DE60209631T2

DE60209631T2 - Verfahren zur Programmierung einer Automatisierungsapplikation

Info

Publication number: DE60209631T2
Application number: DE60209631T
Authority: DE
Inventors: Francois Beck; Henry Baraston; Christian Laurain
Original assignee: Schneider Automation SAS
Current assignee: Schneider Automation SAS
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2022-01-22
Also published as: US6826432B2; EP1227393A1; ES2256402T3; FR2820222B1; DE60209631D1; FR2820222A1; EP1227393B1; US20020147505A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Programmieren einer Prozesssteuerungsanwendung auf einer Programmierstation einer Prozesssteuerungsausstattung. Sie betrifft auch eine solche Programmierstation.
Unter Programmierstation versteht man eine EDV-Ausstattung, insbesondere des Typs PC, die mit der Prozesssteuerungsausstattung, die zu programmieren ist, verbunden ist oder nicht, die eine Zentraleinheit und ein im Allgemeinen Programmierworkshop genanntes Programm aufweist, mit welchen ein Benutzer in Wechselwirkung tritt, um ein Prozesssteuerungsanwendungsprogramm zu konzipieren und erzeugen, das dazu bestimmt ist, auf einer oder mehreren Prozesssteuerungsausstattungen ausgeführt zu werden.
Eine Prozesssteuerungsausstattung bezeichnet nachstehend einen programmierbaren Automaten, eine numerische Steuerung oder jede Ausstattung, die ein Anwendungsprogramm, das eine Prozesssteuerungsanwendung steuert, enthalten und ausführen kann, wobei diese Prozesssteuerungsanwendung zum Beispiel zum Gebiet der Industrieprozesssteuerungen gehört, zu den Prozesssteuerungen des Bauwesens und der Kontrolle/Steuerung elektrischer Verteilungsnetze.
Eine solche Prozesssteuerungsausstattung besteht aus einer Zentraleinheit (UC) und aus mindestens einem Eingänge-Ausgänge-Koppler, die an Sensoren und Vorstellglieder der zu steuernden Prozesssteuerungsanwendung angeschlossen sind. Die Zentraleinheit umfasst einen oder mehrere Prozessoren, einen Totspeicher, der im Allgemeinen nicht veränderbar ist (des Typs ROM) oder des veränderbaren Typs (EEPROM), der das Herstellerprogramm, auch Betriebssystem (operating system) genannt, enthält, ausgedrückt in einer herstellerspezifischen Sprache, einen Lebendspeicher, ein Verwaltungsprogramm der Eingänge-Ausgänge, die untereinander über einen Bus kommunizieren. Der Lebendspeicher, auch flüchtiger Speicher (RAM) genannt, enthält in einer ersten Zone das Benutzerprogramm und in einer zweiten Zone die Daten, insbesondere die Bilder der Zustände der Koppler und die Konstanten in Zusammenhang mit dem Benutzerprogramm.
Das Benutzerprogramm, auch Anwendungsprogramm genannt, führt die Kontrolle oder die Steuerung einer Prozesssteuerungsanwendung mittels Eingängen-Ausgängen durch, die von diesem Anwendungsprogramm gesteuert werden. Es wird von dem Entwerfer erstellt und ist in einer oder mehreren grafischen Prozesssteuerungssprachen geschrieben, die insbesondere die Skizzen der Kontakte (Ladder Diagram), Sequenzfunktionsdiagramme (Sequential Function Chart), auch Grafcet genannt, Beschreibungen von Funktionsblöcken (Function Block Description) oder Anweisungslisten (Instruction List) enthalten, wie insbesondere in dem Dokument WO95/23374 angegeben. Diese Prozesssteuerungssprachen entsprechen vorzugsweise der Norm IEC1131-3, um das Programmieren durch einen Prozesssteuerungs-Entwerfer zu erleichtern, der nicht unbedingt die EDV-Sprachen beherrscht. Diese Sprachen können entweder auf einer Programmierstation oder auf einer Prozesssteuerungsausstattung verwendet werden.
Bisher umfasst das Verfahren zur Programmierung eines Anwendungsprogramms auf einer Programmierstation unter Verwendung einer oder mehrerer der verfügbaren Sprachen, insbesondere grafischer Sprachen, und unter Definieren der Variablen, die mit der Prozesssteuerung verbunden sind, zuerst einen so genannten Konfigurationsschritt, bei dem der Entwerfer genau die komplette topologische Adresse jedes Eingänge-Ausgänge- Kanals und -Objekts bestimmt, die in dem Anwendungsprogramm verwendet werden. Dieser lange und aufwändige Vorgang zwingt den Entwerfer zuerst zur Handhabung sowohl der technischen Dokumentation der verschiedenen Eingänge-Ausgänge-Module der Prozesssteuerungsausstattung, die die verschiedenen Kanäle unterstützen, und zweitens zur Kenntnis der Position jedes Moduls in der oder den Platinen (Einschüben) der Prozesssteuerungsausstattung, und drittens zur Handhabung in dem Anwendungsprogramm der direkten topologischen Syntax der Variablen, die den Eingänge-Ausgänge-Kanälen der Prozesssteuerungsausstattung zugewiesen sind.
Dieses Programmierverfahren weist auch den Nachteil auf, dass es völlig von der materiellen Lage der Module abhängt. Da die Programmierstation symbolische Variable nicht handhaben kann, die eine Eingänge-Ausgänge-Kanalstruktur darstellen, muss der Entwerfer des Anwendungsprogramms daher, wenn für einen gleichen Typ Prozesssteuerungsausstattung die gleiche Prozesssteuerungsanwendung aber mit einer völlig unterschiedlichen materiellen Lage der Eingänge-Ausgänge-Module durchgeführt werden muss, eine neue Konfigurationsvorgehensweise durchführen, damit die Umsetzung des gleichen Anwendungsprogramms an die neue materielle Lage angepasst ist.
Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, den Nachteilen des früheren Stands der Technik abzuhelfen, indem sie ein Programmierverfahren einer Prozesssteuerungsanwendung vorschlägt, das es erlaubt, in symbolischer und strukturierter Form die Daten zu handhaben, die zwischen einem Anwendungsprogramm und den Kanälen der Eingänge-Ausgänge-Module ausgetauscht werden, und daher das Schreiben des Anwendungsprogramms vor einem Konfigurationsschritt und unabhängig von der Prozesssteuerungsausstattung zu gestatten.
Dieses Ziel wird durch ein Programmierverfahren eines Prozesssteuerungsanwendungsprogramms auf einer Programmierstation einer Prozesssteuerungsausstattung erzielt, das Folgendes umfasst:

– einen Schritt der Definition einer Vielzahl von Objekten des strukturierten Typs, die jeweils einen Eingänge-Ausgänge-Kanal eines Eingänge-Ausgänge-Moduls der Prozesssteuerungsausstattung darstellen, wobei die Definition jedes strukturierten Typs mindestens ein charakteristisches Element aufweist, das einer Eingänge-Ausgänge-Information entspricht, die zwischen dem Eingänge-Ausgänge-Modul und dem Anwendungsprogramm ausgetauscht wird, und für jedes Element die relative topologische Adresse der Eingänge-Ausgänge-Information,
– einen Schritt des Schreibens des Prozesssteurungsanwendungsprogramms, indem symbolische Eingänge-Ausgänge-Variablen des Anwendungsprogramms als eine Instanz eines Objekts des strukturierten Typs, das zuvor festgelegt wurde, erklärt werden,
– einen Schritt der Konfiguration der symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen, der eine Definition der physikalischen Lage jedes Eingänge-Ausgänge-Moduls der Prozesssteuerungsausstattung verbunden mit den symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen des Anwendungsprogramms umfasst,
– einen Schritt der automatischen Auslegung des Anwendungsprogramms zu seiner Ausführung auf der Prozesssteuerungsausstattung, umfassend einen Schritt des Ersetzens in dem Anwendungsprogramm der symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen durch die komplette topologische Adresse der entsprechenden Eingänge-Ausgänge-Information.

