WO2005119382A1

WO2005119382A1 - Programmierbare steuerung für die automatisierungstechnik

Info

Publication number: WO2005119382A1
Application number: PCT/EP2005/052326
Authority: WO
Inventors: Jörg Vollmann; Peter Wagner
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2005-12-15
Also published as: CN1961264A; US20070225838A1; DE102004026620A1; JP2008501168A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine programmierbare Steuerung (S) für die Automatisierungstechnik mit einem ersten Bereich (A) zum Speichern und Ausführen von Steuercodes für Automatisierungsgeräte (I,O), programmiert in einer ersten Programmiersprache, wobei ein zweiter Bereich (B) mit dem ersten Bereich (A) über zumindest eine Schnittstelle (P) verbunden ist, wobei der zweite Bereich (B) in einer Programmiersprache programmierbar ist, die sich von der ersten Programmiersprache unterscheidet.

Description

Beschreibung

Programmierbare Steuerung für die Automatisierungstechnik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine programmierbare Steuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Programmierbare Steuerungen, auch unter den Begriffen Pro- grammable Logic Controller (PLC) oder Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) bekannt, kommen unter anderem auch in der Automatisierungstechnik zum Einsatz. Sie enthalten die entsprechend programmierten Steuercodes zum Ausführen der gewünschten Automatisierungsfunktionen.

Über entsprechende Tools, wie beispielsweise Step 7 der Firma Siemens AG, können Automatisierungssysteme erstellt werden, indem einzelne Automatisierungsgeräte entsprechend dem gewünschten Automatisierungssystem konfiguriert und projektiert werden. Dazu werden in aller Regel sehr abstrahierte Program- miersprachen verwendet, die in der Vergangenheit zunehmend an die sehr speziellen Bedürfnisse in der Automatisierungstechnik angepasst wurden. Diese Programmiersprachen sind zwar dem Projektierer solcher Automatisierungssystem geläufig. Einem Anwender solcher Automatisierungssysteme sind solche Program- miersprachen und Programmcodes aber eher unverständlich. Eine anwenderspezifische Anpassung des Automatisierungssystems ohne detailliertes Fachwissen ist somit nicht ohne weiteres möglich.

Deshalb gab es auch in der Vergangenheit schon Bestrebungen, die Automatisierungssysteme mit Hilfe von objektorientierten Programmiersprachen, wie beispielsweise JAVA, zu erstellen. Objektorientierte Sprachen haben den Vorteil, dass sie relativ einfach und somit leicht verständlich sind. Sie haben aber den Nachteil, dass sie im Gegensatz zu den üblicherweise in der Automatisierungstechnik verwendeten Programmierspra- chen nicht deterministisch ablaufen, was letztendlich die Performance der Steuerung verschlechtern kann.

Eine weitere Problematik tritt bei bestehenden Systemen auf, wenn eine zertifizierte Steuerungsapplikation um künden- oder anwendungsspezifische Funktionen erweitert wird. Meist geht die Zertifizierung verloren, da eine Trennung von zertifi- zierter Basisfunktion und Erweiterung nicht möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine programmierbare Steuerung bereitzustellen, die sowohl eine gute Performance der Steuerung als auch eine einfache Anpassung des Automatisierungssystems an die Bedürfnisse des Anwenders ermöglicht .

Diese Aufgabe wird gelöst durch die programmierbare Steuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wobei die programmierbare Steuerung einen ersten Bereich zum Speichern und Ausführen von Steuercodes für Automatisierungsgeräte, programmiert in einer ersten Programmiersprache, und einen zweiten Bereich, der mit dem ersten Bereich über zumindest eine Schnittstelle verbunden ist, aufweist, und wobei der zweite Bereich in einer Programmiersprache programmierbar ist, die sich von der ersten Programmiersprache unterscheidet.

