten Rechtecke Programme dar. Mit dem Programm PIC werden die einzelnen Module für den Funktionsplan zur Steuerung einer Anlage aufgerufen, parametriert und untereinander verbunden bzw. verknüpft. Über das Programm PIC wird auch ein erstellter Funktionsplan in 1 zweifach gespeichert. Der Funktionsplan enthält die Grafik-, Syntax- und Referenzinformation auf die Modul¬ beschreibung. Weiters sind auch alle Signalbeschreibungsfelder inclusive Signalnamen im Funktionsplan gespeichert. Die unter 2 gespeicherte Anweisungsliste enthält die Module entsprechend der Abarbeitungsreihen¬ folge. Eine unter 3 gespeicherte private Signalbeschreibung wird beim Erstellen der Anweisungsliste erstellt und dient als Datenbasis für den Signalexport, der vom Programm PIC aus erfolgt und mit dem Pfeil 15 schematisiert ist. Beim Signalexport werden die Signale der lokalen Signal¬ beschreibung in die globale Signalbeschreibung 5 eingetragen bzw. der Zustand der globalen Signale entsprechend angepaßt. Die globale Signal¬ beschreibung 5 enthält dann Signale ohne Offsets, welche dann durch die Offsetvergabe zugeordnet werden müssen. Das Programm PIC, auch Funktionsplaneditor genannt, muß vor dem Signalexport ermitteln, ob der gerade geladene Programmteil (Task) Bestandteil des Anwender¬ programmes ist (mit Pfeil 16 angedeutet). Es können nur die Signale installierter Programmteile in die globale Signalbeschreibung übernommen werden. Die Zusammenstellung des Anwenderprogramms erfolgt durch Installation der Programmteile (Eintragen der Programmteile in den Organisationsparametern 4 durch Programm ORG). Dabei werden keine weiteren Funktionen ausgeführt. Das Ladeprogramm LAD liest die Organisationsparameter aus 4 und konvertiert diese in ein SPS-spezifisches Format. Das anschließende Laden in die SPS ist durch den Pfeil 17 angezeigt.
Mit dem Programm SIG wird die automatische und manuelle Offsetvergabe durchgeführt (angedeutet mit 5 und 7).
Mit dem Programm CON werden das Lademedium (z.B. RS232) und die Schnittstellenparameter eingestellt. Diese Parameter sind von der verwendeten und installierten Hardware (schematisch dargestellt durch Block 14) abhängig.
Mit dem Programm TXT werden Protokolltexte 6 erstellt, welche vom Programm LAD gelesen und in die SPS geladen werden. Wenn der Testmode des Funktionsplaneditors PIC aufgerufen wird, startet der Simulator TES, welcher die Anweisungsliste 2 und die zum angeschlossenen SPS-Typ gehörenden Funktionsbausteinalgorithmen 11 lädt. Die Funktionsbausteinalgorithmen 11 haben mit der Modulbibliothek 10 (Funktionsbausteinbeschreibungsbibliothek) 1 :1 zu korrelieren.
Der Block 13 stellt eine Schnittstellenbeschreibung dar.
Weiters ist bei dieser Fig. noch die Verbindung mit einem CAN-Bus - CAN, 12- angedeutet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Erstellung eines anwenderspezifischen Funktionsplanes für speicherprogrammierbare Steuerungen, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene mit der grafischen Benutzeroberfläche "Windows" auf einem
Bildschirm visualisierbare Module, von denen jedes eine definierte Funktion erfüllt, in einem Rechner in einer Modulbibliothek abgespeichert sind, und daß die Module einzeln auf dem Bildschirm als in der Digital- und Analogtechnik allgemein bekannte Symbole aufrufbar sind, und daß die Ein- und Ausgänge der auf dem Bildschirm abgebildeten Module durch Linienführung von einem Benutzer untereinander verbunden werden, wobei dies einer logischen Verknüpfung der Module entspricht, und daß anschließend ein im Rechner gespeichertes Programm eine Plausibilitätsprüfung der Verbindungen zwischen den Modulen durchführt, und daß nachher mit fiktiven Eingangssignalen eine Simulation der dem erstellten Funktionsplan entsprechenden Steuerung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß für die am Bildschirm aufgerufenen Module die Merkmale, z.B. die Zeit bei einem Verzögerungmodul, beim entsprechenden Symbol eingestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Bildschirm erstellte Funktionsplan nach der Simulation in die speicherprogrammierbare Steuerung geladen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Module abhängig von der Plazierung auf dem Bildschirm abgearbeitet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Funktionsplan auch Benutzerinformationen eingetragen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner abhängig von der Plazierung der einzelnen Module auf dem Bildschirm für einen Funktionsplan eine Anweisungsliste erstellt, welche zusätzlich mit den für die speicherprogrammierbare Steuerung erforderlichen Informationen der einzelnen Module in diese geladen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei komplexen Steuerungsabläufen mehrere bereits erstellte Funktionspläne in die speicherprogrammierbare Steuerung geladen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Text-Programmodul erstellte Meldungstexte ebenfalls in die speicherprogramierbare Steuerung geladen werden.
PCT/AT1996/000122 1995-07-11 1996-07-11 Verfahren zur erstellung eines anwenderspezifischen funktionsplanes für speicherprogrammierbare steuerungen (sps) WO1997003389A1 (de)

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