DE19525423A1 - Anordnung mit Automatisierungsgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit Automatisierungs­ geräten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem Siemens-Katalog PLT 111, Ausgabe 1994, ist ein Pro­ zeßleitsystem bekannt, das für verschiedene Aufgaben der Pro­ zeßautomatisierung geeignet ist und Automatisierungsgeräte sowie Bedien- und Beobachtungssysteme umfaßt. Die Arbeits- und Funktionsweise der Automatisierungsgeräte ist im wesent­ lichen durch miteinander zu einem Steuerprogramm verbundene Software-Funktionsbausteine, z. B. Software-Bausteine in Form von Regler- oder Integrierbausteinen, und deren Strukturie­ rung nach Maßgabe einer zu lösenden Steuerungsaufgabe be­ stimmt. Die Bedien- und Beobachtungssysteme sind zur Prozeß­ führung vorgesehen und ermöglichen die Darstellung von Pro­ zeßbildern, die mehrere Bildobjekte umfassen, z. B. Bildob­ jekte für bedienbare Funktionsbausteine.

In dem Siemens-Katalog PLT 150, Kapitel 2, Ausgabe 1994, sind Engineering-Werkzeuge für Automatisierungssysteme sowie Be­ dien- und Beobachtungssysteme beschrieben. Nach Maßgabe der zu lösenden Steuerungsaufgabe erstellt ein Projektierer mit einem auf einem Programmiergerät ablauffähigen ersten Engi­ neering-Werkzeug eine Funktionsplangrafik, welche miteinander verbundene Objekte von Software-Funktionsbausteinen enthält und auf dem Bildschirm des Programmiergerätes darstellbar ist. Das Programmiergerät erzeugt aus dieser Funktionsplan­ grafik das Steuerprogramm, das "online" oder "offline" in die Automatisierungsgeräte des Automatisierungssystems übertrag­ bar ist, wobei gewöhnlich entsprechend der Projektierung die Software-Funktionsbausteine zu verschiedenen Automatisie­ rungsgeräten zu übertragen sind. Mit einem zweiten Engineer­ ing-Werkzeug erstellt der Projektierer ein mehrere Bildob­ jekte umfassendes Prozeßbild zur Darstellung auf einem der Bedien- und Beobachtungssysteme, und ein weiteres Software- Werkzeug erstellt eine Verweisliste, die anzeigt, welche Bildobjekte zu welchen Software-Funktionsbausteinen und/oder welche Software-Funktionsbausteine zueinander in Beziehung stehen und unter welchen Adressen auf die Bildobjekte und Funktionsbausteine zugegriffen werden kann. Das projektierte Prozeßbild ist ebenfalls "online" oder "offline" zum Bedien- und Beobachtungssystem übertragbar, das über einen Bus mit den Automatisierungsgeräten verbunden ist. Die Wechselwirkung zwischen den Bildobjekten und den dazugehörigen Software- Funktionsbausteinen ermöglicht, daß ein Operator während des Steuerbetriebs zur Prozeßführung in den Prozeß eingreifen kann und daß Prozeßänderungen im Prozeßbild angezeigt werden. Es kann nun vorkommen, daß ein Software-Funktionsbaustein von einem Automatisierungsgerät in ein anderes Automatisierungs­ gerät verschoben, dieser Baustein umbenannt oder gelöscht wird, wodurch sich dessen Zugriffsadresse ändert und die be­ stehende Beziehung "verlorengeht". Das bedeutet, daß diese neue Adresse manuell in die Verweisliste eingetragen werden muß, damit die Beziehung zwischen diesem Baustein und einem anderen Funktionsbaustein oder vom Bildobjekt im Bedien- und Beobachtungssystem zu dem Baustein wieder besteht und somit Inkonsistenzen und Störungen im Prozeß und in der Prozeßfüh­ rung vermieden werden. Für den Fall, daß dieser Funktionsbau­ stein über einen Namen (logische Adresse) adressierbar ist, muß darüber hinaus gewährleistet sein, daß dieser Name nicht bereits vergeben wurde. Namenskonflikte (Namensgleichheit) können insbesondere in komplexen Anlagen vorkommen, deren Geräte unabhängig voneinander projektiert werden. Es sind daher erhebliche Maßnahmen zum Verwalten der Adressen und der Objektbeziehungen erforderlich. Im übrigen sind umfangreiche Tests während der Inbetriebnahme einer Anlage notwendig, um Fehler im Hinblick auf diese Objektbeziehungen zu beheben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art mit konsistenten Objekt­ beziehungen zu schaffen.

