[go: up one dir, main page]

DE10353051A1 - Method for simulating an automation system - Google Patents

Method for simulating an automation system Download PDF

Info

Publication number
DE10353051A1
DE10353051A1 DE10353051A DE10353051A DE10353051A1 DE 10353051 A1 DE10353051 A1 DE 10353051A1 DE 10353051 A DE10353051 A DE 10353051A DE 10353051 A DE10353051 A DE 10353051A DE 10353051 A1 DE10353051 A1 DE 10353051A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
automation system
communication device
plant
simulation
simulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10353051A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Wiedenberg
Rene Wolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE10353051A priority Critical patent/DE10353051A1/en
Priority to PCT/EP2004/052891 priority patent/WO2005047997A1/en
Publication of DE10353051A1 publication Critical patent/DE10353051A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41885—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by modeling, simulation of the manufacturing system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
    • G05B2219/23414—Pc as detachable program, debug, monitor device for control system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
    • G05B2219/23456—Model machine for simulation
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35308—Update simulator with actual machine, control parameters before start simulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Simulation einer Automatisierungsanlage (2) tauscht ein Kommunikationsgerät (12) zur Bedienung und Beobachtung der Automatisierungsanlage (2) Daten mit dieser aus. Die Automatisierungsanlage (2) wird in einem Anlagesimulator (16) nachgebildet. Zur Simulation wird das Kommunikationsgerät (12) mit dem Anlagensimulator (16) verbunden und tauscht mit diesem Daten aus.at a method for simulating an automation system (2) exchanges a communication device (12) for operation and monitoring of the automation system (2) Data with this off. The automation system (2) is in one System simulator (16) simulated. For simulation, the communication device (12) with connected to the system simulator (16) and exchanges with this data out.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simulation einer Automatisierungsanlage.The The invention relates to a method for simulating an automation system.

Automatisierungsanlagen besitzen eine Ein-/Ausgabeschnittstelle zum Anlagenbediener, Instandhalter oder Anlagenprojekteur. Über diese Schnittstelle in Form eines Kommunikationsgerätes (HMI, Human Machine Interface, Bedien- und Beobachtungsgerät) können vom Bediener Prozessparameter im Anlagenbetrieb verändert und beobachtet werden.automation equipment have an input / output interface to the system operator, maintenance engineer or plant designers. about this interface in the form of a communication device (HMI, Human Machine Interface, HMI device) can be used by the Operator process parameters are changed and monitored during plant operation.

Heute erfolgt die Bedienung und Beobachtung einer Automatisierungsanlage in der Regel von einem sogenannten Engineering-Rechner aus, der an der Automatisierungsanlage über ein Netzwerk, z.B. Ethernet, Token-Ring oder Feldbus angeschlossen ist. Von ihm können z.B. auch neue Maschinendaten in Form von Ablaufprogrammen oder Prozessanweisungen in Form von Rezepturen für chemische Prozesse in die Anlage geladen werden. Außerdem werden an diesem Rechner Diagnoseinformationen des Prozesses, Fehlermeldungen etc. ausgegeben. Das oben genannte Kommunikationsgerät ist also in der Regel Teil des Rechners und als Anwendungsprogramm realisiert.today the operation and observation of an automation system takes place usually from a so-called engineering calculator, to the automation system over a network, e.g. Ethernet, token ring or fieldbus connected is. From him you can e.g. also new machine data in the form of sequence programs or Process instructions in the form of formulations for chemical processes in the Plant to be loaded. In addition, will on this computer diagnostic information of the process, error messages etc. issued. The above communication device is so usually part of the computer and implemented as an application program.

Ist die Automatisierungsanlage z.B. um zusätzliche Geräte, also Automatisierungskomponenten erweitert worden oder ist in der Anlage ein Fehler im Anlagenbetrieb aufgetreten, so müssen am Kommunikationsgerät Bedienhandlungen vorgenommen werden, um in den laufenden Anlagenprozess einzugreifen, um diesen zu modifizieren oder zu ergänzen.is the automation system e.g. to additional devices, ie automation components has been extended or is an error in plant operation occurred, so must on the communication device Operator actions are made to be in the running plant process intervene to modify or supplement it.

Vor allem bei Chemieprozessen, welche oft eine Anlaufzeit von bis zu drei Wochen haben, ist wichtig, dass diese Eingriffe bei laufender Anlage stattfinden können. Jeder Eingriff in die Anlage kann jedoch zu weiteren Problemen, z.B. in Form von unvorhersehbarem Verhalten der Automatisierungsanlage führen, da z.B. derartige Maßnahmen zum ersten Mal durchgeführt werden und vorher nie erprobt wurden. Dies kann dann letztendlich zu einem kritischen Anlagenzustand und zum Anlagenstillstand führen, der mit hohen Folgekosten und Zeitaufwand für den Anlagenbetreiber einhergeht.In front especially in chemical processes, which often have a start-up time of up to Having three weeks is important for these interventions to be ongoing Plant can take place. However, any intervention in the system can lead to further problems, e.g. in the form of unpredictable behavior of the automation system to lead, since e.g. such measures performed for the first time and have never been tried before. This can ultimately happen lead to a critical plant condition and plant shutdown, the associated with high follow-up costs and time for the plant operator.