Vorzugsweise ist dabei die erste Programmiersprache, eine in der Automatisierungstechnik übliche Programmiersprache, wie beispielsweise die von STEP 7, und die zweite Programmiersprache, eine objektorientierte Programmiersprache, insbeson- dere Java. Die bekannte Projektierungssoftware Step 7 bietet den Vorteil, dass weiterhin eine gute Performance der Steuerung der Automatisierungsgeräte erreicht wird. JAVA bietet den Vorteil, dass es als objektorientierte Sprache auch für den Anwender relativ leicht verständlich und damit einsetzbar ist. Erfindungsgemäß lassen sich somit auf der programmierbaren Steuerung weiterhin die Steuercodes in einer für die Automatisierungstechnik üblichen und geeigneten Programmier- spräche erstellen. Zusätzlich können aber auf derselben programmierbaren Steuerung auf einfachste Art und Weise von einem Anwender zusätzliche anwenderspezifischen Routinen, wie beispielsweise Diagnosefunktionen oder zusätzliche Automati- sierungsfunktionen, erstellt und damit das Automatisierungssystem anwenderspezifisch ergänzt werden.

So können insbesondere durch die Unterteilung der programmierbaren Steuerung in zwei Bereiche, wobei der erste Bereich Steuercodes enthält, die für eine bestimmte Anzahl von Automatisierungsgeräte zertifiziert und gegen Veränderungen gesichert sind, und der zweite Bereich frei zugänglich programmierbar ist, auf einfachste Art und Weise im zweiten Bereich zusätzliche anwenderspezifische Automatisierungsfunktionen oder Diagnosefunktionen programmiert werden, ohne dass die eigentlichen im ersten gesicherten Bereich hinterlegten Kernroutinen verändert werden müssen. Damit kann sichergestellt werden, dass die einmal erstellten und zertifizierten Steuercodes für die Kernroutinen zum Betrieb des Automatisierungs- Systems nicht einfach verändert werden können, und somit gegebenenfalls die Zertifizierung für die programmierbare Steuerung erlöschen würde.

Die Erfindung sowie deren weitere Vorteile soll nun im Weite- ren anhand der Figur 1 näher beschrieben werden. Figur 1 zeigt schematisch eine programmierbare Steuerung S mit einem ersten Bereich A und einem zweiten Bereich B. Beide Bereiche A und B sind dabei gestrichelt dargestellt um anzudeuten, dass die beiden Bereiche innerhalb der programmierbaren Steu- erung nicht zwingend räumlich getrennt sein müssen. Wie angedeutet sind beide Bereiche A und B über zumindest eine interne Schnittstelle P, vorzugsweise über eine performante hochproprietäre Schnittstelle, miteinander verbunden. Die programmierbare Steuerung S ist über eine weitere Schnittstelle D, wie beispielsweise einen in der Automatisierungstechnik bekannten Profibus- DP, mit den entsprechenden Automatisierungsgeräten 1,0 verbunden. Diese können beispielsweise ein- zelne Aktoren oder Sensoren, ganze Geräte oder Baugruppen, etc. innerhalb des Automatisierungssystems sein, die im Betrieb mit der programmierbaren Steuerung in der entsprechend programmierten Art und Weise miteinander kommunizieren und die projektierten Automatisierungsfunktionen ausführen. Weitere Schnittstellen, wie beispielsweise eine Schnittstelle N können vorgesehen sein, um beispielsweise über ein Ethernet oder ein Internet weitere Geräte, wie beispielsweise Geräte zum Bedienen und Beobachten, mit der programmierbaren Steue- rung zu verbinden.