Darüber hinaus ist ein Programmiersystem gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 5 anzugeben, welches die Herstellung von Objektbeziehungen vereinfacht und automatisch konsistent hält.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Anordnung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und im Hinblick auf das Programmiersystem durch die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 5 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Erfindung geht von der Idee aus, daß jedes Objekt, zu welchem geräteübergreifende Beziehungen herzustellen sind, während seiner Erzeugung eine weltweit eindeutige Kennung erhält. Eine derartige Kennung kann durch einen geeigneten Algorithmus verwirklicht werden, welcher eine eindeutige Kennung aus verschiedenen Daten, z. B. aus Maschinendaten, Datum/Uhrzeit und Netzwerkdaten, erzeugt. Ein solcher Algo­ rithmus ist aus der Druckschrift "Inside OLE 2", Kraig Brock­ schmidt, Microsoft Press (Firma Microsoft), Chapter 3, be­ kannt. Dort ist der Algorithmus "Globally Unique Identifier" beschrieben, der weltweit eindeutige Kennungen erzeugt. Es ist auch möglich die Kennungen mit einem geeigneten Zufalls­ zahlengenerator ausreichender Bit-Breite, z. B. einer Breite von 128 Bit, zu erzeugen, wodurch eine weltweite Quasi-Ein­ deutigkeit der Kennungen erzielt werden kann. Mit einem sol­ chen Zufallszahlengenerator ist mit sehr hoher Wahrschein­ lichkeit sichergestellt, daß eine Kennung nicht doppelt ver­ geben wird. Die Kennungen bleiben während der Existenz des Objektes unverändert. Trotz Umbenennen und Verschieben von referenzierten Objekten bleiben Beziehungen über ihre Kennung automatisch wieder herstellbar.

Durch die Eindeutigkeit der Kennungen entfällt eine Reorga­ nisation von Adressen oder Namen beim Zusammenführen von ört­ lich und zeitlich getrennt projektierten Teilen eines Projek­ tes. Da jede geräteübergreifende Beziehung über die Kennung eindeutig ist, können in einem Konsistenzlauf Beziehungen, die durch Verschieben oder Umbenennen des referenzierten Objektes betroffen sind, automatisch korrigiert werden, und es können Beziehungen, die durch Löschen des referenzierten Objektes offen sind, automatisch aufgelistet werden. Test- und Inbetriebnahmezeiten einer Anlage werden erheblich ver­ ringert und die Qualität der geräteübergreifenden Projektie­ rung wesentlich erhöht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher erläutert. Die Figur der Zeichnung zeigt in verein­ fachter, schematischer Darstellung ein Prozeßleitsystem.

Wesentliche Bestandteile eines Prozeßleitsystems 1 sind Auto­ matisierungsgeräte 2 . . . 5, ein Programmiersystem 8 und ein Bedien- und Beobachtungssystem 6, das mit dem Automatisie­ rungsgeräten 2 . . . 5 und dem Programmiersystem 8 über ein Kommunikationssystem in Form eines Bussystems 7 verbunden ist. Weitere Bestandteile des Prozeßleitsystems, wie z. B. an die Automatisierungsgeräte angeschlossene Meßwertgeber oder Ein- und Ausgabebaugruppen, sind für die Erfindung unwesent­ lich und hier nicht dargestellt. Die Automatisierungsgeräte 2 . . . 5 steuern einen technischen Prozeß nach Maßgabe eines Steuerprogramms, welches ein Anwender entsprechend den Vorga­ ben einer Steuerungsaufgabe mit einem Programmiersystem 8 er­ stellt. Gewöhnlich besteht das Steuerprogramm aus einer Viel­ zahl von in Wechselwirkung stehenden Software-Funktionsbau­ steinen. Dabei ist die Bearbeitung dieser Funktionsbausteine über die Automatisierungsgeräte 2 . . . 5 verteilt, d. h., die Automatisierungsgeräte 2 . . . 5 bearbeiten jeweils einen Teil des Steuerprogramms. Das Programmiersystem 8 ist mit Soft­ ware-Werkzeugen versehen, welche zum einen dazu geeignet sind, eine Funktionsplangrafik 9 nach Maßgabe der Steuerungs­ aufgabe und zum anderen ein Prozeßbild 10 entsprechend der Anlagenkonfiguration zu erstellen. Die Funktionsplangrafik 9 und das Prozeßbild 10 sind auf einem Bildschirm (nicht ge­ zeigt) des Programmiersystems darstellbar. Ferner weist das Programmiersystem 8 ein Software-Werkzeug 11 auf, welches zur Erzeugung weltweit eindeutigen oder quasi-eindeutigen Kennun­ gen vorgesehen ist. Im Beispiel ordnet das Software-Werkzeug 11 einem Bildobjekt 12 des Prozeßbildes eine Kennung BO_12 und dem diesem Bildobjekt 12 zugehörigen Objekt 13 eine Ken­ nung FB_13 zu, welches grafisch einen Software-Funktionsbau­ stein darstellt. Wie im vorliegenden Beispiel gezeigt, ist ein Ausgang des Objektes 13 mit dem Eingang eines einem wei­ teren Software-Funktionsbaustein entsprechenden Objektes 14 verbunden. Dies bedeutet, daß die diesen Objekten zugeordne­ ten Funktionsbausteine in Beziehung stehen, und das Software- Werkzeug 11 ordnet diesem Objekt 14 eine Kennung FB_14 zu. Nachdem die Software-Werkzeuge den Funktionsplan und das Pro­ zeßbild erstellt haben und die Objektzuordnungen abgeschlos­ sen sind, übersetzen diese Werkzeuge zunächst die Funktions­ plangrafik in ein Steuerprogramm und der Projektierer lädt das Prozeßbild über den Bus 7 in das Bedien- und Beobach­ tungsgerät 6 und das Steuerprogramm in die Automatisierungs­ geräte 2 . . . 5. Im Beispiel sind die den Objekten 13, 14 zu­ gehörigen Software-Funktionsbausteine mit 15 und 16 bezeich­ net und im Automatisierungsgerät 2 unter Adressen Adr_23, Adr_24 hinterlegt. Die Kennungen FB_13 und FB_14 sind dabei integraler Bestandteil dieser Funktionsbausteine 15 und 16 und werden in diesen Funktionsbausteinen hinterlegt. Es ist nicht erforderlich, das Prozeßbild bzw. das Steuerprogramm "online" über den Bus 7 in die Automatisierungsgeräte 2 . . . 5 bzw. in das Bedien- und Beobachtungsgerät 6 zu laden, das Laden kann auch "offline" über geeignete Datenträger erfol­ gen. Die Zuordnungen der Objekte und die Objektadressen trägt das Software-Werkzeug 11 in eine Verweisliste 17 ein, welche in das Bedien- und Beobachtungsgerät 6 oder in eine dafür vorgesehene Anlagen-Management-Einheit 18 geladen und hinter­ legt ist.

Ein Operator kann nun in den zu steuernden Prozeß über das Bedien- und Beobachtungssystem 6 eingreifen und mit dem Bild­ objekt 12 auf den Software-Funktionsbaustein 15 zugreifen. Dabei zeigt die Verweisliste 17 durch die Beziehung BO_12; FB_13 : Adr_23 einer auf dem Bedien- und Beobachtungs­ gerät 6 ablauffähigen Bedien- und Beobachtungs-Software an, daß dem Bildobjekt 12 der Software-Funktionsbaustein 15 zu­ geordnet ist, der unter der Adresse Adr_23 im Automatisie­ rungsgerät 2 hinterlegt ist.

Es kann nun vorkommen, daß der Software-Funktionsbaustein 15, welcher das Automatisierungsgerät 2 bearbeitet, in das Auto­ matisierungsgerät 4 verschoben wird und dadurch ein Zugriff auf diesen Baustein nicht mehr unter der Adresse Adr_23, son­ dern unter einer Adresse Adr_43 möglich ist. In einem soge­ nannten Konsistenzlauf, welcher in vorgegebenen Zeitabständen oder durch einen Projektierer einleitbar ist bzw. jeweils beim Laden von Konfigurationsänderungen durchzuführen ist, wird die Verschiebung automatisch erkannt, da die Zuordnung des Bildobjekts 12 zum Funktionsbaustein 15 über die Kennung eindeutig bzw. quasi-eindeutig ist. Dazu sucht zunächst eine Konsistenzprüf-Software eines Konsistenzprüfmittels, im vor­ liegenden Beispiel die Anlagen-Management-Einheit 18, den Funktionsbaustein 15 mit Hilfe der in diesem Baustein hinter­ legten Kennung FB_13, ermittelt die neue Adresse Adr_43, unter welcher der Funktionsbaustein 15 nun hinterlegt ist, und trägt diese Adresse Adr_43 in die Verweisliste ein. Die Verschiebung ist dadurch der Verweisliste 17 und somit der Bedien- und Beobachtungs-Software des Bedien- und Beobach­ tungsgerätes 6 angezeigt, und es ist gewährleistet, daß auf den Software-Funktionsbaustein 15 durch das Bildobjekt 12 weiterhin zugegriffen werden kann. Ferner bleibt die Bezie­ hung zwischen den Funktionsbausteinen 15 und 16 bestehen, da in der beschriebenen Art und Weise die alte Adresse Adr_23 durch die neu ermittelte Adresse Adr_43 ersetzt wird und nun die Beziehung FB_13 : Adr_43; FB_14 : Adr_24 gilt.

Gewöhnlich werden Software-Funktionsbausteine nicht gelöscht, umbenannt oder von einem Automatisierungsgerät auf ein ande­ res Automatisierungsgerät verschoben, indem der Projektierer direkt auf diese Bausteine in den Automatisierungsgeräten zu­ greift. Häufig werden derartige Änderungen derart bewirkt, daß der Projektierer lediglich die Funktionsplangrafik ändert und die diesen Funktionsbausteinen entsprechenden Objekte löscht, umbenennt oder verschiebt. In diesem Fall sind die Kennungen integraler Bestandteil der Objekte der Funktions­ plangrafik und der Bildobjekte, welche Verbindungen zu ande­ ren Objekten haben. Im übrigen kann in diesem Fall, wie im folgenden gezeigt, auf eine Verweisliste verzichtet werden. Es ist angenommen, daß das Software-Werkzeug 11 wiederum die eindeutigen Kennungen FB_13 und FB_14 erzeugt, die zu den grafischen Objekten 13, 14 der Funktionsplangrafik 9 gehören. Wie bereits gezeigt, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Objekt 13 dem Bildobjekt 12 zugeordnet und ein Ausgang des Objektes 13 mit dem Eingang des Objektes 14 verbunden. Die Kennung FB_13 und die Adresse Adr_23, unter welcher der diesem Objekt 13 zugehörige Funktionsbaustein 15 im Automati­ sierungsgerät 2 hinterlegt wird, trägt das Software-Werkzeug 11 daher in das Bildobjekt 12 ein. Entsprechend trägt das Software-Werkzeug 11 die Kennung FB_13 in das Objekt 14 ein, was bedeutet, daß der diesem Objekt zugeordnete Funktionsbau­ stein 16 als Eingangsgröße die Ausgangsgröße des dem Objekt 13 zugeordnete Funktionsbaustein 15 aufweist. Die Kennung FB_13 ist daher sowohl integraler Bestandteil des Objektes 14 als auch der Verweis des Bildobjektes 12. In den Funktions­ bausteinen 15, 16 des übersetzten und in die Automatisie­ rungsgeräte 2 . . . 5 geladenen Steuerprogramms sind keine der Kennungen FB_13, FB_14 hinterlegt, ebenso ist die Kennung FB_13 nicht im Bildobjekt 12 des in das Bedien- und Beobach­ tungsgerät geladenen Prozeßbildes gespeichert. Im Funktions­ baustein 16 und im Bildobjekt 12 des Prozeßbildes im Bedien- und Beobachtungsgerät ist lediglich die Adresse Adr_23 des Funktionsbausteins 15 als Bezug hinterlegt.