Eine reine Programmsimulation von Anlagenkomponenten, wie z.B. einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) findet heute im Labor statt. Bei der Programmsimulation werden die normalerweise im Betrieb vom Prozess stammenden Eingangssignale der Komponente bzw. dem in ihr ablaufenden Programm manuell vorgegeben. Dieses Verfahren ist aufwendig und kann nicht im Betrieb der Anlage eingesetzt werden. Die manuell einzugebenden Werte entstammen der Theorie und sind Sollwerte, wie sich der Prozess und die Umgebung der Komponente eigentlich im Prozessbetrieb verhalten sollte. Reale Einflüsse in der Anlage können so nicht berücksichtigt werden.A pure program simulation of plant components, such as one Programmable logic controller (PLC) takes place today in the laboratory. In the program simulation are usually in the operation of Process originating input signals of the component or in her manual program. This process is expensive and can not be used during operation of the system. The manual Values to be entered are derived from theory and are nominal values, such as the process and environment of the component are actually in process mode should behave. Real influences in the plant can so not taken into account become.

Eine derartige Simulation ist langwierig und findet fern ab vom Prozess statt. Gerade beim Auftreten eines Fehlers in einer laufenden Automatisierungsanlage ist jedoch schnelles und prozessnahes Reagieren notwendig.A Such a simulation is tedious and takes place far away from the process instead of. Especially when an error occurs in a running automation system However, fast and process-oriented reaction is necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Simulationsmöglichkeiten an einer Automatisierungsanlage zu verbessern.task The invention is therefore the simulation capabilities of an automation system to improve.

Die Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Simulation einer Automatisierungsanlage, bei dem ein Kommunikationsgerät zur Bedienung und Beobachtung der Automatisierungsanlage Daten mit dieser austauscht, und die Automatisierungsanlage in einem Anlagensimulator nachgebildet wird. Zur Simulation wird das Kommunikationsgerät mit dem Anlagensimulator verbunden und tauscht mit diesem Daten aus.The Invention is solved by a method for simulating an automation system, in which a communication device for operation and monitoring of the automation system data with this exchanges, and the automation system in a plant simulator is reproduced. For simulation, the communication device with the System simulator connected and exchanged with this data.

Durch den Anlagensimulator erfolgt nicht nur eine einzelne Programmsimulation, sondern die Simulation der gesamten Auto matisierungsanlage in der tatsächlich im Einsatzfall vorhandenen Konfiguration. Der Anlagensimulator stellt also ein wirklichkeitsgetreueres Abbild der sich gerade im Betrieb befindlichen Automatisierungsanlage dar. Die Simulation ist hierdurch wesentlich realistischer und näher an der Wirklichkeit als eine reine Programmsimulation einer Anlagenkomponente, da z.B. Wechselwirkungen zwischen Anlagenkomponenten berücksichtigt werden können.By the system simulator is not just a single program simulation, but the simulation of the entire automation system in the indeed in the case of use existing configuration. The plant simulator stops So a more realistic image of the currently in operation This is the simulation much more realistic and closer in reality as a pure program simulation of a plant component, since e.g. Interactions between plant components are taken into account can.

Die Simulation kann außerdem im Bedarfsfall sofort durchgeführt werden, da diese vor Ort, nämlich vom Kommunikationsgerät der Automatisierungsanlage aus erfolgt und nicht im Labor. Das Kommunikationsgerät, vor welchem im Regelfall der Anlagenbediener sitzt, wird nämlich zur Simulation mit dem Anlagensimulator verbunden und tauscht mit diesem Daten aus. Der Anlagenbediener muss also seinen Arbeitsplatz nicht verlassen, um die Simulation durchzuführen. Die Simulation kann also sofort bei Bedarf durchgeführt werden. Die Anlagensimulation ist eine vollständige Simulation der gesamten Anlage einschließlich des Kommunikationsgeräts, also des HMI.The Simulation can also if necessary, carried out immediately since these are on site, viz from the communication device the automation system is off and not in the laboratory. The communication device, in front of which As a rule, the plant operator sits, namely the simulation with the System simulator connected and exchanged with this data. Of the Plant operator therefore does not have to leave his workplace to to perform the simulation. The simulation can therefore be carried out immediately if necessary. The plant simulation is a complete simulation of the whole Plant including the communication device, So the HMI.

Die Simulation erlaubt ein gefahrloses Testen von Bedienhandlungen oder z.B. neuen Rezepturen oder Maschinendaten am realitätsnah gestalteten Simulationsabbild der Anlage. Der Versuch einer Fehlerbehebung in der realen Anlage kann vor dessen tatsächlicher Durchführung zeit- und realitätsnah simuliert und dessen Erfolg abgeschätzt werden.The Simulation allows a safe testing of operator actions or e.g. new recipes or machine data on the realistic designed Simulation image of the plant. Trying to troubleshoot in the real plant may be timed before its actual and simulated realistically and estimated its success become.