Gemäß einer weiteren Besonderheit weist jede symbolische Variable des Programms zwei Felder auf, ein erstes Feld besteht aus einer Kette von Zeichen, die von dem Entwerfer des Anwendungsprogramms ausgewählt wird und es erlaubt, ein Objekt des strukturierten Typs mit der symbolischen Variablen entsprechen zu lassen, ein zweites Feld besteht aus einer Identifikation eines Elements des Objekts des strukturierten Typs, das mit der symbolischen Variablen verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Besonderheit umfasst der Schritt des Ersetzens:

– einen Schritt des Suchens der relativen Adresse, die für jedes Element des strukturierten Typs in einer Tabelle der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs, die auf der Programmierstation gespeichert ist, definiert ist,
– einen Schritt des Suchens in einer Konfigurationstabelle der erklärten physikalischen Lage für jedes Modul, das der Entwerfer den symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen des Anwendungsprogramms zugewiesen hat,
– einen Schritt des Aufbaus durch Auslegungsmittel der Programmierstation ausgehend von der gefundenen relativen Adresse und der physikalischen Lage der genauen topologischen Adresse jeder symbolischen Variablen des Anwendungsprogramms.

Gemäß einer weiteren Besonderheit umfasst der Schritt der Definition der Objekte des strukturierten Typs für jedes Objekt des strukturierten Typs einen Schritt des Anlegens und danach des Speicherns auf tragbaren Speichermitteln einer Tabelle der Elemente des Objekts des strukturierten Typs, die eine erste Spalte aufweist, die mindestens eine Identifikation einer charakteristischen Information des Objekts des strukturierten Typs umfasst, eine zweite Spalte, die den elementaren Typ der Information (EDT) enthält, eine dritte Spalte, die die relative Adresse der Information enthält.
Gemäß einer weiteren Besonderheit enthält die Tabelle der Elemente des Objekts des strukturierten Typs eine vierte Spalte, die eine Beschreibung der Information enthält, eine fünfte Spalte, die die Lese- oder Schreiberechte enthält, die für jede Information existieren.
Gemäß einer weiteren Besonderheit umfasst das Verfahren einen Schritt des Konfigurierens der Eingänge-Ausgänge-Module, der einen Schritt der Auswahl einer Handelsreferenz eines Eingänge-Ausgänge-Moduls umfasst, sowie das Zuweisen des ausgewählten Eingänge-Ausgänge-Moduls zu einer bestimmten physikalischen Lage, wobei der Schritt der Auslegung daher einen Schritt der Kontrolle aufweist, um zu prüfen, ob das an einer bestimmten physikalischen Lage ausgewählte Eingänge-Ausgänge-Modul mit dem Objekt des strukturierten Typs kompatibel ist, das an der gleichen physikalischen Lage konfiguriert ist.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Programmierstation einer Prozesssteuerungsanwendung auf einer Prozesssteuerungsausstattung vorzuschlagen, die es erlaubt, in symbolischer und strukturierter Form die Daten zu handhaben, die zwischen einem Anwendungsprogramm und den Kanälen der Eingänge-Ausgänge-Module ausgetauscht werden und daher das Schreiben des Anwendungsprogramms vor einem Konfigurationsschritt und unabhängig von der Prozesssteuerungsausstattung zu gestatten.
Diese zweite Aufgabe wird durch eine Programmierstation einer Prozesssteuerungsausstattung verwirklicht, die Speichermittel, Anzeigemittel und Mittel zur Wechselwirkung mit einem Entwerfer eines Anwendungsprogramms enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmierstation einen Editor für symbolische Variable umfasst, um eine Konfigurationstabelle zu erzeugen, die auf den Speichermitteln gespeichert wird, wobei die Programmierstation auch eine Mehrzahl von Tabellen der Elemente von Objekten des strukturierten Typs aufweist, die auf den Speichermitteln gespeichert sind, sowie Mittel zum Analysieren eines Anwendungsprogramms, das mindestens eine von dem Entwerfer über den Editor definierte symbolische Variable enthält.
Gemäß einer weiteren Besonderheit weist die Programmierstation Mittel zum Kompilieren des von den Auslegungsmitteln ausgelegten Anwendungsprogramms auf, um das ausgelegte Anwendungsprogramm in eine Prozesssteuerungsanwendung umzuwandeln, die auf einer Prozesssteuerungsausstattung durchgeführt werden kann, wobei die Programmierstation Mittel zum Transfer der ausführbaren Prozesssteuerungsanwendung entweder auf tragbaren Speichermitteln, die mit der Prozesssteuerungsausstattung kompatibel sind, oder direkt auf Speichermitteln der Prozesssteuerungsausstattung erlaubt.
Die Erfindung ergibt sich mit ihren Merkmalen und Vorteilen klarer aus der Lektüre der folgenden Beschreibung, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, in welchen:
1 ein Funktionsschema des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt,
2 ein Funktionsdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt,
3 ein Beispiel einer grafischen Schnittstelle eines Variableneditors darstellt.
Wie zuvor erklärt, besteht das Konzept der Erfindung darin, eine Programmierung zu erlauben, das heißt das Schreiben des Anwendungsprogramms (10), das eine Prozesssteuerungsanwendung steuert, ohne die komplette direkte topologische Syntax jeder Eingänge-Ausgänge-Variablen, die in dem Anwendungsprogramm (10) verwendet wird, zu kennen. Um dieses Ziel zu verwirklichen, liefert das erfindungsgemäße Verfahren dem Entwerfer des Prozesssteuerungsanwendungsprogramms eine bestimmte Anzahl von Tools. Diese Tools erlauben es dem Entwerfer, in der Syntax des Anwendungsprogramms, das die Prozesssteuerungsanwendung steuert, Objekte oder symbolische und strukturierte Variablen zu verwenden, die die Daten darstellen, die zwischen den verschiedenen Kanälen der verschiedenen Eingänge-Ausgänge-Module, die in der Prozesssteuerungsanwendung und dem Anwendungsprogramm (10) umgesetzt werden, ausgetauscht werden.
Das Anwendungsprogramm einer Prozesssteuerungsausstattung besteht aus Aufgaben. Eine Aufgabe ist eine Einheit von Anweisungen, die periodisch von dem Prozessor der Zentraleinheit der Prozesssteuerungsausstattung ausgeführt werden. Das Herstellerprogramm aktiviert das Eingänge-Ausgänge-Verwaltungsprogramm vor der Ausführung einer Aufgabe, um Daten zu erfassen, die von einem logischen Kanal kommen. Am Ende der Aufgabe aktiviert das Herstellerprogramm das Eingänge-Ausgänge-Verwaltungsprogramm, damit es Informationen zu dem logischen Kanal sendet.
Eine Struktur von Daten einer Prozesssteuerungsausstattung ist mit jedem logischen Kanal eines gegebenen Kopplers verbunden, den wir Sprachschnittstelle nennen. Die Struktur von Daten hängt von dem Koppler und dem logischen Kanal ab. Die Größe und ihr Inhalt hängen von der durchzuführenden Spartenfunktion ab. Sie ist in einer Zone des Kopplerspeichers gespeichert, wobei der Inhalt dieses Speichers auf oder zu einer identischen Speicherzone in dem Speicher der Zentraleinheit der Prozesssteuerungsausstattung ausgetauscht (empfangen oder gesendet) wird.
Die Struktur von Daten ist nach Typ der Austausche strukturiert:

• periodischer Eingangsaustausch: der Inhalt wird von dem Kopplerspeicher zu dem Speicher der Zentraleinheit gesendet, wobei diese Speicherzone im Allgemeinen periodisch erzeugte Informationen enthält, zum Beispiel den Zahlenwert eines Sensors,
• periodischer Ausgangsaustausch: der Inhalt wird von dem Speicher der Zentraleinheit her empfangen, wobei diese Speicherzone im Allgemeinen Informationen enthält, die von dem Benutzerprogramm regelmäßig kommuniziert werden,
• Austausch auf Anfrage des Benutzerprogramms: Diese Zone hat Teile, deren Inhalt von dem Speicher der Zentraleinheit her empfangen wird, und Teile, deren Inhalt zu dem Speicher der Zentraleinheit gesendet wird, wobei diese Speicherzone vom Benutzerprogramm „aperiodisch" verarbeitete Informationen enthält,
• Konfigurationsaustausch beim Ingangsetzen des Benutzerprogramms: Diese Zone wird von dem Speicher der Zentraleinheit her empfangen, diese Speicherzone enthält Informationen, die der Benutzer definiert, um die Spartenfunktion zu starten.