Der Software-Funktionsbaustein 15 im Automatisierungsgerät 2 kann in das Automatisierungsgerät 4 verschoben werden, indem zunächst das Objekt 13 in der Funktionsplangrafik 9 mit der neuen Adresse Adr_43 versehen wird. Anschließend sucht das Software-Werkzeug 11 über die Kennung FB_13 die Objekte, die in Beziehung zu diesem Objekt 13 stehen, dies sind im Bei­ spiel das Objekt 14 und das Bildobjekt 12 im Programmiergerät 8, und trägt in diese Objekte die neue Adresse Adr_43 ein. Schließlich wird die Funktionsplangrafik 9 wiederum zu einem Steuerprogramm übersetzt und in die Automatisierungsgeräte 2 . . . 5 geladen, wobei der Funktionsbaustein 15 in das Automatisierungsgerät 4 und der Funktionsbaustein 16 in das Automatisierungsgerät 2 hinterlegt wird. Ferner wird das Bildobjekt 10 und die diesem Bildobjekt 12 zugeordnete Adres­ se Adr_43 des Software-Funktionsbausteins 15 zusammen mit den restlichen Bildobjekten des Prozeßbildes 10 in das Bedien- und Beobachtungsgerät 6 geladen, wodurch die Verschiebung des Software-Funktionsbausteins 14 durch Verschiebung des Objek­ tes 13 der Funktionsplangrafik abgeschlossen ist.

Claims (7)

1. Anordnung
mit über einen Bus (7) verbundenen Automatisierungsgeräten (2 . . . 5), die mit Objekten in Form von Software-Funktions­ bausteinen (15, 16) versehen sind, wobei einige der Objekte zueinander in Beziehung stehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beziehungen über eindeutige durch einen Algorithmus erzeugte oder über quasi-eindeutige durch einen Zufallszah­ lengenerator erzeugte Kennungen (FB_13, FB_14) hergestellt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, mit einem Bildobjekte (12) dar­ stellenden Bedien- und Beobachtungsgerät (6), wobei einige der Bildobjekte (12) untereinander oder einige der Bildob­ jekte (12) mit einigen der Objekte (15, 16) der Automati­ sierungsgeräte (2 . . . 5) in Beziehung stehen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kennungen (FB_13, FB_14) integraler Bestandteil der Objekte (15, 16) und invariant sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Konsistenzlaufes eine Konsistenzprüf- Software eines Konsistenzprüfmittels (18) über die Kennun­ gen (FB_13, FB_14) die Objekte (15, 16) aufsucht und die Adressen (Adr_23, Adr_24, Adr_43) der aufgefundenen Objekte (FB_13, FB_14) in die sie referenzierenden Objekte (12) einträgt.

5. Programmiersystem zum Erstellen

• - einer Funktionsplangrafik (9) nach Maßgabe einer zu lösen­ den Steuerungsaufgabe, wobei die Funktionsplangrafik (9) auf einem Bildschirm des Programmiersystems (8) darstell­ bare Objekte (13, 14) umfaßt, denen Objekte in Form von Software-Funktionsbausteine (15, 16) zugeordnet sind, und wobei aus der Funktionsplangrafik (9) ein die Software- Funktionsbausteine (15, 16) aufweisendes Steuerprogramm für ein mehrere Automatisierungsgeräte (2 . . . 5) umfassendes Automatisierungssystem erzeugbar ist, welches nach Maßgabe des Steuerprogramms einen technischen Prozeß steuert,
• - eines mehrere Bildobjekte (12) umfassenden Prozeßbildes (10), das auf einem Bedien- und Beobachtungssystem (6) dar­ stellbar ist, welches für eine Prozeßführung vorgesehen ist, wobei einige der Objekte (12, 13, 14, 15, 16) unter­ einander in Beziehung stehen,

dadurch gekennzeichnet,
daß das Programmiersystem die Beziehungen über eindeutige durch einen Algorithmus erzeugte oder über quasi-eindeutige durch einen Zufallszahlengenerator erzeugte Kennungen (FB_13, FB_14) hergestellt.

6. Programmiersystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kennungen (FB_13, FB_14) integraler Bestandteil der Objekte (12, 13, 14, 15, 16) und invariant sind.