Eine derartige Simulation eignet sich auch für Schulungen, Einarbeitung neuer Mitarbeiter bzw. deren Training oder die Inbetriebnahme der Anlage. Systematische Fehler in der Projektierung der Automatisierungsanlage, z.B. in den Programmen bzw. Projektierungsdaten können durch die Simulation aufgedeckt werden, ohne in der realen Anlage Schaden anzurichten.A Such simulation is also suitable for training, induction new employee or their training or the commissioning of the Investment. Systematic errors in the configuration of the automation system, e.g. in the programs or configuration data can by The simulation will be uncovered without harming the real plant wreak.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vor Beginn der Simulation ein Prozessabbild der Automatisierungs anlage von dieser in den Anlagensimulator übertragen. Zum Startpunkt der Simulation wird sozusagen eine Momentaufnahme der Automatisierungsanlage bezüglich derer sämtlichen Ein- und Ausgabegrößen und internen Zustandsvariablen genommen und diese dem Anlagensimulator zugeführt. Die dem Anlagensimulator als Eingangswerte dienenden Prozessgrößen müssen also nicht mehr von Hand gesetzt werden, was eine erhebliche Zeit- und Aufwandsreduzierung bei der Eingabe der Simulationsparameter bedeutet. Die Simulation ist außerdem sehr realitätsnah, da sämtliche Prozessparameter, also auch eventuell nicht beabsichtigte oder fehlerhafte Konfigurationen von Prozessparametern im Anlagensimulator berücksichtigt werden.In a preferred embodiment The invention is a process image of the Automation system transferred from this in the system simulator. The starting point of the simulation is a snapshot, so to speak the automation system with respect all of them Input and output sizes and taken internal state variables and these the plant simulator fed. The process variables serving as input values for the system simulator must therefore be no longer be set by hand, resulting in a significant time and effort reduction when entering the simulation parameters means. The simulation is also very realistic, there all Process parameters, including any unintended or incorrect ones Configurations of process parameters in the system simulator.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Datenaustausch des Kommunikationsgerätes zwischen Automatisierungsanlage und Anlagensimulator umgeschaltet. Dies ermöglicht dem Anlagenbediener auch während der laufenden Anlagensimulation von seinem Arbeitsplatz aus eine zwischenzeitliche Kontrolle der realen Automatisierungsanlage, ohne dass er seinen Arbeitsplatz verlassen muss. Die Anlagensimulation kann also parallel zur Anlagenbedienung von einer einzigen Person ausgeführt werden. Der Anlagenbediener kann also weiterhin den tatsächlichen Prozess der Automatisierungsanlage beobachten, da er sich hierbei mit seinem Kommunikationsgerät lediglich vom Anlagensimulator abzukoppeln und wieder auf die reale Anlage aufzuschalten braucht. Beim Auftreten sicherheitsrelevanter Meldungen o.ä. der realen Anlage an den Bediener kann die Umschaltung vom Simulator auf die reale Anlage auch automatisch erfolgen. Bei Verwendung eines Engineering-Rechners mit einer grafischen Bedienoberfläche können auch die reale Anlagenbedienung und die Simulation als je ein Fenster parallel auf dem Bildschirm dargestellt werden.In a preferred embodiment the invention is the data exchange of the communication device between Automation system and system simulator switched. This allows the Plant operator also during the ongoing plant simulation from his workplace an interim Control the real automation system without him Must leave work. The system simulation can therefore be parallel for system operation by a single person to be executed. The plant operator can therefore continue the actual process of the automation plant observe, since he is here with his communication device only Disconnect from the system simulator and turn on the real system again needs. When safety-relevant messages occur or similar the real one Attachment to the operator can switch from the simulator to the real system also done automatically. When using an engineering computer with a graphical user interface can also be the real plant operation and the simulation as one window in parallel on the screen being represented.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Eingabe eines Benutzers am Kommunikationsgerät protokolliert. Der Anlagenbediener als Benutzer des Kommunikationsgerätes muss sich so seine in der Simulation erfolgenden Bedien schritte weder merken, noch diese von Hand mitnotieren, um zu speichern, welche Bedienhandlungen in einer bestimmten Situation erfolgreich waren und welche vermieden werden sollten. Das Protokoll kann ihm später bei der realen Bedienung der Anlage sozusagen als Vorlage für sein weiteres Vorgehen, also die tatsächliche Anlagensteuerung dienen. Auch ist denkbar, die gespeicherten Bedienhandlungen oder Teile davon in elektronischer Form als Kommandofolge nach Zustimmung des Benutzers in die reale Automatisierungsanlage einzuspeisen, wodurch der Benutzer die Bedienhandlungen selbst gar nicht mehr ausführen muss, sondern diese dem Protokoll entnommen und der Anlage übermittelt werden.In a further embodiment the invention, the input of a user on the communication device are logged. The system operator as user of the communication device must This is not how its in the simulation operating steps neither memorize, still hand-writing them to save which ones Operating actions were successful in a given situation and which should be avoided. The protocol may be added later the real operation of the system as a template for his further Approach, so the actual Serve plant control. It is also conceivable the stored operator actions or parts thereof in electronic form as a command sequence after approval of the user in the real automation system, whereby the user no longer has to carry out the operator actions themselves, but these are taken from the protocol and transmitted to the system become.