Erfindungsgemäß wird nun eine einzige programmierbare Steuerung in zwei Teilbereiche A und B aufgeteilt, wobei beide Teilbereiche in unterschiedlichen Programmiersprachen, insbe- sondere ein erster Bereich in einer in der Automatisierungstechnik üblichen und ein zweiter Bereich in einer einfacheren objektorientierten Programmiersprache programmierbar sind. So sind beispielsweise im Bereich A alle wesentlichen Steuercodes für den Betrieb des Automatisierungssystems und damit die Kommunikation mit den damit verbundenen Geräten I und 0 si- -*^• chergestellt . Dieser erste Bereich A kann gegen unbefugte Änderungen gesichert werden. Dadurch kann eine sichere Steuerung von Automatisierungsgeräten durch die programmierbare Steuerung sichergestellt werden, was letztendlich dann auch eine entsprechende Zertifizierung dieser programmierbaren Steuerung ermöglicht. Der zweite Bereich B ist frei programmierbar, insbesondere in einer objektorientierten Programmiersprache wie JAVA, um einem Anwender die Möglichkeit zu geben, möglichst einfach zusätzliche anwenderspezifische Rou- tinen zu ergänzen. Da in aller Regel solche anwenderspezifisch erstellten Routinen auch auf Daten aus der eigentlichen Steuerung aus dem Bereich A zurückgreifen werden, ist zwischen beiden Bereichen A und B eine performante proprietäre Schnittstelle P vorgesehen. Über diese Schnittstelle P kann so beispielsweise von den im Bereich B anwenderspezifisch erstellten Diagnoseroutinen auf die im Bereich A bekannten Prozessvariablen und -daten zugegriffen werden, um diese Daten auszuwerten. Weiterhin könnten im Bereich B Routinen erstellt werden, die diese Daten aus dem Bereich A über die Schnittstelle N an andere Geräte C, wie beispielsweise Webserver etc., weiterleiten. Zusätzlich könnten im Bereich B auch Rou- tinen erstellt werden, die ganz spezielle anwenderbezogene Automatisierungsfunktionen realisieren, für die die programmierbare Steuerung aber nicht zertifiziert sein muss.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass mit vorliegender Er- findung, nämlich der Unterteilung der programmierbaren Steuerung, in einen ersten (A) und einen zweiten (B) Bereich, die lose miteinander gekoppelt sind, folgende Vorteile erzielt werden können:

- Einfaches Ergänzen von anwenderspezifischen Routinen und damit Automatisierungsfunktionen in einer beliebigen Programmiersprache im Bereich B, ohne dass die eigentlichen Steuercodes im Bereich A verändert werden. Dadurch bleibt die Systemintegrität der programmierbaren Steuerung trotz der Möglichkeit von anwenderbezogenen Änderungen bestehen. So wird beispielsweise auch ein vom Anwender irrtümlich falsch erstelltes Programm*_*im Bereich B nicht zu einer Störung der Steuercodes im Bereich A und damit zum Ausfall der gesamten Steuerung S des Automatisierungssystems führen; - Bessere Performance im Gegensatz zu Systemen, bei denen anwenderspezifische Routinen, wie beispielsweise Diagnosefunktionen, über zusätzliche Geräte (z.B. zusätzlicher PC oder Webanbindung) realisiert sind;

- Einfaches Ergänzen der anwenderbezogenen Routinen, da ob- jektorientierte Programmierwerkzeuge wie beispielsweise JAVA weit verbreitet sind. So können insbesondere Standard Web Services auf einfachste Weise durch entsprechende Programmierung in JAVA im Bereich B implementiert und damit in das Automatisierungssystem integriert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Programmierbare Steuerung (S) für die Automatisierungstechnik mit einem ersten Bereich (A) zum Speichern und Ausführen von Steuercodes für Automatisierungsgeräte (1,0), programmiert in einer ersten Programmiersprache, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen zweiten Bereich (B) , der mit dem ersten Bereich (A) über zumindest eine Schnittstelle (P) verbunden ist, wobei der zweite Bereich (B) in einer Programmiersprache programmierbar ist, die sich von der ersten Programmiersprache unterscheidet.

2. Programmierbare Steuerung (S) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da s s die erste Programmiersprache eine in der Automatisierungstechnik übliche Programmiersprache ist und die zweite Programmiersprache eine Objektorientierte Programmiersprache, insbesondere Java, ist.

3. Programmierbare Steuerung (S) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da s s der erste Bereich (A) Steuercodes enthält, die für eine bestimmte Automatisierungsanwendung zertifiziert und gegen Veränderungen gesichert sind, und der zweite Bereich (B) frei zugänglich programmierbar ist .