Die Zonen werden jeweils I, Q, M, K bezeichnet.
Das Benutzerprogramm greift auf die Informationen zu, die in den unten stehenden Zonen des Speichers der Zentraleinheit in Form der Struktur von Daten gespeichert sind, durch die oben definierte Syntax zu.
Wenn man einen logischen Kanal, 0 oder 1 zum Beispiel, betrachtet, enthält die Zone I Informationen, die von diesem logischen Kanal erzeugt werden.
Die Zone Q enthält die Befehle oder Steuerungen der Zentraleinheit, die für den logischen Kanal bestimmt sind.
Die Zone M hängt von der Spartenfunktion ab und kann Informationen des Typs „Status", spezifische Steuerparameter, Einstellungsparameter enthalten. Diese Informationen werden auf Anfrage des Benutzerprogramms ausgetauscht.
Die Zustandsparameter fassen die Fehler des Kanals zusammen und eventuell den Betriebszustand des logischen Kanals.
Die Parameter der spezifischen Steuerung sind Steuerungen, die sich von der Zone nur unterscheiden, weil sie auf Anfrage des Benutzerprogramms gesendet werden, wie zum Beispiel ein Befehl zu einer Bewegung auf eine Position und eine gegebene Geschwindigkeit.
Die Einstellparameter sind Informationen, die zu dem logischen Kanal übertragen werden, um evolutive Merkmale des Betriebsteils zu beschreiben. Für einen Achsensteuerkoppler ist einer der Parameter zum Beispiel die Positionsverstärkung des Verfahrens.
Die Zone K enthält die Konfigurationsparameter, das heißt die Parameter der Sensoren oder Stellglieder, die mit dem Koppler arbeiten. Es handelt sich um Invarianten für einen gegebenen Betriebsteil.
Die verschiedenen Zonen I, Q, M und K sind jeweils in Speicherunterzonen strukturiert, die den Informationstyp definieren, der in der Zone enthalten ist. Diese Unterzonen sind die folgenden:

– Unterzone „Bit", X genannt oder standardgemäß (wenn als Objekttyp nichts angegeben ist): die gespeicherte Information ist binär, wie zum Beispiel Auslösen des Zählens,
– Unterzone „Wörter", W genannt: die gespeicherte Information ist des numerischen Typs auf 16 Bit codiert, wie zum Beispiel der Zahlenwert eines Temperaturfühlers,
– Unterzone „Doppelwörter", D genannt: die gespeicherte Information ist des Zahlentyps, auf 32 Bit codiert, wie zum Beispiel der Zahlenwert eines Temperaturfühlers,
– Unterzone „gleitend", F genannt: die gespeicherte Information ist des realen Typs mit einfacher Präzision, auf 32 Bit codiert (IEC 559), wie zum Beispiel der Zahlenwert eines Temperaturfühlers.