Im Laufe der Zeit können Bedienprotokolle aus den Simulationsbetrieb einzelnen, eventuell wiederkehrenden Störungen zugeordnet werden, wodurch der Anlagenbediener mit der Zeit über einen Fundus von Anleitungen zur Störungsbeseitigung verfügen kann.in the Over time you can Operating protocols from the simulation mode individual, possibly recurring errors Over time, the plant operator over a fundus instructions for troubleshooting.

Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen, jeweils in einer Prinzipskizze:For another Description of the invention is directed to the embodiments of the drawings. It shows, each in a schematic diagram:

1 eine Automatisierungsanlage im Normalbetrieb, 1 an automation system in normal operation,

2 die Automatisierungsanlage aus 1 im Simulationsbetrieb. 2 the automation system off 1 in simulation mode.

1 zeigt eine Automatisierungsanlage 2 mit einem Rechner 4. Die Automatisierungsanlage 2 enthält eine Steuerung 8 (SPS, Speicherprogrammierbare Steuerung) und mehrere Komponenten 10, die alle über ein Netzwerk 6 und einen Feldbus 24 verbunden sind, um miteinander zu kommunizieren. Der Rechner 4 ist als Engineering-Rechner an das Netzwerk 6, und damit an die Automatisierungsanlage 2 angeschlossen. 1 shows an automation system 2 with a calculator 4 , The automation system 2 contains a controller 8th (PLC, programmable logic controller) and several components 10 all over a network 6 and a fieldbus 24 connected to communicate with each other. The computer 4 is as an engineering computer to the network 6 , and thus to the automation system 2 connected.

Vom Rechner 4 wird die gesamte Automatisierungsanlage 2 zentral überwacht. Im Rechner 4 sind mehrere Einzelkomponenten enthalten, nämlich ein Kommunikationsgerät 12 (HMI, Human Machine Interface, Kommunikationsgerät) eine Steuerungsanbindung 14 und ein Anlagensimulator 16. Diese Einzelkomponenten sind als Softwaremodule im Rechner 4 realisiert, der über eine graphische Bedienoberfläche, z.B. MS-Windows verfügt, auf der die Komponenten als Fensteranwendungen bedient werden.From the calculator 4 becomes the entire automation system 2 centrally monitored. In the calculator 4 Several individual components are included, namely a communication device 12 (HMI, Human Machine Interface, communication device) a control connection 14 and a plant simulator 16 , These individual components are as software modules in the computer 4 realized, which has a graphical user interface, eg MS-Windows, on which the components are operated as window applications.

Die Steuerungsanbindung 14 steht über Kommunikationswege 18 und 20a sowohl mit dem Kommunikationsgerät 12 als auch mit dem Netzwerk 6, und somit mit der gesamten Automatisierungsanlage 2 in Verbindung. Die Steuerungsanbindung 14 dient als Adapter, um sämtliche vom Netzwerk 6 kommenden Signale der Automatisierungsanlage 2 so aufzubereiten, dass diese am Kommunikationsgerät 12 dargestellt werden und sämtliche am Kommunikationsgerät 12 abgesetzten Steuerbefehle an das Netzwerk 6 und somit an die Automatisierungsanlage 2 weitergegeben werden.The control connection 14 is about communication 18 and 20a both with the communication device 12 as well as with the network 6 , and thus with the entire automation system 2 in connection. The control connection 14 serves as an adapter to all of the network 6 coming signals of the automation system 2 to be processed so that these on the communication device 12 be displayed and all on the communication device 12 remote control commands to the network 6 and thus to the automation system 2 be passed on.

Befindet sich die Automatisierungsanlage 2 im Normalbetrieb, so ist das Kommunikationsgerät 12 nicht mit dem Anlagensimulator 16 verbunden, dieser wird also in einer derartigen Situation nicht genutzt. Sämtliche Kommunikation des Kommunikationsgerätes 12 erfolgt ausschließlich mit der Automatisierungsanlage 2.Is the automation system located? 2 in normal operation, this is the communication device 12 not with the plant simulator 16 connected, so this is not used in such a situation. All communication of the communication device 12 takes place exclusively with the automation system 2 ,

2 zeigt eine Situation, bei der sich die Anordnung aus 1 im Simulationsbetrieb befindet. Die Simulation findet lediglich im Rechner 4 statt, die Automatisierungsanlage 2 selbst läuft weiterhin im regulären Betrieb. Die Automatisierungsanlage 2 steht deshalb auch weiterhin über den Kommunikationsweg 18 mit der Steuerungsanbindung 14 in Kontakt. 2 shows a situation in which the arrangement of 1 in simulation mode. The simulation only takes place in the computer 4 instead, the automation system 2 itself is still running in regular operation. The automation system 2 therefore continues to be on the communication path 18 with the control connection 14 in contact.

