DE10216288A1 - Verfahren zum Umprojektieren einer Automatisierungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Umprojektieren einer Automatisierungseinrichtung vorgeschlagen, wobei Projektierungsdaten einer neuen Hardware-Konfiguration ausgewertet werden können, ohne dass die Automatisierungseinrichtung in einen STOP-Zustand wechseln muss. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass zentrale und/oder dezentrale Peripherie-Baugruppen einen prozesssicheren Zustand einnehmen, was bewirkt, dass der Steuerbetrieb nach der Umprojektierung sofort wieder aufgenommen werden kann.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umprojektieren einer Automatisierungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Automatisierungseinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 2.
• Aus dem Siemens-Katalog ST 70, Kapitel 4, Ausgabe 2001 ist ein Automatisierungssystem bekannt, das zur Lösung von Automatisierungsaufgaben im Bereich der Fertigungs-, der Prozess- sowie Verfahrenstechnik im oberen Leistungsbereich vorgesehen ist. Wesentliche Bestandteile dieses Automatisierungssystems sind CPU- und Kommunikations-Baugruppen sowie Peripherie- Baugruppen, z. B. Peripherie-Baugruppen in Form von Ein-/Ausgabe-Baugruppen, und Funktionsbaugruppen, welche über einen Bus miteinander verbunden sind. In Kapitel 6 des Siemens- Katalogs ST 70 ist eine so genannte "Dezentrale Peripherie" für dezentrale Lösungen von Automatisierungsaufgaben offenbart. Diese "Dezentrale Peripherie" umfasst gewöhnlich unterschiedliche, mit mehreren Peripherie-Baugruppen versehene Peripheriegeräte, die über einen Bus mit einer Master-Baugruppe verbunden sind, wobei diese Master-Baugruppe Bestandteil des genannten Automatisierungssystems sein kann.
• An die Peripherie-Baugruppen sowohl des Automatisierungssystems als auch der "Dezentralen Peripherie" sind Aktoren und/oder Sensoren anschließbar, wobei von den Sensoren übermittelte Prozessperipherie-Eingangsdaten als Abbild dieser Prozessperipherie-Eingangsdaten der CPU-Baugruppe des Automatisierungssystems zuführbar sind. Aus diesen Abbildern von Prozessperipherie-Eingangsdaten erzeugt ein durch die CPU- Baugruppe abzuarbeitendes Steuerprogramm Abbilder von Prozessperipherie-Ausgangsdaten, welche als Prozessperipherie- Ausgangsdaten den Aktoren zuführbar sind.
• Damit die CPU-Baugruppe während eines Steuerbetriebs auf die zentralen und dezentralen Peripherie-Baugruppen lesend und/oder schreibend zugreifen kann, ist es zunächst erforderlich, mit einem z. B. aus dem Siemens-Katalog ST PCS 7, Kapitel 1, Ausgabe 2001 bekannten Engineeringsystem in einer Projektierungsphase die Hardware-Konfiguration zu projektieren und die während dieser Projektierungsphase anfallenden Projektierungsdaten in einen Speicher des Automatisierungssystems zu hinterlegen. Diese Projektierungsdaten enthalten Parameter, die das Verhalten sowie die physikalischen Gegebenheiten des gesamten Automatisierungssystems definieren, und werden von der CPU-Baugruppe verwaltet. So definiert z. B. ein Teil dieser Projektierungsdaten das Vorhandensein und das Verhalten von Peripherie-Baugruppen. Diese Parameter werden in der CPU-Baugruppe umgesetzt und sind in einem Speicher der CPU-Baugruppe abgelegt. Diese Informationen, im Folgenden Projektierungsliste genannt, werden vom Steuerprogramm genutzt und definieren z. B. die Adressierung der Peripherie-Baugruppen oder bestimmen beispielsweise die Skalierung von Prozesswerten.