Jede Unterzone enthält mehrere Informationen oder Elemente des gleichen Typs. Ein gegebenes Element wird durch seinen „Rang" identifiziert, dessen Wert gleich der Position des Elements in Bezug auf den Anfang der Unterzone ist. Jedes Informationselement wird daher von einem Informationstyp (X, W, D, F) und einem Rang innerhalb jeder Zone definiert.
Die Syntax der Sprachschnittstelle hat die Form: %<Austauschtypcode><Informationstypcode><topologische Adresse><Rang>, zum Beispiel %IW0.1.3.2.
Die topologische Adresse wird von der Adresse des Kopplers definiert, die der Nummer des logischen Kanals zugewiesen ist. Auf die im Haupteinschub montierten Koppler wird über eine Adresse gleich der Einschubnummer (Adresse 0) gefolgt von der Kopplernummer definiert auf 1 oder 2 Stellen zugegriffen. Die Adresse 0.1.0 ist zum Beispiel der logische Kanal 0 des Kopplers, der sich an der Lage 1 des Haupteinschubs befindet und standardgemäß die Lagenummer 0.%1D0.1 hat. 0 ist daher der Wert des logischen Kanals 0 der Zählung des Zählers über 32 Bit an der Lage 1 des Haupteinschubs.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Das erste Tool umfasst zum Beispiel in Form einer Tabelle (1.1, 1.2), die auf den Speichermitteln der Programmierstation gespeichert ist, eine symbolische Beschreibung jedes Kanals der verschiedenen Eingänge-Ausgänge-Module. Diese Beschreibung enthält für jeden Eingänge-Ausgänge-Kanal eine Datei von Eingänge-Ausgänge-Objekten des strukturierten Typs, die unten ohne Unterschied auch Objekte des strukturierten Typs oder IODDT (auf Englisch: Input/Output Derived Data Type) genannt werden. Jede Datei von Objekten des strukturierten Typs wird durch einen Namen (1.10, 1.20) identifiziert, der aus einer Kette besteht, zum Beispiel aus maximal 32 Zeichen. Jedes Objekt des strukturierten Typs (zum Beispiel T_ANA_IN_GEN) ist einzigartig definiert, um einen Identifikator eines Kanals oder eines Eingänge-Ausgänge-Moduls zu bilden.
Beispielhaft definiert man für einen analogen Eingang eines Eingänge-Ausgänge-Moduls das Objekt des strukturierten Typs mit der Bezeichnung „T_ANA_IN_STD". Wenn dieses gleiche Eingänge-Ausgänge-Modul zum Beispiel einen Alles-Oder-Nichts-Eingang aufweist und verschiedene Ausgänge, wird ein anderes Objekt des strukturierten Typs für jeden Eingang und eines für jeden Ausgang des Eingänge-Ausgänge-Moduls definiert.
Man kann mit einem Objekt des strukturierten Typs einen Kommentar verbinden, damit der Benutzer des erfindungsgemäßen Verfahrens die Beziehung zwischen dem strukturierten Typ und dem Ausgang oder dem Eingang des entsprechenden Moduls oder des entsprechenden Eingänge-Ausgänge-Kanals herstellen kann.
Gemäß einer Ausführungsvariante fügt man jedem Objekt des strukturierten Typs einen Schlüssel hinzu, der eine Familie oder Klasse identifiziert, zu der das Objekt des strukturierten Typs gehört. Unter Familie versteht man eine Einheit von Objekten des strukturierten Typs, die Eingänge-Ausgänge-Module oder -Kanäle bezeichnen, die die gleichen Spartenfunktionstyp ausführen. Ein erster Schlüssel (DIS) erlaubt zum Beispiel das Identifizieren der Objekte des strukturierten Typs der Module oder Eingänge-Ausgänge-Kanäle Alles-Oder-Nichts („TOR" oder „DIS" für diskret). Ein zweiter Schlüssel (ANA) erlaubt das Identifizieren der Objekte des strukturierten Typs der Eingänge-Ausgänge-Module oder – Kanäle, die analoge Funktionen („ANA") durchführen. Ein dritter Schlüssel (COM) erlaubt es, Objekte des strukturierten Typs der Eingänge-Ausgänge-Module oder – Kanäle der Kommunikationsfunktionen („COM") zu identifizieren. Ein vierter Schlüssel (COUNT) erlaubt es, Objekte des strukturierten Typs der Eingänge-Ausgänge-Module oder -Kanäle der Zählfunktionen („COUNT") zu identifizieren. Ein fünfter Schlüssel erlaubt es, Objekte des strukturierten Typs der Eingänge-Ausgänge-Module oder -Kanäle der Bewegungsfunktionen zu identifizieren („AXIS" oder „CSY" oder „STEPPER" oder „INTERPO"). Weitere Schlüssel können für weitere Spartenfunktionen definiert werden, wie zum Beispiel insbesondere Wiegefunktionen. Dank dieser Schlüssel können die Objekte des strukturierten Typs in der Tabelle nach Spartenfunktion eingestuft werden, um ihre Handhabung durch den Entwerfer der Prozesssteuerungsanwendung zu erleichtern.
Die folgende Familientabelle umfasst eine Liste ohne Anspruch auf Vollständigkeit verschiedener Objekte des strukturierten Typs, die nach Familie zusammengefasst sind, indem in einer ersten Spalte der Name der Familie gegeben wird, zu der ein Objekt des strukturierten Typs IODDT gehört, in einer zweiten Spalte der Name des IODDT und in der dritten Spalte eine zusammenfassende Beschreibung des IODDT.
Jedes Objekt des strukturierten Typs IODDT enthält eine Struktur von Daten, die mindestens ein charakteristisches Element (1.11) oder charakteristisches Attribut enthält. Alle Elemente oder Attribute eines Objekts des strukturierten Typs bilden eine Struktur von Daten für das betreffende Objekt des strukturierten Typs. Jedes Element oder Attribut des Objekts des strukturierten Typs entspricht einer Eingangs- oder Ausgangsinformation des Moduls oder des Eingänge-Ausgänge-Kanals, das/der dem Objekt des strukturierten Typs entspricht, zu dem das Element gehört.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können Beziehungen zwischen den verschiedenen IODDT-Objekten einer gleichen Familie bestehen. Diese Beziehungen drücken sich durch das Erbe der Elemente eines IODDT durch ein anderes IODDT aus. Es ist möglich, eine Analogie zwischen der vorliegenden Erfindung und der auf klassische Objekte im Bereich der Informatik ausgerichteten Programmierung herzustellen. Aufgrund seiner Definition und seiner Struktur kann ein Objekt des strukturierten Typs einer Klasse von Objekten in objektorientierter Sprache gleichgestellt werden. Ebenso wie bei der objektorientierten Sprache eine Unterklasse Attribute und Methoden einer oder der Klassen, von der sie abhängt, erbt, erbt ein IODDT-Objekt ebenfalls Elemente des OIDDT-Objekts, von dem es abhängt.
Beispielhaft ist das IODDT T_DIS_IN_GEN, das einem Standard-Alles-Oder-Nichts-Eingang entspricht, eine Untereinheit des IODDT T_DIS_IN_STD, das einem generischen Alles-Oder-Nichts-Eingang entspricht. Alle Attribute des IODDT T_DIS_IN_STD werden daher von dem IODDT T_DIS_IN_GEN geerbt.
Erfindungsgemäß kann die Einheit der Elemente eines bestimmten Objekts des strukturierten Typs (T_ANA_IN_STD, T_ANA_IN_GEN) in einer Tabelle (1.1 und 1.2) in Bezug auf jedes Objekt zusammengefasst werden.
Die Objekttabelle Nr. 1 (1.1) unten enthält die Elemente des Objekts des strukturierten Typs „T_ANA_IN_STD", die zuvor definiert wurden und das einem analogen Standardeingang eines Eingänge-Ausgänge-Objekts entspricht.
Tabelle Nr. 1:
Jede Objekttabelle enthält eine erste Spalte, die den Namen des Elements definiert, der auch den Identifikator des Elements des Objekts des strukturierten Typs bildet. Dieser Identifikator ist zum Beispiel mnemonisch, so dass der Entwerfer der Prozesssteuerungsanwendung das Eingänge-Ausgänge-Objekt, das dem Element des Objekts des strukturierten Typs entspricht, schnell identifizieren kann. CH_ERROR bezeichnet daher einen Kanalfehler („channel error"), EXCH_STS bezeichnet ein Wort für Austausche („exchange status"), CH_FLT bezeichnet einen Kanalfehler („channel fault"), CH_CMD bezeichnet eine Steuerung des Kanals („channel command"), EXCH_RPT bezeichnet einen Austauschebericht („exchange report").
Eine zweite Spalte der Objekttabelle enthält den Typ des Elements, das heißt den Typ der Information, die dem Objekt entspricht. Der Typ des Elements erlaubt es mit Hilfe einer zweiten Tabelle, in der dritten Spalte den Abstand zu bestimmen, mit welchem die möglichen Werte des Elements variieren können. Erfindungsgemäß ist der Elementtyp einer der Typen elementarer Daten (auf Englisch: Elementary Data Type, EDT), die bekannt sind und im Bereich der Prozesssteuerung verwendet werden.
Die Tabelle Nr. 2 unten ruft die verschiedenen EDT in Erinnerung:

EBOOL:: Boolesche mit Front und Forcieren
BOOL:: Boolesche
INT:: Ganzzahl
DINT:: doppelte Ganzzahl (D für doppelt)
UINT:: Ganzzahl ohne Vorzeichen (auf Englisch U für „unsigned")
UDINT:: doppelte Ganzzahl ohne Vorzeichen
WORD:: binäres Wort
DWORD:: doppeltes binäres Wort
REAL:: reale Zahl

Eine zweite Spalte der Tabelle Nr. 2 der elementaren Datentypen definiert für jeden Elementtyp die Liste der topologischen Objekte, die mit dem entsprechenden elementaren Datentyp kompatibel sind.
Eine dritte Spalte der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs enthält einen Kommentar oder eine Beschreibung (desc), die die Funktion und/oder den Inhalt des Elements definiert.
Eine vierte Spalte der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs definiert den möglichen Zugangstyp (Recht) zu diesem Element. Unter Zugang versteht man entweder ein einfaches Lesen (R) des Elements oder ein Lesen und ein Schreiben (R/W) des Elements. Gemäß der oben stehenden Tabelle zeigt das Symbol R an, dass nur Leseoperationen, die von dem Programm durchgeführt werden, an dem Element möglich sind. Das Symbol R/W zeigt an, dass Schreib- und Leseoperationen, die von dem Programm durchgeführt werden, an dem Element möglich sind.
Beispielhaft sind daher die einer Speicherzone, die einem periodischen Eingangsaustauschkanal %I, %IW oder einer Speicherzone eines Konfigurationsaustauschskanals %KW entspricht, zugewiesenen Elemente Elemente, die nur zum Lesen zugänglich sind, während die einer Speicherzone eines periodischen Ausgangsaustauschskanals %Q oder %QW zugewiesenen Elemente Elemente sind, die zum Lesen und Schreiben zugänglich sind. Für die einer Speicherzone eines Austauschkanals auf Anfrage des Benutzerprogramms %MW zugewiesenen Elemente hängen die Zugangsrechte vom Elementtyp ab. Unter zugewiesen versteht man, dass man ein physikalisches Element der Eingänge-Ausgänge-Module mit dem von dem Typ definierten logischen Element verbindet.
Eine fünfte Spalte der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs enthält eine Charakterisierung (EXCH) der Art, in welcher die Information zwischen dem Modul und dem Anwendungsprogramm übertragen wird. Beispielhaft kann dieser Austausch sechs verschiedene Typen haben. Jeder Austauschtyp wird einzigartig identifiziert.

– IMP bedeutet, dass die Information implizit ausgetauscht wird,
– STS bedeutet, dass die Information durch einen spezifischen Lesebefehl ausgetauscht wird (READ_STS),
– CMD bedeutet, dass die Information durch einen spezifischen Schreibbefehl ausgeführt wird (WRITE_CMD),
– PRM bedeutet, dass die Information durch einen spezifischen Lese-, Schreib-, Speicher- oder Widerherstellungsbefehl ausgetauscht wird (READ/WRITE/SAVE/RESTORE_PARAM),
– SYS bedeutet, dass die Information nur von dem System verwaltet wird, das heißt der Zentraleinheit der Prozesssteuerungsausstattung,
– SPE bedeutet, dass die Information auf spezifische Weise ausgetauscht wird.

Eine sechste Spalte der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs erlaubt es, die relative Topographie (Englisch: Mapping) durchzuführen, indem die relative Adresse im Speicher des Eingänge-Ausgänge-Objekts geliefert wird, die dem Element des Objekts des strukturierten Typs entspricht. Diese Adresse wird von den technischen Unterlagen des Herstellers der Vorrichtung geliefert, die den Kanal oder das Eingänge-Ausgänge-Modul, das dem Element des Objekts des strukturierten Typs entspricht, enthält. Die Bezeichnung oder die Syntax der in der sechsten Spalte geschriebenen relativen Adresse hängt von der Sprachschnittstelle ab, die der Hersteller ausgewählt hat, um jedes Eingänge-Ausgänge-Element zu beschreiben.
Gemäß unserem Beispiel ist die sechste Spalte der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs in zwei Unterspalten geteilt. Eine erste Unterspalte (Objekt) umfasst einen Datentyp, der das Eingänge-Ausgänge-Objekt charakterisiert. Eine zweite Unterspalte (Rang) enthält den Rang des Objekts.
Für unser Beispiel liefert die unten stehende Tabelle Nr. 3 die Sprachschnittstelle, die von einem Hersteller vorgesehen werden kann, um die Objekte eines analogen Eingangskanals eines Eingänge-Ausgänge-Moduls der analogen Familie zu beschreiben.
Tabelle Nr. 3:
Eine ähnliche Sprachschnittstellentabelle ist mit jedem Kanal jedes Moduls in jeder der Familien (TOR, COM, COUNT, usw.) verbunden, und jede dieser Tabellen wird vom Hersteller definiert.
Die in den drei ersten Spalten der Tabelle Nr. 3 enthaltenen Informationen betreffen insbesondere die relative Adresse (Objekt, Rang, Bit) jedes Eingänge-Ausgänge-Objekts des analogen Eingangs. Die in der vierten Spalte enthaltenen Informationen entsprechen den Lese- und Schreibrechten. Die vierte und die sechste Spalte der Tabelle Nr. 1 werden vom Hersteller des IODDT ausgefüllt und gehören zur Beschreibung des IODDT, die in einem Katalog auf der Programmierstation gespeichert ist. Der Entwerfer einer Prozesssteuerungsanwendung modifiziert daher den Inhalt dieser Spalten nicht.
Beispielhaft ist das Element „VALUE" des Objekts des strukturierten Typs „T_ANA_IN_STD" der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs als der Wert des analogen Standardeingangs eines analogen Eingangs eines Eingänge-Ausgänge-Moduls definiert. Gemäß der dritten Zeile der Tabelle Nr. 3 der Sprachschnittstelle ist der Wert des analogen Eingangs ein Objekt des Typs %IW Wort in einer Speicherzone eines periodischen Austauschkanals am Eingang mit Rang 0 und nur zum Lesen zugänglich. Ausgehend von diesen Informationen, die der technischen Dokumentation des analogen Eingangs des Eingänge-Ausgänge-Moduls entnommen werden, füllt der Hersteller die Zeile „VALUE" der Tabelle Nr. 1 aus, indem er in die vierte Spalte den Buchstaben R über eine entsprechende grafische Schnittstelle eingibt, um anzuzeigen, dass das Element „VALUE" des Objekts des strukturierten Typs „T_ANA_IN_STD" nur zum Lesen zugänglich ist. Ebenso füllt der Hersteller die Zeile „VALUE" der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs aus, indem er in die sechste Spalte „%IW" eingibt, um die Speicherzone und die Speichergröße des Elements „VALUE" des Objekts des strukturierten Typs „T_ANA_IN_STD" anzuzeigen.
Die relative topologische Adresse, die in der sechsten Spalte der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs gegeben wird, erlaubt es der Prozesssteuerungsanwendung nicht, die in dem Programm enthaltenen Eingänge-Ausgänge-Objekte zu verwenden. Die in der sechsten Spalte der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs enthaltenen Informationen erlauben es nämlich nicht, die komplette topologische Adresse des Eingänge-Ausgänge-Objekts wiederherzustellen. Wie zu Beginn der Beschreibung erklärt, besteht das Hauptmerkmal der Programmierung einer Prozesssteuerungsausstattung darin, dass jedes Element oder jede Variable, die in einem Prozesssteuerungsanwendungsprogramm verwendet wird, in einer präzisen Speicherzone der Zentraleinheit der Prozesssteuerungsausstattung gespeichert ist, wobei diese Speicherzone in Abhängigkeit von der physikalischen Lage der Eingänge-Ausgänge-Module definiert ist. Damit daher in unserem Beispiel die Adresse in der Speicherzone jedes Elements komplett definiert werden kann, muss man die physikalische Lage oder die genaue Topologie des Eingänge-Ausgänge-Moduls kennen, das einen analogen Eingang enthält, der dem strukturierten Typs „T_ANA_IN_STD" entspricht.
Erfindungsgemäß liefert die sechste Spalte der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs nur eine Information über den Elementartyp (EDT) des Objekts und über den Rang dieses Objekts.
Wenn man jede Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs für jedes Objekt des strukturierten Typs aufbaut, versteht man, dass es möglich ist, zuvor für jeden Kanal eines bestimmten Eingänge-Ausgänge-Moduls mehrere Objekte strukturierten Typs oder IODDT sowie ihre zugehörigen Elemente unabhängig von der physikalischen Implementierung des Eingänge-Ausgänge-Moduls in einer Prozesssteuerungsausstattung zu definieren. Wenn zwei oder mehrere Eingänge-Ausgänge-Module, eventuell unterschiedlichen Typs, ebenso einen Kanal enthalten, der die gleiche Spartenfunktion durchführt, wird ein einziger strukturierter Typ oder IODDT für alle Kanäle der Module, die die gleiche Spartenfunktion ausführen, definiert.
Bei unserem Beispiel ist das Objekt des strukturierten Typs „T_ANA_IN_STD" für einen analogen Standardeingang eines ersten Moduls definiert. Wenn ein zweites unterschiedliches Modul einen analogen Standardeingang enthält, der mindestens alle Elemente des Objekts des strukturierten Typs, die in der Tabelle Nr. 1 definiert sind, erzeugt, kann der gleiche strukturierte Typ „T_ANA_IN_STD" bei der Umsetzung des Anwendungsprogramms für das zweite Modul verwendet werden. In unserem Beispiel betrifft nämlich der Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Modul nur die Topologie jedes der Module. Wie zuvor erklärt, sind die Objekte strukturierten Typs nun aber von ihrer genauen Topologie unabhängig.
Die Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs werden von dem Hersteller der Module angelegt und dem Entwerfer des Anwendungsprogramms geliefert, zum Beispiel in Form einer Datei, die auf tragbaren Speichermitteln gespeichert ist.
Da die Objekte strukturierten Typs, das heißt die Tabellen (1.1, 1.2) der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs jeweils einem Objekt des strukturierten Typs entsprechen, werden sie von dem Entwerfer eines Anwendungsprogramms danach verwendet, um alle Eingänge-Ausgänge-Variablen zu definieren, die der Entwerfer verwenden will. Diese Definition besteht in der Tat darin, ein Objekt strukturierten Typs, das in der Tabelle Nr. 1 mit einer Eingänge-Ausgänge-Variablen (100) definiert ist, die vom Entwerfer des Anwendungsprogramms ausgewählt wird, zu instanziieren. Diese Erklärung erfolgt entweder zu Beginn des Programms oder in einer vierten getrennten Instanziierungstabelle Nr. 4 (4, 1).
Diese Instanziierungstabelle Nr. 4 (4) ist auf Speichermitteln der Programmierstation, zum Beispiel in der folgenden Form gespeichert:
Eine erste Spalte enthält eine Zeichenkette, die von Entwerfer ausgewählt wird, um eine Variable zu identifizieren. Eine zweite Spalte enthält das Objekt strukturierten Typs, das dieser Variablen zugewiesenen ist.
Die vierte Instanziierungstabelle kann mit Hilfe einer grafischen Schnittstelle der Programmierstation aufgebaut werden, die es erlaubt, alle in dem Programm verwendeten Variablen zu editieren.
Indem jede Variable (100) auf diese Art gemeldet wird, verbindet der Entwerfer auch mit jeder symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen (100) die Struktur von Daten, die einem Objekt des strukturierten Typs (1.10) entspricht, die in der Tabelle Nr. 1 gespeichert ist. Um daher bei unserem Beispiel den Wert des analogen Eingangs der Eingänge-Ausgänge-Variable Tank1 zu bezeichnen, schreibt der Entwerfer einfach „Tank1.VALUE".
Man stellt daher fest, dass der Entwerfer beim Schreiben des Anwendungsprogramms (10) die genaue physikalische Lage nicht mehr zu kennen braucht, das heißt die Topologie oder die Konfiguration der Eingänge-Ausgänge-Module. Er verwendet in der Tat für jede Variable des Programms eine symbolische Variable (100) (zum Beispiel Tank1, Tank2) und ein Objekt des strukturierten Typs, das diese Variable darstellt. Die Programmierung ist daher von der materiellen Lage der Prozesssteuerungsausstattung unabhängig. Ebenso braucht der Entwerfer die Herstellersprachschnittstelle für die Module, die er verwendet, nicht mehr zu kennen.
Man versteht, dass es der Gebrauch dieser symbolischen Variablen (100) und der Objekte des strukturierten Typs erlaubt, eine Programmierung einer Prozesssteuerungsausstattung durchzuführen, bevor man mit Präzision die topologische Adresse der verschiedenen Module, welche sie enthält, oder die Konfiguration der Eingänge-Ausgänge-Module kennt. Ebenso versteht man, dass eine gleiche Programmierung vorteilhafterweise auf mehrere Prozesssteuerungsausstattungen insofern angewandt werden kann, als diese Prozesssteuerungsausstattungen die gleichen Spartenfunktionen durchführen und insofern als die Eingänge-Ausgänge-Module der Prozesssteuerungsausstattungen die gleichen Objekte des strukturierten Typs unterstützen.
Ebenso haben die symbolischen Variablen (100) Typen und können daher als Parameter eines Funktionsblocks verwendet werden.
Damit das mit den symbolischen strukturierten Variablen (100) geschriebene Programm auf einer Prozesssteuerungsausstattung funktionieren kann, muss man zuerst einen Konfigurationsschritt der symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen durchführen und danach einen Schritt (50) zum Kompilieren des Programms, um ein ausführbares Anwendungsprogramm (30) zu erzielen, das von einer Zentraleinheit der Prozesssteuerungsausstattung ausgeführt werden kann.
Der Konfigurationsschritt der symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen besteht darin, die Lage jedes Moduls in der Prozesssteuerungsausstattung zu definieren. Dazu liefert der Entwerfer nur die Position jedes Eingänge-Ausgänge-Moduls, von dem mindestens eine Information in dem Anwendungsprogramm verwendet wird. Diese Konfiguration wird zum Beispiel in einer fünften Tabelle Nr. 5 (5, 1), Konfigurationstabelle genannt, die in den Speichermitteln der Programmierstation gespeichert ist, zusammengefasst, von welcher eine erste Spalte den Namen der Eingänge-Ausgänge-Variablen enthält, die in dem Programm verwendet werden, und bei der eine zweite Spalte Folgendes umfasst:

– die Lage (Einschub Nr.) in der Prozesssteuerungsausstattung des Eingänge-Ausgänge-Moduls, die der Eingänge-Ausgänge-Variablen entspricht, indem die Nummer der Platine definiert wird,
– die Nummer der Lage (Lage Nr.) in der Platine, und
– die Kanalnummer (Kanal Nr.) in der Lage.

Die unten stehende Konfigurationstabelle Nr. 5 gibt ein Konfigurationsbeispiel.
Wenn die Konfiguration der symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen abgeschlossen ist, wählt der Entwerfer der Prozesssteuerungsanwendung für jede symbolische Eingänge-Ausgänge-Variable ein Eingänge-Ausgänge-Modul mit bestimmter Handelsreferenz aus. Dieser Schritt wird im Allgemeinen Schritt zu Konfiguration der Eingänge-Ausgänge-Module genannt. Die Konfiguration der Eingänge-Ausgänge-Module umfasst ferner wie bekannt die Zuweisung des ausgewählten Moduls zu einer physikalischen Lage in einer Platine (Einschub). Diese Zuweisung muss der Konfiguration des Objekts des strukturierten Typs entsprechen, die zuvor ausgeführt wurde, so dass die für das Objekt des strukturierten Typs ausgewählte Lage der Lage des Kanals des ausgewählten Eingänge-Ausgänge-Moduls entspricht.
Die Lage des Eingänge-Ausgänge-Moduls mit bestimmter Handelsreferenz muss daher der Lage eines zugehörigen Objekts des strukturierten Typs entsprechen, das mit dem Eingänge-Ausgänge-Modul kompatibel ist.
Wenn die Konfigurationstabelle Nr. 5 von dem Entwerfer vervollständigt wird, zum Beispiel über Wechselwirkungsmittel der Programmierstation, löst Letzterer auf der Programmierstation einen Auslegungsschritt (40), der darauf abzielt, die komplette topologische Adresse jeder symbolischen Variablen (100) zu erzeugen, die von dem Entwerfer des Programms verwendet wird, um das Anwendungsprogramm (10), das mit Eingänge-Ausgänge-Variablen mit symbolischer Form geschrieben ist, in ein ausgelegtes Anwendungsprogramm (20) umzuwandeln, das kompiliert werden kann, um auf der betreffenden Prozesssteuerungsausstattung ausführbar zu sein.
Dazu enthält die Programmierstation Mittel zum Auslegen, die auf die Speichermittel zugreifen können, die die Tabellen Nr. 1 (1.1, 1.2) der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs, die Tabellen Nr. 4 (4, 1) zum Instanziieren und die Konfigurationstabelle Nr. 5 (5, 1) enthalten. Die Auslegungsmittel umfassen Mittel zum Auslegen des Anwendungsprogramms (10), das mit den symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen geschrieben ist. Wie zuvor erklärt, enthält eine Variable (100) im Wesentlichen zwei Felder (101, (102). Ein erstes Feld (101) erlaubt es, die Identität der manipulierten symbolischen Variablen (100) anzuzeigen. Das zweite Feld (102) erlaubt es, das Element des Objekts des strukturierten Typs, das dieser Variablen entspricht, zu identifizieren.
Die Auslegungsmittel erfassen daher zuerst die Struktur der symbolischen Variablen (100). Danach bestimmen die Auslegungsmittel zuerst das IODDT oder Objekt des strukturierten Typs, das zu der Variablen gehört, indem sie in einem ersten Schritt (31) die Zeichenkette des ersten Felds (101) dieser Variablen mit der Einheit der Variablen narren der Instanziierungstabelle Nr. 4 (4) vergleichen. Wenn eine Übereinstimmung gefunden wird, extrahieren die Auslegungsmittel aus der Instanziierungstabelle Nr. 4 den Identifikator des strukturierten Typs, der zu der Eingänge-Ausgänge-Variablen gehört, um ihn vorübergehend in den Speichermitteln zu speichern. Die Auslegungsmittel bestimmen zweitens den Lage des zu dieser Variablen gehörenden Moduls, indem sie in einem zweiten Schritt (32) die Zeichenkette des ersten Felds (101) dieser Variablen mit allen Variablennamen der Konfigurationstabelle Nr. 5 (5) vergleichen. Wenn eine Übereinstimmung gefunden wird, extrahieren die Auslegungsmittel aus der Konfigurationstabelle Nr. 5 in einem dritten Schritt (33) die Nr. der Platine (des Einschubs), die Lage-Nr. in dem Einschub und die Kanal – Nr. dieser Lage, um sie vorübergehend in Speichermitteln zu speichern.
Die Auslegungsmittel bestimmen schließlich die genaue Adresse des Eingänge-Ausgänge-Objekts, das der Eingänge-Ausgänge-Variablen entspricht. Dazu vergleichen die Auslegungsmittel in einem vierten Schritt (34) das zweite Feld (102) der Eingänge-Ausgänge-Variablen mit den Namen der Elemente des strukturierten Typs der Tabelle Nr. 1 (1.1), die dem strukturierten Typ entsprechen, der nach der Auslegung des ersten Felds (101) der Eingänge-Ausgänge-Variablen extrahiert und gespeichert wurde. Wenn eine Übereinstimmung in der Tabelle Nr. 1 gefunden wird, extrahieren die Auslegungsmittel in einem fünften Schritt (35) die relative Adresse und vervollständigen sie mit der Lage des Moduls, die nach der Auslegung des ersten Felds (101) der symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen (100) extrahiert und gespeichert wurde. Die so von den Auslegungsmittel wiederhergestellte komplette topologische Adresse (200) wird dann an Stelle der symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen (100) in dem Anwendungsprogramm (10) eingesetzt. Wenn das gesamte Anwendungsprogramm derart von den Auslegungsmitteln der Programmierstation modifiziert wurde, werden alle symbolischen Variablen (100) durch die genaue topologische Adresse (200) auf der Prozesssteuerungsausstattung des entsprechenden Eingänge-Ausgänge-Objekts ersetzt.
Danach kann das ausgelegte Anwendungsprogramm (20) kompiliert (50) werden, so dass es in ein Prozesssteuerungsanwendungsprogramm (30) umgewandelt wird, das auf der betreffenden Prozesssteuerungsausstattung ausführbar ist.
Bei der Kompilierung, das heißt beim Erzeugen des auf der Prozesssteuerungsausstattung ausführbaren Prozesssteuerungsanwendungsprogramms, muss ein Prüfschritt durchgeführt werden, um zu prüfen, ob für jede Lage eines Objekts des strukturierten Typs der entsprechende Kanal auf dem von dem Entwerfer an dieser Lage gemeldeten Eingänge-Ausgänge-Modul es erlaubt, das Objekt des strukturierten Typs zu verwenden, das dieser Lage zugewiesen ist. Wenn in unserem Beispiel der Entwerfer daher die Variable „Tank1" als den strukturierten Typ „T_ANA_IN_STD" auf dem Kanal 3 der Lage 2 der Platine 1 des Moduls erklärt hat, muss die von dem Entwerfer an der Lage 2 der Platine 1 (Einschub) gemeldete und konfigurierte Handelsreferenz des Eingänge-Ausgänge-Moduls die Referenz des analogen Eingangsmoduls sein, dessen Kanal 3 das Objekt des strukturierten Typs „T_ANA_IN_STD" unterstützt.
Dazu besteht der Prüfschritt in einer Prüfung durch Prüfmittel der Programmierstation, dass das Objekt des strukturierten Typs der symbolischen Variablen, die der topologischen Adresse entspricht, für jede topologische Adresse zu der Liste der Objekte des strukturierten Typs gehört, die von dem Eingänge-Ausgänge-Modul unterstützt werden, das an der gleichen topologischen Adresse ausgewählt und konfiguriert wurde. Die Liste der Objekte des strukturierten Typs, die von einem ausgewählten Eingänge-Ausgänge-Modul unterstützt werden, wird auf der Programmierstation gespeichert, zum Beispiel in Form eines Katalogs in einer Datei.
Bei unserem Beispiel durchsuchen die Prüfmittel daher die Liste der Objekte des strukturierten Typs, die von dem ausgewählten Eingänge-Ausgänge-Modul unterstützt werden, um die Variable „Tank1" durchzuführen, um zu suchen, ob an der Lage 2 der Platine 1 der Kanal 3 des Moduls in der Liste der Objekte des strukturierten Typs das Objekt des strukturierten Typs „T_ANA_IN_STD" enthält.
Nach diesem Prüfschritt wird das ausführbare Anwendungsprogramm anschließend von der Programmierstation zu der Prozesssteuerungsausstattung, auf der es laufen soll, übertragen. Diese Übertragung kann über tragbare Speichermittel erfolgen, die an die Prozesssteuerungsausstattung angepasst sind, auf welcher die Programmierstation das ausführbare Anwendungsprogramm gespeichert hat. Bei einer anderen Ausführungsvariante wird das ausführbare Anwendungsprogramm auf Speichermitteln der Prozesssteuerungsausstattung über eine Kommunikationsverbindung zwischen der Prozesssteuerungsausstattung und der Programmierstation übertragen.
3 gibt ein Beispiel eines grafischen Editors für Eingänge-Ausgänge-Variable eines Programms an. Gemäß einer Ausführungsvariante enthält der grafische Editor einen Bildschirm (6), der eine Vielzahl von Anzeigezonen und Eingabezonen umfasst, die als Tabelle organisiert sind. Man muss wissen, dass zu Beginn der Erklärung der Eingänge-Ausgänge-Variablen des Programms alle Zonen leer sind, mit Ausnahme einer Vielzahl von Zonen, die die erste Zeile der Tabelle (6) bilden. Eine erste Spalte (61) ist eine Eingabespalte und erlaubt es dem Entwerfer, den Namen jeder Variablen, die er verwenden will, einzugeben und zu speichern. In einer ersten Zelle (611) der ersten Spalte hat der Bediener den Namen „Tank1" einer ersten symbolischen Variablen (100) eingegeben, und in einer zweiten Zelle (612) der ersten Spalte (61) hat der Entwerfer den Namen „Tank2" einer zweiten symbolischen Variablen (100) eingegeben. Für jede eingegebene Variable wählt der Entwerfer aus einer zweiten Spalte (62) der Tabelle (6) das Objekt des strukturierten Typs, das er ihr zuweisen will, aus. Wenn der Entwerfer den genauen Namen des Objekts des strukturierten Typs kennt, gibt er ihn dazu in die Eingabezone (621, 622) der zweiten Spalte (62) ein, die mit der entsprechenden Zelle (611, 612) verbunden ist. Bei einer anderen Variante kann ein Abrollmenü (nicht dargestellt) angezeigt werden, wenn der Entwerfer einen Cursor auf die Eingabezone (621, 622) der zweiten Spalte (62), die zu der entsprechenden Zelle (611, 612) gehört, zeigt. Das Abrollmenü umfasst daher die Liste aller verfügbaren IODDT. Die Auswahl, gefolgt von der Bestätigung eines IODDT der Liste bewirkt das Schließen des Abrollmenüs und das Anzeigen des ausgewählten IODDT in der Eingabezone (621, 622) der zweiten Spalte (62), die zu der entsprechenden Zelle (611, 612) gehört. In einer dritten Spalte (63) und in der zweiten Spalte (62) erfolgt die Anzeige aller Namen der Elemente des ausgewählten IODDT sowie des Typs jedes Elements durch diese Operation. Diese Anzeige erfolgt durch ein Extrahieren der Elemente eines entsprechenden Objekts des strukturierten Typs aus der Tabelle Nr. 1 (1.1, 1), Elemente, die dem Objekt IODDT entsprechen, das der Benutzer ausgewählt hat. Der Entwerfer wiederholt danach den Vorgang für jede Variable, die er gemeldet hat.
Wie zuvor erklärt, kann der Entwerfer nach diesem Meldeschritt das Programm schreiben, indem er die symbolische Variable (100), die er gemeldet hat, verwendet.
Der Schritt der Konfiguration der symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen, die zuvor definiert wurden, besteht darin, die vierte Spalte (64), die von dem Editor angezeigt wird, mit der physikalischen Lage jedes Moduls auszufüllen, das der ausgewählten symbolischen Variablen (100) entspricht. Dazu gibt der Entwerfer in jede Zelle (641, 642) der vierten Spalte (64), die jeder Zelle (611, 612) der ersten Spalte (61), die den Namen einer symbolischen variablen (100) enthält, entspricht, die genaue Lage des Kanals ein, der die symbolische Variable (100) unterstützt. Die in die Zellen (641, 642) der vierten Spalte eingegebenen Informationen entsprechen den Informationen der Konfigurationstabelle Nr. 5 (5, 1). Sobald der Entwerfer die Eingabe der genauen Lage des Kanals, der die symbolische Variable (100) unterstützt, bestätigt, bestimmt ein Modul der grafischen Schnittstelle für jedes Element des Objekts des strukturierten Typs die komplette topologische Adresse und zeigt sie in den Zellen (643) der vierten Spalte, die jedem Element des Objekts des strukturierten Typs entsprechen, an. Die Bestimmung der kompletten topologischen Adresse erfolgt, indem die relative Adresse des Elements des Objekts strukturierten Typs, das in der Tabelle Nr. 1 der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs, das dem zugehörigen Objekt des strukturierten Typs entspricht, gespeichert ist, mit der genauen Lage des Kanals ergänzt wird, die in den entsprechenden Zellen der vierte Spalte (64) eingegeben wurde.
Nach dem Ergänzen kann die Tabelle (6) der grafischen Schnittstelle von den Auslegungsmitteln ausgewertet werden, um in dem Programm (10) wie oben beschrieben jede programmierte symbolische Variable (100) durch ihre komplette topologische Adresse zu ersetzen.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung Ausführungsformen unter zahlreichen anderen spezifischen Formen erlaubt, ohne den Geltungsbereich der Erfindung wie beansprucht zu verlassen. Die vorliegenden Ausführungsformen müssen daher als beispielhaft betrachtet werden, können jedoch in dem von dem Geltungsbereich der anliegenden Ansprüche definierten Gebiet modifiziert werden, und die Erfindung darf nicht auf die oben gegebenen Details beschränkt werden.

Claims

Verfahren zum Programmieren eines Prozesssteuerungsanwendungsprogramms auf einer Programmierstation einer Prozesssteuerungsausstattung, Folgendes umfassend: – einen Schritt zur Definition einer Vielzahl von Objekten (1.10, 1.20) des strukturierten Typs, die jeweils einen Eingänge-Ausgänge-Kanal eines Eingänge-Ausgänge-Moduls der Prozesssteuerungsausstattung darstellen, wobei die Definition jedes strukturierten Typs mindestens ein charakteristisches Element (1.11) aufweist, das einer Eingänge-Ausgänge-Information entspricht, die zwischen dem Eingänge-Ausgänge-Modul und dem Anwendungsprogramm ausgetauscht wird, und für jedes Element die relative topologische Adresse der Eingänge-Ausgänge-Information, – einen Schritt des Schreibens des Anwendungsprogramms (10), indem symbolische Eingänge-Ausgänge-Variablen (100) des Anwendungsprogramms (10) als eine Instanz eines vorab definierten Objekts des strukturierten Typs erklärt werden, – einen Schritt der Konfiguration der symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen, die eine Definition der physikalischen Lage jedes Eingänge-Ausgänge-Moduls der Prozesssteuerungsausstattung, zugewiesen zu den symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen (100) des Anwendungsprogramms aufweisen, – einen Schritt (40) der automatischen Auslegung des Anwendungsprogramms zu seiner Ausführung auf der Prozesssteuerungsausstattung, umfassend einen Schritt des Ersetzens in dem Anwendungsprogramm (10) der symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen (100) durch die komplette topologische Adresse (200) der entsprechenden Eingänge-Ausgänge-Information.
Verfahren zum Programmieren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede symbolische Variable (100) des Programms zwei Felder aufweist, ein erstes Feld (101) besteht aus einer Zeichenkette, die von dem Entwerfer des Anwendungsprogramms ausgewählt wird, und die es erlaubt, ein Objekt des strukturierten Typs mit der symbolischen Variablen (100) übereinstimmen zu lassen, ein zweites Feld (102) besteht aus einer Identifikation eines Elements des Objekts des strukturierten Typs, das mit der symbolischen Variablen (100) verbunden ist.
Verfahren zum Programmieren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ersetzens Folgendes umfasst: – einen Schritt (34) des Suchens der relativen Adresse, die für jedes Element des strukturierten Typs definiert ist, in einer Tabelle (1.1, 1.2) der Elemente eines Objekts des strukturierten Typs, die auf der Programmierstation gespeichert ist, – einen Schritt (32) des Suchens in einer Konfigurationstabelle der physikalischen Lage, die für jedes Modul erklärt ist, das von dem Entwerfer den symbolischen Eingänge-Ausgänge-Variablen (100) des Anwendungsprogramms zugewiesen ist, – einen Schritt (33, 35) des Aufbauens durch Auslegungsmittel der Programmierstation ausgehend von der gefundenen relativen Adresse und der gefundenen physikalischen Lage der genauen topologischen Adresse für jede symbolische Variable (100) des Anwendungsprogramms.
Verfahren zum Programmieren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Definition der Objekte des strukturierten Typs für jedes Objekt des strukturierten Typs einen Anlegungsschritt und dann Speicherschritt auf tragbaren Speichermitteln einer Tabelle (1.1, 1.2) der Elemente des Objekts des strukturierten Typs umfasst, die eine erste Spalte aufweist, die mindestens eine Identifikation einer charakteristischen Information des Objekts des strukturierten Typs enthält, wobei eine zweite Spalte den elementaren Typ der Information (EDT) enthält, wobei eine dritte Spalte die relative Adresse der Information enthält.
Verfahren zum Programmieren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabelle (1.1, 1.2) der Elemente des Objekts des strukturierten Typs eine vierte Spalte umfasst, die eine Beschreibung der Information enthält, eine fünfte Spalte, die Lese- oder Schreibrechte, die für jede Information existieren, enthält.
Verfahren zum Programmieren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das verfahren einen Konfigurationsschritt der Eingänge-Ausgänge-Module umfasst, der einen Auswahlschritt einer Handelsreferenz eines Eingänge-Ausgänge-Moduls umfasst sowie die Zuweisung des ausgewählten Eingänge-Ausgänge-Moduls zu einer bestimmten physikalischen Lage, wobei der Auslegungsschritt daher einen Prüfschritt umfasst, um zu prüfen, dass das an einer bestimmten physikalischen Lage ausgewählte Eingänge-Ausgänge-Modul mit dem Objekt des strukturierten Typs kompatibel ist, das an der gleichen physikalischen Lage konfiguriert ist.
Programmierstation einer Prozesssteuerungsausstattung, die Speichermittel, Anzeigemittel und Mittel zur Wechselwirkung mit einem Entwerfer eines Prozesssteuerungsanwendungsprogramms (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmierstation einen Editor für symbolische Variable (100) umfasst, um eine Konfigurationstabelle (6) zu erzeugen, die auf den Speichermitteln gespeichert wird, und dass die Programmierstation ferner eine Vielzahl von Tabellen (1.1, 1.2) der Elemente von Objekten des strukturierten Typs enthält, die auf den Speichermitteln gespeichert sind, sowie Mittel zum Auslegen eines Anwendungsprogramms (10), das mindestens eine symbolische Variable (100) umfasst, die von dem Entwerfer über den Editor definiert wird.
Programmierstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Kompilieren des von den Auslegungsmitteln ausgelegten Anwendungsprogramms aufweist, um das ausgelegte Anwendungsprogramm in ein Prozesssteuerungsanwendungsprogramm umzuwandeln, das auf einer Prozesssteuerungsausstattung ausführbar ist.
Programmierstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel für Transfers des ausführbaren Anwendungsprogramms entweder auf tragbaren Speichermitteln, die mit der Prozesssteuerungsausstattung kompatibel sind, oder direkt auf Speichermitteln der Prozesssteuerungsausstattung umfasst.