Beim Betrieb der Automatisierungsanlage 2 werden nicht andauernd Daten zwischen Kommunikationsgerät 12 und Automatisierungsanlage 2 ausgetauscht, sondern nur, wenn z.B. am Kommunikationsgerät 12 Eingaben gemacht werden, die an die Automatisierungsanlage 2 übermittelt werden oder wenn von der Au tomatisierungsanlage 2 Meldungen ans Kommunikationsgerät 12 abgesetzt werden.During operation of the automation system 2 will not be constantly data between communication device 12 and automation system 2 exchanged, but only if, for example, on the communication device 12 Entries are made to the automation system 2 be transmitted or if by the Au tomatisierungsanlage 2 Messages to the communication device 12 be dropped off; be discontinued; be deducted; be dismissed.

Deshalb ist im Simulationsbetrieb in 2 der Kommunikationsweg 20a zum Kommunikationsgerät 12, wie durch die Strichelung angedeutet, im Gegensatz zu 1 nicht dauerhaft verbunden, aber weiterhin nutzbar, sobald eine Kommunikation von Kommunikationsgerät und Automatisierungsanlage 2 erfolgen soll.Therefore, in simulation mode in 2 the communication path 20a to the communication device 12 as indicated by the dashes, as opposed to 1 not permanently connected, but still usable as soon as a communication of communication device and automation system 2 should be done.

Der Anlagenbediener am Kommunikationsgerät 12 kann jederzeit bei Bedarf dieses über den Kommunikationsweg 20a mit der Steuerungsanbindung 14 verbinden, um die Anlagenfunktion zu überprüfen oder zu beeinflussen. Die Verbindung 20a wird z.B. auch bei Auftreten einer Fehlermeldung in der Anlage 2 automatisch hergestellt, um den Anlagenbediener dies über das Kommunikationsgerät 12 mitzuteilen und diesen zu einer Reaktion aufzufordern.The plant operator on the communication device 12 If necessary, this can be done via the communication path at any time 20a with the control connection 14 to check or influence the system function. The connection 20a For example, if an error message appears in the system 2 automatically made to the plant operator via the communication device 12 to communicate and to call for a reaction.

Zur eigentlichen Simulation der Automatisierungsanlage 2 ist das Kommunikationsgerät 12 über den Kommunikationsweg 20b mit dem Anlagensimulator 16 verbunden. Der Anlagensimulator 16 bildet die gesamte Automatisierungsanlage 2 im Zusammenspiel mit dem Kommunikationsgerät 14 und der Steuerungsanbindung 12 virtuell als Simulation nach.For the actual simulation of the automation system 2 is the communication device 12 via the communication path 20b with the plant simulator 16 connected. The plant simulator 16 forms the entire automation system 2 in interaction with the communication device 14 and the control connection 12 virtually as a simulation.

Zum Simulationsbeginn wird der Anlagensimulator 16 mit einem kompletten Prozessabbild der Automatisierungsanlage 2 versorgt. Dies erfolgt, wie durch den Pfeil 22 angedeutet, indem sämtliche im System zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Eingangsgrößen bzw. Zustandsvariablen von der Steuerungsanbindung 14 als Momentaufnahme in den Anlagensimulator 16 eingespeist werden. Zu diesem Zeitpunkt stellt der Anlagensimulator 16 also ein exaktes Abbild des derzeitigen Zustandes der gesamten Automatisierungsanlage 2 zusammen mit dem Kommunikationsgerät 12 und der Steuerungsanbindung 14, sozusagen eine Momentaufnahme des gesamten Systems dar.At the beginning of the simulation, the system simulator will be used 16 with a complete process image of the automation system 2 provided. This is done as indicated by the arrow 22 indicated by all present in the system at this time input variables or state variables of the control connection 14 as a snapshot in the system simulator 16 be fed. At this time, the plant simulator stops 16 So an exact image of the current state of the entire automation system 2 together with the communication device 12 and the control connection 14 , so to speak a snapshot of the entire system.

Ab diesen Zeitpunkt simuliert der Anlagensimulator 16 das weitere theoretische Verhalten der Automatisierungsanlage 2 aufgrund dieser Momentaufnahme und der in ihm vorhandenen theoretischen Modellierung des gesamten Systems. Da er über den Kommunikationsweg 20b mit dem Kommunikationsgerät 12 verbunden ist, reagiert er auf sämtliche ab diesem Zeitpunkt vom Kommunikationsgerät 12 an den Simulator 16 gegebenen Steuerbefehle. Der Bediener am Kommunikationsgerät 12 kann somit erkennen, wie sich die Automatisierungsanlage 2 verhalten würde, wenn er die von ihm vorgenommenen Bedienschritte tatsächlich an der realen Automatisierungsanlage 2 ausführen würde. Dennoch erfolgt kein Schreiben dieser Eingabedaten des Kommunikationsgerät 12 auf den realen Prozess. Die reale Automatisierungsanlage 2 merkt also hiervon nichts und läuft unbeeinflusst im Normalbetrieb weiter.From this time the system simulator simulates 16 the further theoretical behavior of the automation system 2 because of this snapshot and the theoretical modeling of the entire system. Because he is on the communication path 20b with the communication device 12 connected, it responds to all from this point on the communication device 12 to the simulator 16 given control commands. The operator at the communication device 12 can thus recognize how the automation system 2 would behave if he actually carried out the steps he performed on the real automation system 2 would execute. Nevertheless, no writing of this input data of the communication device takes place 12 on the real process. The real automation system 2 does not notice anything and continues unaffected in normal operation.