• Es kann nun vorkommen, dass z. B. aufgrund von Änderungen im Hinblick auf die zu lösende Steueraufgabe die Hardware- Konfiguration geändert werden muss, z. B. derart, dass die Automatisierungseinrichtung um eine weitere zentrale und/oder dezentrale Peripherie-Baugruppe zu erweitern ist. Dies bedeutet, dass zunächst die Projektierungsdaten zu ändern sind und schließlich die Projektierungsliste entsprechend anzupassen ist. Um die Projektierungsliste anzupassen, ist es wiederum erforderlich, den zu steuernden Prozess in einen definierten, sicheren Zustand zu fahren. Dazu wechselt die CPU-Baugruppe von einer Betriebsart "RUN" in eine Betriebsart "STOP", wodurch die zentralen als auch die dezentralen Peripherie-Baugruppen einen prozesssicheren Zustand einnehmen. Nachdem die Projektierungsliste durch die CPU-Baugruppe angepasst ist, wechselt die CPU-Baugruppe in einen Betriebszustand "RUN". Dort übernimmt das Steuerprogramm die Kontrolle über die Prozessperipherie, der prozesssichere Zustand wird verlassen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Umprojektieren einer Automatisierungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine Umprojektierung der Automatisierungseinrichtung vereinfacht. Darüber hinaus ist eine Automatisierungseinrichtung anzugeben, die für eine einfache Umprojektierung geeignet ist.
• Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, im Hinblick auf die Automatisierungseinrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 angegebenen Maßnahmen gelöst.
• Vorteilhaft ist, dass die Projektierungsdaten einer neuen Hardware-Konfiguration ausgewertet werden können, ohne dass die CPU-Einheit in einen STOP-Zustand wechseln muss. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass die zentralen und dezentralen Peripherie-Baugruppen einen prozesssicheren Zustand einnehmen, was bewirkt, dass der Steuerbetrieb unmittelbar nach der Umprojektierung fortgesetzt werden kann, d. h., die CPU-Baugruppe verbleibt in der Betriebsart "RUN".
• Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ergänzungen und Weiterbildungen näher beschrieben und erläutert.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine Bedieneroberfläche eines Engineeringsystems und
• Fig. 2 eine projektierte Automatisierungseinrichtung.
• In Fig. 1 sind mit 1a, 1b zwei Fenster einer Bedieneroberfläche einer Anzeigeeinheit eines Engineeringsystems bezeichnet, von denen das Fenster 1a zur Darstellung einer Hardware-Bibliothek 2 einer Automatisierungseinrichtung und das Fenster 1b zur Darstellung einer aktuell projektierten Hardware-Konfiguration einer Automatisierungseinrichtung vorgesehen ist. Die Hardware-Bibliothek 2 weist auf Projektierungsdaten für Hardware-Komponenten einer speicherprogrammierbaren Steuerung, z. B. Baugruppen in Form von CPU-Baugruppen, Kommunikations-Baugruppen, Digitale m- und/oder -ausgabe-Baugruppen, sowie Projektierungsdaten für Baugruppen von Peripherie-Geräten und Bussysteme mit dazugehörigen Busanschaltungen. Die Projektierung kann in der Art und Weise bewirkt werden, dass ein Bediener mittels Drag & Drop eine Hardware-Komponente mit einem Bedienelement in Form einer Maus aus dem Fenster 1a auswählt, in das Fenster 1b kopiert und dort die Komponenten entsprechend der zu lösenden Steueraufgabe miteinander verbindet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass aus einem Verzeichnis 4 der Hardware-Bibliothek 2 eine speicherprogrammierbare Steuerung 5 mit einer CPU-Baugruppe 6a, mit zwei zentralen Peripherie- Baugruppen 6b, 6c und mit einer Master-Baugruppe 7 ausgewählt ist. Die Master-Baugruppe 7 ist Teil einer dezentralen Peripherie, wobei die Master-Baugruppe 7 einerseits über einen Parallelbus 8 mit den Baugruppen 6a, 6b, 6c und andererseits über einen seriellen Bus mit Peripherie-Geräten verbindbar ist. Die Master-Baugruppe 7 muss selbstverständlich nicht als eigenständige Baugruppe ausgebildet sein, sondern kann auch Bestandteil der CPU-Baugruppe 6a sein. Im vorliegenden Beispiel ist ferner angenommen, dass aus einem Verzeichnis 10 der Hardware-Bibliothek 2 ein erstes, ein zweites und ein drittes Peripherie-Gerät 9, 10, 11 ausgewählt sind, welche jeweils eine aus der Hardware-Bibliothek 2 auswählbare Kopfbaugruppe 9a, 10a, 11a aufweisen und welche über eine ebenfalls aus der Hardware-Bibliothek 2 ausgewählte serielle Busverbindung 13 mit der Master-Baugruppe 7 verbunden sind. Neben den Peripherie-Geräten 9, 10, 11 sind für jedes Peripherie-Gerät 9, 10, 11 Peripherie-Baugruppen projektierbar, z. B. Peripherie-Baugruppen in Form von Digital- und/oder Analogein-/ausgabe-Baugruppen, wobei in jedes der Peripherie- Geräte 9, 10, 11 im vorliegenden Beipiel maximal vier Peripherie-Baugruppen steckbar sind.
• Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist lediglich für das Peripherie-Gerät 10 die maximal mögliche Anzahl von vier einsetzbaren Peripherie-Baugruppen projektiert, die mit unterschiedlichen Funktionalitäten versehen sein können. Für das Peripherie-Gerät 9 dagegen ist nur eine Peripherie- Baugruppe 9b, für das Peripherie-Gerät 11 ist keine Peripherie-Baugruppe projektiert.
• Das Engineeringsystem ist derart ausgebildet, dass durch einen Bediener neben den für einen Steuerbetrieb erforderlichen projektierten Peripherie-Baugruppen 6b, 6c, 9b, 10b, 10c, 10d weitere Peripherie-Baugruppen als "Reserve-Peripherie-Baugruppen" projektierbar sind, welche der CPU-Einheit 6a anzeigen, dass diese "Reserve-Peripherie-Baugruppen" für eine eventuelle Umprojektierung während des Steuerbetriebs vorgesehen sind, und welche in der Darstellung im Fenster 1b besonders gekennzeichnet sind. Im vorliegenden Beispiel sind die schraffiert dargestellten Peripherie-Baugruppen 9c, 9d, 11b, 11c, 11d als Reserve-Peripherie-Baugruppen gekennzeichnet und für eine mögliche Erweiterung der Automatisierungseinrichtung vorgesehen. Ferner sind durch das Engineeringsystem die Peripherie-Baugruppen mit einer Kennung versehbar, welche im Rahmen einer Umprojektierung während des Steuerbetriebs der Automatisierungseinrichtung entnehmbar ist. Eine derartige Peripherie-Baugruppe ist im Beispiel die zentrale Peripherie-Baugruppe 6c, die im Fenster 1b kariert dargestellt ist.
• Im Folgenden wird auf Fig. 2 verwiesen, in welcher eine projektierte Automatisierungseinrichtung dargestellt ist. Bestandteile dieser projektierten Automatisierungseinrichtung zur Steuerung eines technischen Prozesses sind eine speicherprogrammierbare Steuerung 14 mit einer übergeordneten CPU- Einheit 14a, zwei zentralen Peripherie-Baugruppen 14b, 14c und einer Master-Baugruppe 15 sowie drei dezentrale Peripherie-Geräte 16, 17, 18. Die Master-Baugruppe 15 und die an diese Master-Baugruppe über einen Bus angeschlossenen dezentralen Peripherie-Geräte 16, 17, 18 sind Bestandteile einer so genannten "Dezentralen Peripherie", wobei die Master- Baugruppe 15 selbstverständlich nicht Teil der speicherprogrammierbaren Steuerung 14 zu sein braucht, sondern auch Bestandteil eines hier nicht dargestellten Erweiterungsgerätes der Automatisierungseinrichtung sein kann. Die Peripherie-Geräte 16, 17, 18 weisen jeweils eine Kopfbaugruppe 16a, 17a, 18a auf, über welche die Master-Baugruppe 15 auf die Peripherie-Baugruppen der dezentralen Peripherie-Geräte 16, 17, 18 lesend und/oder schreibend zugreift. Das Peripherie-Gerät 17 ist mit drei Peripherie-Baugruppen 17b, 17c, 17d bestückt, die Peripherie-Geräte 16, 18 dagegen jeweils nur mit zwei Peripherie-Baugruppen 16b, 16c, 18b, 18c.
• Es ist angenommen, dass aufgrund einer vorzunehmenden Änderung bzw. Erweiterung der Steueraufgabe die zentrale Peripherie-Baugruppe 14c durch dezentrale Peripherie-Baugruppen zu ersetzen ist. Dazu ist vorgesehen, einerseits das Peripherie-Gerät 16 mit einer weiteren Peripherie-Baugruppe 16d, z. B. mit einer Slave-Baugruppe in Form einer Analogeingabe- Baugruppe, und das Peripherie-Gerät 18 mit einer Peripherie- Baugruppe, z. B. mit einer Peripherie-Baugruppe 18d in Form einer Digitalausgabe-Baugruppe, zu erweitern und andererseits die Peripherie-Baugruppe 14c aus der speicherprogrammierbaren Steuerung 14 zu entfernen. Eine derartige Änderung der Hardware-Konfiguration wird dadurch bewirkt, dass ein Anwender in der beschriebenen Art und Weise zunächst Projektierungsdaten entsprechend der vorzunehmenden neuen Hardware-Konfiguration erstellt und der CPU-Baugruppe 14a übermittelt, welche diese Projektierungsdaten in einen Speicher 19 dieser CPU-Baugruppe 14a hinterlegt. Die CPU-Baugruppe 14a wertet diese Projektierungsdaten im Hinblick auf eine Änderung der Hardware-Konfiguration aus, wobei im vorliegenden Beispiel die CPU-Baugruppe 14a erkennt, dass die Peripherie-Geräte 16, 18 - wie beschrieben - mit jeweils einer weiteren Peripherie-Baugruppe zu erweitern sind und die zentrale Peripherie-Baugruppe 14c aus der speicherprogrammierbaren Steuerung zu entfernen ist. Damit die CPU-Einheit 14a nicht die gesamten neuen Projektierungsdaten mit den alten ebenfalls im Speicher 19 hinterlegten Projektierungsdaten vergleichen muss, um die Änderungen an der Hardware-Konfiguration festzustellen, ist es vorteilhaft, während der Projektierung sowohl "Reserve-Peripherie-Baugruppen" als auch aus der Hardware-Konfiguration entfernbare zentrale und/oder dezentrale Peripherie-Baugruppen zu kennzeichnen, wobei die CPU-Baugruppe 14a dann lediglich die gekennzeichneten Projektierungsdaten auszuwerten hat. Aufgrund des Auswerteergebnisses fügt die CPU- Baugruppe in einen Zyklus 20 eines Steuerprogramms ein Umprojektierungs-Zeitintervall 21 ein, was bedeutet, dass der Steuerprogramm-Zyklus um dieses Zeitintervall 21 verlängert wird. Während des Umprojektierungs-Zeitintervalls 21 greift die CPU-Baugruppe 14a nicht auf die Projektierungsliste zu, um auf den zu steuernden Prozess einzuwirken, sondern ändert die Projektierungsliste entsprechend der geänderten Projektierungsdaten, wodurch die Automatisierungseinrichtung für eine physikalische Änderung der Hardware-Konfiguration vorbereitet ist, was bedeutet, dass ein Anwender die neu projektierten Baugruppen 16d, 18d hinzufügen bzw. die nicht mehr benötigte Baugruppe 14c entfernen kann. Eine derartige physikalische Änderung dieser Hardware-Konfiguration wird gewöhnlich vor einer Anpassung des Steuerprogramms bewerkstelligt, wobei eine Anpassung des Steuerprogramms durch Entfernen bzw. Hinzufügen entsprechender Software-Funktionsbausteine nach der Umprojektierung durchführbar ist.

Claims (3)

1. Verfahren zum Umprojektieren einer Automatisierungseinrichtung,
welche eine mit mehreren Hardware-Komponenten (6a, . . . 11d; 14a, . . . 18d) versehene Hardware-Konfiguration aufweist,
welche ein durch eine CPU-Einheit (6a, 14a) zyklisch bearbeitbares Steuerprogramm zum Steuern eines technischen Prozesses aufweist,
welcher Projektierungsdaten zuführbar sind, die der CPU- Einheit (6a; 14a) der Automatisierungseinrichtung die Hardware-Konfiguration der Automatisierungseinrichtung anzeigen und aus denen durch die CPU-Einheit (6a; 14a) mindestens eine Projektierungsliste erzeugbar ist, auf die die CPU-Einheit (6a; 14a) während des Steuerbetriebs lesend und/oder schreibend zugreift,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Auswerten von neu zugeführten Projektierungsdaten im Hinblick auf eine Änderung der Hardware-Konfiguration,
Einfügen eines Umprojektierungs-Zeitintervalls (21) in den Zyklus des Steuerprogramms für den Fall, dass eine Änderung der Hardware-Konfiguration erkannt wird,
Ändern der mindestens einen Projektierungsliste aufgrund der geänderten Projektierungsdaten während eines Umprojektierungs-Zeitintervalls (21) des Steuerprogramms.

2. Automatisierungseinrichtung,
welche eine mit mehreren Hardware-Komponenten (6a, . . . 11d; 14a, . . . 18d) versehene Hardware-Konfiguration aufweist,
welche ein durch eine CPU-Einheit (6a; 14a) zyklisch bearbeitbares Steuerprogramm zum Steuern eines technischen Prozesses aufweist,
welcher Projektierungsdaten zuführbar sind, die der CPU- Einheit (6a; 14a) der Automatisierungseinrichtung die Hardware-Konfiguration der Automatisierungseinrichtung anzeigen und aus denen durch die CPU-Einheit (6a; 14a) mindestens eine Projektierungsliste erzeugbar ist, auf die die CPU-Einheit (6a; 14a) während des Steuerbetriebs lesend und/oder schreibend zugreift,
dadurch gekennzeichnet, dass die CPU-Einheit (6a; 14a)
die neu zugeführten Projektierungsdaten im Hinblick auf eine Änderung der Hardware-Konfiguration auswertet,
für den Fall, dass eine Änderung der Hardware-Konfiguration erkannt wird, ein Umprojektierungs-Zeitintervall (21) in den Zyklus des Steuerprogramms einfügt und
während dieses Umprojektierungs-Zeitintervalls (21) die mindestens eine Projektierungsliste aufgrund der geänderten Projektierungsdaten des Steuerprogramms ändert.

3. Engineeringsystem zum Projektieren einer mit mehreren Hardware-Komponenten versehenen Hardware-Konfiguration einer Automatisierungseinrichtung, welche zum Steuern eines technischen Prozesses vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Engineeringsystem mindestens eine Hardware-Komponente mit einer Kennung versehbar ist, welche einer CPU-Einheit der Automatisierungseinrichtung anzeigt, dass diese Hardware-Komponente für eine Umprojektierung während des Steuerbetriebs der Automatisierungseinrichtung vorgesehen ist.