Im dargestellten Beispiel wurde vom Normalbetrieb nach 1 in den Simulationsbetrieb nach 2 gewechselt, da eine Komponente 10 der Anlage nicht mehr ordnungsgemäß funktionierte, z.B. ein Motor lief nicht mehr an. Im Simulationsbetrieb wird deshalb ein modifiziertes Modul in das simulierte HMI bzw. Kommunikationsgerät, also den Simulator 16, geladen, und vom realen Kommunikationsgerät 12 nochmals das Signal zum Loslaufen des simulierten Motors gegeben. Der Anlagensimulator 16 liefert das Ergebnis, dass der simulierte Motor nun das Signal zum Hochlaufen erhält. Die restliche simulierte Automatisierungsanlage 2 verhält sich wunschgemäß. Die Simulation hatte also Erfolg. Nun wird das hierdurch getestete Modul tatsächlich in das reale HMI, also das Kommunikationsgerät 12 geladen und der Fehler in der realen Automatisierungsanlage 2 ist behoben.In the example shown, the normal operation was after 1 in the simulation mode after 2 changed as a component 10 the system did not work properly, eg a motor did not start anymore. In simulation mode, therefore, a modified module in the simulated HMI or communication device, ie the simulator 16 , loaded, and from the real communication device 12 again given the signal to run the simulated engine. The plant simulator 16 returns the result that the simulated motor now receives the signal to run up. The remaining simulated automation system 2 behaves as desired. So the simulation was successful. Now the module tested in this way actually becomes the real HMI, ie the communication device 12 loaded and the error in the real automation system 2 is fixed.

Um zwischenzeitlich, also während der laufenden Simulation im Anlagensimulator 16, die Funktion der realen Anlage überprüfen zu können, kann der Bediener das Kommunikationsgerät 12 am Anlagensimulator 16 über den Kommunikationsweg 20a wieder auf die Steuerungsanbindung 14 aufschalten, wobei sich dann die Anlage wieder im Normalbetrieb wie in 1 befindet, außer das der Anlagensimulator 16 in der Zwischenzeit weiterläuft und somit das Anlagenverhalten weiter simuliert.In the meantime, ie during the running simulation in the plant simulator 16 To be able to verify the function of the real plant, the operator can use the communication device 12 on the plant simulator 16 via the communication path 20a back to the control connection 14 turn on, in which case the system again in normal operation as in 1 except the system simulator 16 continues in the meantime and thus further simulates the system behavior.

Diese Umschaltung kann z.B. am Rechner 4 durch das von graphischen Bedienoberflächen in bekannte Benutzen der Tasten ALT-TAB vorgenommen werden. So ist es dem Bediener möglich, quasi zwischen zwei Anwendungen, nämlich zwischen der realen Anlagensteuerung der Automatisierungsanlage 2 und dem Simulationsbetrieb im Anlagensimulator 16 beliebig hin und herzuschalten.This switching can eg on the computer 4 be made by the graphical user interfaces in known use of the keys ALT-TAB. So it is possible for the operator, as it were between two applications, namely between the real plant control of the automation system 2 and the simulation mode in the system simulator 16 to switch back and forth.

Liefern die vom Benutzer am Kommunikationsgerät 12 zum Anlagensimulator 16 geleiteten Eingaben nicht die gewünschte Reaktion in der simulierten virtuellen Anlage, so weiß er, dass er ein anderes Vorgehen einschlagen muss. Die reale Automatisierungsanlage 2 und der auf ihr laufende Prozess merkt hiervon nichts, wird also auch nicht negativ beeinflusst. Der Benutzer kann so lange versuchen, die simulierte Anlage durch Bedienung am Kommunikationsgerät 12 so zu beeinflussen, bis diese das gewünschte Verhalten zeigt. Hierzu kann er immer wieder auf ein und das selbe in Pfeilrichtung 22 eingespeiste oben genannte Prozessabbild zurückgreifen, und somit immer wieder von neuem vom identischen Anlagenzustand ausgehen, um tatsächlich vergleichbare Ergebnisse auf seine Eingaben am Kommunikationsgerät 12 zu erhalten. Das Prozessabbild als Summe aller im gesamten System zu einem Zeitpunkt vorhandenen Prozessparameter wird hierzu in einer nicht dargestellten Speichereinrichtung, z.B. der Festplatte des Rechners 4 gespeichert und kann jederzeit wieder abgerufen werden.Deliver the user to the communication device 12 to the system simulator 16 If the user does not get the desired reaction in the simulated virtual system, he knows he has to take a different approach. The real automation system 2 and the process running on it does not notice this, so it is not negatively affected. The user can try as long as the simulated system by operation of the communication device 12 to influence it until it shows the desired behavior. For this he can always on one and the same in the arrow direction 22 fed in above-mentioned process image, and thus again and again emanate from the identical state of the system to actually comparable results on his inputs to the communication device 12 to obtain. The process image as the sum of all existing in the entire system at a time process parameters is this purpose in a memory device, not shown, for example, the hard disk of the computer 4 stored and can be recalled at any time.

Ein weiterer Vorteil hiervon ist, dass auch andere Analysen am gespeicherten Prozessabbild vorgenommen werden können, z.B. geprüft werden kann, ob in der Anlage systeminhärente Fehler aufgetreten sind, z.B. nicht erlaubte Konfigurationen von Systemvariablen (z.B. liefern zwei nicht dargestellte Sensoren gleichzeitig den Wert 1, obwohl dies prozesstech nisch nicht sein dürfte), die eventuell zu einem Fehlverhalten der Anlage führten.One Another advantage of this is that other analyzes stored on Process image can be made, e.g. can be checked whether system inherent in the plant Errors have occurred, e.g. not allowed configuration of system variables (For example, two sensors, not shown, simultaneously supply the Value 1, although this might not be the case), the possibly led to a malfunction of the system.

Liefern die vom Benutzer am Kommunikationsgerät 12 zum Anlagensimulator 16 geleiteten Eingaben die gewünschte Reaktion der virtuellen Anlage als Simulationsergebnis, so stellt der Bediener den Kommunikationsweg 20a zur Steuerungsanbindung 14 her und nimmt die gleichen Eingaben am Kommunikationsgerät wie vorher diesmal an der realen Automatisierungsanlage 2 vor, die dann das bereits simulierte Verhalten zeigen wird.Deliver the user to the communication device 12 to the system simulator 16 If the desired response of the virtual plant is a simulation result, the operator sets the communication path 20a for control connection 14 and takes the same inputs on the communication device as before this time on the real automation system 2 before, which will then show the already simulated behavior.

Claims (4)

Verfahren zur Simulation einer Automatisierungsanlage (2), bei dem ein Kommunikationsgerät (12) zur Bedienung und Beobachtung der Automatisierungsanlage (2) Daten mit dieser austauscht, und die Automatisierungsanlage (2) in einem Anlagensimulator (16) nachgebildet wird, und zur Simulation das Kommunikationsgerät (12) mit dem Anlagensimulator (16) verbunden wird und mit diesem Daten austauscht.Method for simulating an automation system ( 2 ), in which a communication device ( 12 ) for operation and monitoring of the automation system ( 2 ) Exchanges data with it, and the automation system ( 2 ) in a plant simulator ( 16 ) and simulating the communication device ( 12 ) with the system simulator ( 16 ) and exchanges data with it. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem vor Beginn der Simulation ein Prozessabbild der Automatisierungsanlage (2) von dieser in den Anlagensimulator übertragen wird.Method according to Claim 1, in which a process image of the automation system ( 2 ) is transferred from this into the system simulator. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Datenaustausch des Kommunikationsgerätes (12) zwischen Automatisierungsanlage (2) und Anlagensimulator (16) umgeschaltet wird.Method according to Claim 1 or 2, in which the data exchange of the communication device ( 12 ) between automation system ( 2 ) and plant simulator ( 16 ) is switched. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Eingaben eines Benutzers am Kommunikationsgerät (12) protokolliert werden.Method according to one of the preceding claims, in which the inputs of a user to the communication device ( 12 ) are logged.
DE10353051A 2003-11-13 2003-11-13 Method for simulating an automation system Withdrawn DE10353051A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10353051A DE10353051A1 (en) 2003-11-13 2003-11-13 Method for simulating an automation system
PCT/EP2004/052891 WO2005047997A1 (en) 2003-11-13 2004-11-09 Method for simulating an automation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10353051A DE10353051A1 (en) 2003-11-13 2003-11-13 Method for simulating an automation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10353051A1 true DE10353051A1 (en) 2005-06-09

Family

ID=34559630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10353051A Withdrawn DE10353051A1 (en) 2003-11-13 2003-11-13 Method for simulating an automation system

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10353051A1 (en)
WO (1) WO2005047997A1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007059582A1 (en) * 2007-11-15 2009-05-20 Outotec Oyj Method and device for training the operating personnel of a process engineering plant
EP2863279A1 (en) * 2013-10-21 2015-04-22 Robert Bosch Gmbh Machine arrangement and method for operating a working machine with link between real machine environment to simulated machine environment
EP2876513A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-27 Siemens Aktiengesellschaft Method for testing the influence of a change to a recipe procedure
WO2015082156A1 (en) * 2013-12-03 2015-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Device and method for changing operating settings of a technical installation
EP3144758A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Control system, and method for operating a control system with a real and a virtual controller
EP3144751A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Control system, and method for operating a control system with a real and a virtual controller for process monitoring
EP3144756A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Control system, and method for operating a control system with a real and a virtual controller for reducing failure times
DE102008064337B4 (en) 2008-12-15 2019-05-16 Lenze Automation Gmbh Automatic reproduction of a plant behavior
EP3796111A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-24 GEA Process Engineering A/S Spray drying plant operator training system

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005047543A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Siemens Ag Controller and/or machine behavior simulating method for tool or production machine, involves automatically transferring data over tool or production machine from machine to simulation device using intranet and/or internet
DE102006025165A1 (en) * 2006-05-30 2007-10-18 Siemens Ag Machine part`s e.g. rotating printer roller, movement guiding device for e.g. printing machine, has reference value calculating unit for determining reference value and outputting reference value to drive device for regulating motor
EP2924520A1 (en) * 2014-03-25 2015-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for simulating an automated industrial plant
EP3151217A1 (en) * 2015-10-02 2017-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Operator training system
EP3236327A1 (en) * 2016-04-19 2017-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Device and method for adapting the size of a numerical control system to a machine to be controlled
EP3968105A1 (en) * 2020-09-10 2022-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Simulation of a system or machine
EP4460728A1 (en) * 2022-01-04 2024-11-13 Abb Schweiz Ag Operator assistance in an automation system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5997167A (en) * 1997-05-01 1999-12-07 Control Technology Corporation Programmable controller including diagnostic and simulation facilities
DE19900884A1 (en) * 1999-01-12 2000-07-20 Siemens Ag System and method for operating and observing an automation system with process visualization and process control using virtual plant models as an image of a real plant
US6289299B1 (en) * 1999-02-17 2001-09-11 Westinghouse Savannah River Company Systems and methods for interactive virtual reality process control and simulation
WO2001046761A2 (en) * 1999-12-14 2001-06-28 Applied Materials, Inc. Fabrication process control system emulator

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007059582B4 (en) * 2007-11-15 2010-06-10 Outotec Oyj Method and device for training the operating personnel of a process engineering plant
DE102007059582A1 (en) * 2007-11-15 2009-05-20 Outotec Oyj Method and device for training the operating personnel of a process engineering plant
DE102008064337B4 (en) 2008-12-15 2019-05-16 Lenze Automation Gmbh Automatic reproduction of a plant behavior
EP2863279A1 (en) * 2013-10-21 2015-04-22 Robert Bosch Gmbh Machine arrangement and method for operating a working machine with link between real machine environment to simulated machine environment
EP2876513A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-27 Siemens Aktiengesellschaft Method for testing the influence of a change to a recipe procedure
WO2015082156A1 (en) * 2013-12-03 2015-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Device and method for changing operating settings of a technical installation
EP3144758A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Control system, and method for operating a control system with a real and a virtual controller
EP3144751A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Control system, and method for operating a control system with a real and a virtual controller for process monitoring
EP3144756A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Control system, and method for operating a control system with a real and a virtual controller for reducing failure times
WO2017045847A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Control system and method for operating a control system with real control and virtual control
US11079735B2 (en) 2015-09-18 2021-08-03 Siemens Aktiengesellschaft Control system and method for operating a control system with real control and virtual control
EP3796111A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-24 GEA Process Engineering A/S Spray drying plant operator training system
WO2021053146A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-25 Gea Process Engineering A/S Spray drying plant operator training system
CN114730165A (en) * 2019-09-19 2022-07-08 基伊埃工程技术股份有限公司 Spray drying equipment operator training system
CN114730165B (en) * 2019-09-19 2026-01-06 基伊埃工程技术股份有限公司 Spray Drying Equipment Operator Training System

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005047997A1 (en) 2005-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10353051A1 (en) Method for simulating an automation system
DE10352815B4 (en) Simulation method for machining a workpiece by a machine tool and corresponding computer
DE102009059865B4 (en) Integrated test system and method for evaluating a factory automation system
EP2453326B1 (en) Method and system for operating an automated machine
DE102011077319B4 (en) Simulation system, method for carrying out a simulation, control system and computer program product
EP3650970B1 (en) Method and device for the computer-assisted simulation of a modular technical system
DE102017102014B4 (en) Machining robot system in which a machining device for machining is connected to a robot
DE102011077318B4 (en) Simulation system, method for carrying out a simulation, control system and computer program product
EP3014816A1 (en) Field bus coupler for connecting input/output modules to a field bus, and method of operation for a field bus coupler
DE102011077317B4 (en) Simulation system, method for carrying out a simulation, control system and computer program product
DE112016007339T5 (en) simulation device
DE102016222938B4 (en) Safety module for an automation system, method for operating a safety module in an automation system and automation system
DE10223158A1 (en) Process-control system with software compatible stored program control as control machine, uses monitoring unit for conversion of operating value into physical unit scale
EP2985663A1 (en) Method for simulating an automated industrial system
EP4123396B1 (en) Technique for implementing visualization for an automation system with a programmable controller
DE10119151A1 (en) Diagnostic device for a fieldbus with control-independent information transmission
LU500646B1 (en) Technique for providing diagnostic functionality for a programmable logic controller based application
WO2017029087A1 (en) Method for automatically creating a process model and device for performing the method
DE102013010783A1 (en) Method and control device for testing an automation solution based on a PLC control
EP2309354A1 (en) Device and method for simulation
DE19818041B4 (en) Method for generating a surface for operating and monitoring control systems
EP3141970B1 (en) Decentralized periphery
EP3660597B1 (en) Switching device for fail safe switching on and off a dangerous machine system
DE102025124102A1 (en) Interface and method for transferring data between a processing station and a computer-aided simulation model
WO2025098629A1 (en) Emulation-based virtual commissioning of process control systems

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination