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EP1430458B1 - Verfahren zum überwachen einer automatisierungsanlage - Google Patents

Verfahren zum überwachen einer automatisierungsanlage Download PDF

Info

Publication number
EP1430458B1
EP1430458B1 EP02774423A EP02774423A EP1430458B1 EP 1430458 B1 EP1430458 B1 EP 1430458B1 EP 02774423 A EP02774423 A EP 02774423A EP 02774423 A EP02774423 A EP 02774423A EP 1430458 B1 EP1430458 B1 EP 1430458B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
state
terminal
transition
state value
component
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02774423A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1430458A2 (de
Inventor
Peter Becker
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 AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
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 AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1430458A2 publication Critical patent/EP1430458A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1430458B1 publication Critical patent/EP1430458B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a Automation system with one control unit and several Terminals.
  • the invention relates to the safe Detection of several signal changes in a message telegram between Terminal and control unit in an automation system according to the preamble of claim 1.
  • the object of the present invention is a method specify with which at least some of the preceding State changes can also be reconstructed later can.
  • the message telegram is extended to the If necessary, tell the control unit that via the from the Message telegram readable transitions beyond another transition took place. This will be one or two more Binary information per signal provided. If the message telegram In addition, the current state of the terminal transmits, so can from the comparison of the previous with the current state of the terminal to further transitions be closed or a plausibility check by the message telegram transmitted information performed become.
  • an associated value information in the message telegram at least one associated value information component is provided, the assignment of at least one of the transition components and the associated value information.
  • An advantage of the invention is that the control unit based on the received signal state S1 and the event information E01 and E10 the waveform of the last two Can simulate signal change.
  • Figure 1 is an automation system with two terminals 1 and 2 and a control unit 3 shown.
  • the Controller includes an input keyboard 4 and a screen for displaying signals and status information with him connected terminals 1, 2 and depending on the scope of the automation system further, not shown terminals.
  • the controller 3 reads the different, asynchronous Messages of each terminal, so the staff to monitor the plant an overview of the Overall condition of the plant has and if necessary over the Control device 3 can intervene regulatory. (Here and in the Below is the "reading in” the recognition, capture and Editing messages of the terminals understood in the control unit, without these messages only at the respective terminal However, this is also possible is.)
  • the controller is always the current state of the Terminal - delayed - show and also at least the last transition cycle of the terminal ("0" -> "1”; “1” -> “0” or “1” -> “0”; “0” -> “1”).
  • Use cases falls to the second aspect a special Meaning of: For status messages (so-called “Events”) it is important to determine if an event has taken place or not, z. B. if a flap in the Plant opened and closed again. How often this happens is of minor importance and will, if necessary, determined in the terminal and is then available as additional information to disposal.
  • the terminal At a time t0, the terminal is in one logical state, denoted by "0". This state value For example, when commissioning the Automation system present or he can at a later Time has been reached. In the first case is the Control unit 3, the state value of the terminal 1 is not immediate and the original state value becomes only by notifying a change in state of the terminal 1 recognized to the control unit 3.
  • a transition of the terminal 1 takes place from a logical state value "0" to a logical state State value "1".
  • This transition triggers the output of a Message telegram by the terminal 1 off.
  • the message telegram includes a state component S1 that is an identical image the state value of the terminal 1 is.
  • the Message telegram is read in by the control unit 3.
  • the Reading takes place over a certain period of time, it is through an oblique arrow from a lower to an upper level indicated in the figure 1.
  • Next to the arrow is the content of the Message telegram specified, in this case, only from the state component S1, the content of which is "1", i. H. of the new state value is that the terminal 3 is now taken Has.
  • the reading is finished at a time after t1.
  • a signal D1 the corresponds to a representation of the state value S1 of the terminal 1, from a logical state value "0" to a logical state State value "1" is set. (Here is the simplicity provided that a state value transition of the terminal in one direction a transition of the signal D1 in same direction. This is not a requirement for the implementation of the invention and those skilled in the art clear that the relationship between state S1 and presentation signal D1 can also be chosen as a complement.)
  • the control unit 3 sets an acknowledgment signal the sender terminal 1, with which it tells the terminal 1, that the message telegram of the terminal 1 of the Control unit 3 has been successfully read. Also the Transmission of the acknowledgment signal has a certain period of time, indicated by an oblique arrow Q from the upper level the lower level is shown. The subsequent resting state the communication between terminal 1 and control unit 3 is at the lower level by a horizontal arrow indicated. During this time, the terminal 1 processes the Notification of the control unit 3.
  • the terminal 1 Only then can the terminal 1 send a message to the control unit 3 that a another transition has taken place.
  • a transition has in the illustrated example, at time t2, shortly after the first message is sent from the terminal 1 to the controller 3.
  • the transition at time t2 found the communication between the terminal 1 and the Control unit 3 and the processing in the terminal 1 and in the control unit 3 instead.
  • the second state value transition of The logical "1" to the logical "0" was therefore used by the Terminal 1 cached and is only now to the Control unit 3 discontinued.
  • the display signal D1 is turned on "0" is set, and in this case the control unit 3 escapes no crossing.
  • FIG. 2 shows an extended message telegram which the communication between the terminal 1 and the control unit 3 at a higher rate of state value changes of the terminal 1 allows.
  • QTM acknowledgeledgment triggered Report
  • the state value "1" of the Terminal 1 thus corresponds to the last reported, and the Controller 3 would a - already completed - state value transition of the terminal 1 do not recognize. But to also to document the already completed transition, the component OV is set to "1" at the next message telegram set, which indicates to the control unit 3 that except the notified Transitions also a "hidden” transition took place.
  • the display signal is set from “1” to "0".
  • the display signal D1 immediately on Set to "1” to account for the "hidden” transition.
  • the resulting display signal D1 is shown in FIG shown on the top right.
  • FIG. 3 is a Example with a state component S1 and a state component S2 of the message telegram shown.
  • the "hidden” transition S1 is lost at t2 and t4. This would also come with an additional component OV of the Do not change the message telegram because the system has this component OV no longer uniquely assign one of the state values S1 and S2 could.
  • FIG. 4 shows an embodiment for the reliable detection of Condition value transitions at several possible states of the Terminal in QTM method by extension of the message telegram shown.
  • the message state is in principle another Binary information is required for each reported signal.
  • has the controller does not or is the message state Information difficult to determine, eg. B. in the startup situation of the control unit, are next to the respective state component at least two more binary information for each state component necessary.
  • the message telegram contains at least a first transition component E01, which is a transition from a first state value to indicates a second state value, and a second transition component E10, which is a transition from the second state value to the first state value.
  • each signal receives the additional binary information E01 (state value changes from “0” to “1”) and E10 (State value changes from “1” to “0”). He follows a state value transition, this will be in the corresponding Event bit E01 or E10 recorded. (The components S1, E01, E10, S2, ... are listed at the bottom right of the figure.) After sending the message after the time t1 deleted this event information. The following Events at t2 and after are collected and received the acknowledgment signal Q reported to the controller. The control unit can based on the received signal state S1 and the event information E01 and E10 den Trace waveform of the last two signal changes.
  • the values in the message telegram at t5 show the control unit 3 both that, the current state value S1 is "1" as well as since the last message telegram two transitions have taken place.
  • the presentation signal D1 to the first state of the terminal 1 as in Figure 4 shown at the top right, the course of the transitions (qualitatively) reconstruct, namely through the transitions "0" to "1", “1" to "0” and "0" to "1". This corresponds to the Transitions from S1.
  • the transitional components become E01 and E10 reset to S1 at "0".
  • t3 also has a transition from S2 from "0" to "1". This sets S2 to "1” and E01 also set to "1". These values persist until they are communicated to the control unit in a message telegram. This takes place at the time t5. Only after that will be the transition components E01 and E10 to S2 reset to "0".
  • the system according to the invention can be extended if the State component S1 or S2 of the message telegram a indicates current state value of the terminal 1 and the Control unit 3, the current state value of the terminal. 1 with a preceding state value of the same terminal 1 compares. Depending on the comparison result and the respective transitional component E01 or E10 can so State value transitions of the respective terminal 1 or 2 before be reached the achievement of the current state value.
  • the control unit more Information informs.
  • the accompanying information be a time indication that the Control unit tells when the state transition at a Terminal was detected.
  • the invention becomes such an associated value information in at least one associated value information component to the message telegram supplied with the assignment of the corresponding Transitional components and the associated associated value information ensures.
  • the companion value information component becomes set to Sn at "1" when the time indication in the associated value information on a state transition from Sn. Be in at the same time the terminal also other state transitions detected so are accordingly, additional associated value information components Set to "1".
  • transition from Sn is the only state transition, which was recognized at the time and will only a time information from the terminal to the controller is output, so only an associated value information component set to "1", all others remain at "0". modifications the extension of the message telegram by associated value information components are obvious to the skilled person and will not be explained further.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Automatisierungsanlage mit einem Steuergerät und mehreren Endgeräten. Insbesondere betrifft die Erfindung das sichere Erkennen mehrerer Signalwechsel in einem Meldetelegramm zwischen Endgerät und Steuergerät in einer Automatisierungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In Automatisierungsanlagen mit mehreren Endgeräten (auch Automatisierungsgeräte genannt) und Steuergeräten (auch Bedien- und Beobachtungsstationen oder "Operator Station" genannt) werden Ereignisse auf Binärsignale abgebildet. Signaländerungen (pegelgetriggerte Änderungen) werden von den Endgeräten erfasst und mittels Meldetelegramm an ein oder mehrere Steuergeräte gemeldet, wo der gemeldete Signalpegel angezeigt und weiterverarbeitet wird.
Beim Stand der Technik kann eine zweite Meldung, beispielsweise mit dem Inhalt, dass sich das Signal zwischenzeitlich erneut geändert hat, erst dann wieder gesendet werden, wenn das Steuergerät dem Endgerät den Empfang der ersten Meldung bestätigt hat. Diese Bestätigung erfolgt mit einer Quittierungsnachricht.
Wird in einem Meldetelegramm ein einzelnes Signal gemeldet, so werden beim Stand der Technik die letzten beiden Signalwechsel erkannt. Die Rahmenbedingungen hierzu sind: a) im Meldetelegramm ist eine Zusatzinformation "Overflow" vorgesehen, die anzeigt, dass ein oder mehrere Signalwechsel nicht gemeldet werden konnten; b) eine Meldung wurde mit dem gleichen Signalzustand wie das zuletzt gemeldete und in dem Steuergerät gespeicherte Signal empfangen.
Um die Leistungsfähigkeit des Meldeprotokolls zu steigern und um Systemressourcen effektiver zu nutzen, werden Meldetelegramme eingesetzt, die mehr als ein Signal enthalten, nämlich beispielsweise acht Signale. Die Zusatzinformation in Form des "Overflow-Flags" im Meldetelegramm und die Tatsache, dass ein Meldetelegramm empfangen wurde, stellt bei mehreren Signalen eine l:n-Beziehung dar. Eine Zuordnung der Zusatzinformation in dem "Overflow-Flag" sowie des Ereignisses "Empfang eines Meldetelegramms" zu einem einzelnen der mehreren Signale ist nicht mehr möglich. Damit ist sie für die allgemein gültige Signalverfolgung unbrauchbar. Die zur Verfügung stehende Information im Meldetelegramm reduziert sich vielmehr auf den jeweiligen Signalzustand, ein zwischenzeitlicher Wechsel vom ursprünglichen in einen zweiten Zustand und wieder zurück wird nicht erkannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem wenigstens einige der vorangegangenen Zustandswechsel auch nachträglich noch rekonstruiert werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird das Meldetelegramm erweitert, um dem Steuergerät gegebenenfalls mitzuteilen, dass über die aus dem Meldetelegramm ablesbaren Übergänge hinaus ein weiterer Übergang stattgefunden hat. Dazu werden eine oder zwei weitere Binärinformationen je Signal vorgesehen. Wenn das Meldetelegramm darüber hinaus den aktuellen Zustand des Endgeräts überträgt, so kann aus dem Vergleich des vorangehenden mit dem aktuellen Zustand des Endgeräts auf weitere Übergänge geschlossen werden bzw. eine Plausibilitätsprüfung der durch das Meldetelegramm übermittelten Information durchgeführt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zu einer Begleitwertinformation in dem Meldetelegramm wenigstens eine Begleitwertinformationskomponente vorgesehen, die eine Zuordnung wenigstens einer der Übergangskomponenten und der Begleitwertinformation herstellt.
Dabei sind vorzugsweise alle Komponenten des wenigstens einen Meldetelegramms binär dargestellt.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Steuergerät anhand des empfangenen Signalzustandes S1 und der Ereignisinformation E01 und E10 den Signalverlauf der letzten beiden Signalwechsel nachbilden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, bei der Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird.
Figur 1
zeigt die Abfolge von Zustandsänderung und der dazugehörigen Darstellung bei einem Zustandsübergang nach dem Stand der Technik.
Figur 2
zeigt die Abfolge von Zustandsänderung und der dazugehörigen Darstellung bei mehreren Zustandsübergängen nach dem Stand der Technik.
Figur 3
zeigt die Abfolge von Zustandsänderung und der dazugehörigen Darstellung bei mehreren Meldetelegrammen und mehreren Zustandsübergängen nach dem Stand der Technik.
Figur 4
zeigt die Abfolge von Zustandsänderung und der dazugehörigen Darstellung bei mehreren Meldetelegrammen und mehreren Zustandsübergängen gemäß der Erfindung.
In Figur 1 ist eine Automatisierungsanlage mit zwei Endgeräten 1 und 2 sowie einem Steuergerät 3 gezeigt. Das Steuergerät umfasst eine Eingabetastatur 4 und einen Bildschirm zum Anzeigen von Signalen und Zustandsangaben der mit ihm verbundenen Endgeräte 1, 2 und je nach Umfang der Automatisierungsanlage weiterer, nicht dargestellter Endgeräte.
Jedes der Endgeräte 1 und 2, die in der Regel spezielle Aufgaben in der Automatisierungsanlage erfüllen, kann wenigstens zwei unterschiedliche Zustandswerte annehmen. Diese Zustandswerte werden als Zustandsangabe oder als Mitteilung eines Übergangs zwischen Zustandswerten dem Steuergerät 3 mitgeteilt, wobei die Kommunikation zwischen Endgerät 1 bzw. 2 und Steuergerät 3 in den Figuren als Doppelpfeil angedeutet ist. Das Steuergerät 3 liest die unterschiedlichen, asynchronen Meldungen der einzelnen Endgeräte ein, so dass das Personal zur Überwachung der Anlage einen Überblick über den Gesamtzustand der Anlage hat und gegebenenfalls über das Steuergerät 3 regulierend eingreifen kann. (Hier und im Folgenden wird unter "Einlesen" das Erkennen, Erfassen und Bearbeiten von Meldungen der Endgeräte im Steuergerät verstanden, ohne dass diese Meldungen erst beim jeweiligen Endgerät abgerufen werden müssen, was jedoch ebenfalls möglich ist.)
Dabei soll das Steuergerät immer den aktuellen Zustand des Endgeräts - zeitverzögert - anzeigen und außerdem zumindest den letzten Übergangszyklus des Endgeräts ("0" -> "1"; "1" -> "0" oder "1" -> "0"; "0" -> "1") erkennen. In bestimmten Anwendungsfällen fällt dem zweiten Aspekt eine besondere Bedeutung zu: Bei Zustandsmeldungen (so genannten "Events") ist es wichtig festzustellen, ob ein Ereignis stattgefunden hat oder nicht, z. B. ob eine Klappe in der Anlage geöffnet und wieder geschlossen wurde. Wie oft dies geschieht, ist von untergeordneter Bedeutung und wird, falls notwendig, im Endgerät ermittelt und steht dann als Zusatzinformation zur Verfügung.
In dem rechten Teil der Figur 1 ist die Abfolge mehrerer Zustandsänderungen des Endgerätes 1, der Inhalt von zwischen dem Endgerät 1 und dem Steuergerät 3 ausgetauschten Meldungen und die dazugehörige Darstellung in dem Steuergerät 3 nach dem Stand der Technik gezeigt.
Zu einem Zeitpunkt t0 befindet sich das Endgerät in einem logischen Zustand, der mit "0" bezeichnet ist. Dieser Zustandswert kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Automatisierungsanlage vorliegen oder er kann zu einem späteren Zeitpunkt erreicht worden sein. Im ersten Fall ist dem Steuergerät 3 der Zustandswert des Endgerätes 1 nicht unmittelbar bekannt, und der ursprüngliche Zustandswert wird erst durch Mitteilung einer Zustandsänderung des Endgerätes 1 an das Steuergerät 3 erkannt.
Zu einem Zeitpunkt t1 erfolgt ein Übergang des Endgerätes 1 von einem logischen Zustandswert "0" auf einen logischen Zustandswert "1". Dieser Übergang löst die Ausgabe eines Meldetelegramms durch das Endgerät 1 aus. Das Meldetelegramm umfasst eine Zustandskomponente S1, die ein identisches Abbild des Zustandswertes des Endgerätes 1 ist. Das Meldetelegramm wird von dem Steuergerät 3 eingelesen. Das Einlesen erfolgt über eine bestimmte Zeitdauer, es ist durch einen schrägen Pfeil von einem unteren auf einen oberen Pegel in der Figur 1 angedeutet. Neben dem Pfeil ist der Inhalt des Meldetelegramms angegeben, das in diesem Fall nur aus der Zustandskomponente S1 besteht, deren Inhalt "1" ist, d. h. der neue Zustandswert ist, den das Endgerät 3 jetzt eingenommen hat. Beendet ist das Einlesen zu einem Zeitpunkt nach t1.
Wenn das Einlesen des Meldetelegramms durch das Steuergerät 3 beendet ist, wird in dem Steuergerät 3 ein Signal D1, das einer Darstellung des Zustandswertes S1 des Endgerätes 1 entspricht, von einem logischen Zustandswert "0" auf einen logischen Zustandswert "1" gesetzt. (Hier wird der Einfachheit halber vorausgesetzt, dass ein Zustandswertübergang des Endgerätes in einer Richtung einem Übergang des Signals D1 in derselben Richtung entspricht. Dies ist jedoch keine Voraussetzung für die Umsetzung der Erfindung und dem Fachmann ist klar, dass die Beziehung zwischen Zustand S1 und Darstellungssignal D1 auch komplementär gewählt werden kann.)
Nach der vollständigen Übertragung des Meldetelegramms von dem Endgerät 1 an das Steuergerät 3 folgen weitere Verarbeitungsschritte in dem Steuergerät 3. Die Dauer der Verarbeitungsschritte ist durch den waagerechten Pfeil auf dem oberen Pegel angedeutet. Erst nach Abschluss der Verarbeitungsschritte setzt das Steuergerät 3 ein Quittierungssignal an das Absenderendgerät 1 ab, mit dem es dem Endgerät 1 mitteilt, dass das Meldetelegramm des Endgerätes 1 von dem Steuergerät 3 erfolgreich eingelesen worden ist. Auch die Übertragung des Quittierungssignals hat eine bestimmte Zeitdauer, die durch einen schrägen Pfeil Q vom oberen Pegel auf den unteren Pegel dargestellt ist. Der nachfolgende Ruhezustand der Kommunikation zwischen Endgerät 1 und Steuergerät 3 ist durch einen waagerechten Pfeil auf dem unteren Pegel angedeutet. In dieser Zeit verarbeitet das Endgerät 1 die Mitteilung des Steuergerätes 3. Erst danach kann das Endgerät 1 eine Mitteilung an das Steuergerät 3 absetzen, dass ein weiterer Übergang stattgefunden hat. Ein solcher Übergang hat in dem dargestellten Beispiel zum Zeitpunkt t2 stattgefunden, kurz nach Absetzen der ersten Mitteilung von dem Endgerät 1 an das Steuergerät 3. Während des Übergangs zum Zeitpunkt t2 fand die Kommunikation zwischen dem Endgerät 1 und dem Steuergerät 3 und die Verarbeitung in dem Endgerät 1 bzw. in dem Steuergerät 3 statt. Der zweite Zustandswertübergang von der logischen "1" auf die logische "0" wurde daher von dem Endgerät 1 zwischengespeichert und wird erst jetzt an das Steuergerät 3 abgesetzt. Das Darstellungssignal D1 wird auf "0" gesetzt, und in diesem Fall entgeht dem Steuergerät 3 kein Übergang.
In Figur 2 ist ein erweitertes Meldetelegramm gezeigt, das die Kommunikation zwischen dem Endgerät 1 und dem Steuergerät 3 bei höherer Rate von Zustandswertänderungen des Endgerätes 1 ermöglicht. Wenn sich Signale sehr schnell ändern, kann es zu einer sehr hohen Meldelast kommen. Dadurch wird die Automatisierungsanlage belastet und die Kommunikationsfähigkeit der Anlage erheblich eingeschränkt. Um dies zu verhindern, wird ein im Stand der Technik als "Quittierungsgetriggertes Melden" (QTM) bezeichnetes Verfahren eingeführt, mit dem Meldungen interaktiv beeinflusst werden. Eine Meldung wird vom Endgerät nur dann gemeldet, wenn dieses Signal von dem Steuerungsgerät mittels Telegramm freigeschaltet wurde. Ist ein Signal im Endgerät freigeschaltet, meldet das Endgerät einen Signalwechsel und löscht die Freischaltung im Endgerät. Weitere Signalwechsel können wegen der gelöschten Freischaltung nicht mehr gemeldet werden. Geht ein Signalwechsel verloren, kann dieses Signal nicht mehr freigeschaltet werden. Um diese Selbstblockade ("Deadlock") auszuschalten, ist es zwingend notwendig, dass wenigstens die beiden letzten Signalwechsel erkannt werden.
Dazu wird bei dem Verfahren nach Figur 2 eine weitere Komponente in das Meldetelegramm mit aufgenommen, die mit OV ("Overflow") bezeichnet ist. Zusätzlich zu den in Figur 1 gezeigten Übergängen des Endgeräts 1 von "0" auf "1" bei t1 und von "1" auf "0" bei t2 findet ein weiterer Übergang von "0" auf "1" bei t3 statt. Der Übergang von "1" auf "0" bei t2 kann aus den oben genannten Gründen nicht sofort von dem Endgerät 1 an das Steuergerät 3 gemeldet werden und ginge damit verloren, da zu dem Zeitpunkt, zu dem das Endgerät 1 eine weitere Meldung an das Steuergerät 3 absetzen kann, sein Zustandswert - wieder - "1" ist. Der Zustandswert "1" des Endgeräts 1 entspricht damit dem zuletzt gemeldeten, und das Steuergerät 3 würde einen - bereits abgeschlossenen - Zustandswertübergang des Endgeräts 1 nicht erkennen. Um aber auch den bereits abgeschlossenen Übergang zu dokumentieren, wird beim nächsten Meldetelegramm die Komponente OV auf "1" gesetzt, was dem Steuergerät 3 anzeigt, dass außer den mitgeteilten Übergängen auch noch ein "verborgener" Übergang stattgefunden hat. Bei Empfang des zweiten Meldetelegramms, das den Übergang von "1" auf "0" des Endgeräts 1 mitteilt, wird daher das Darstellungssignal von "1" auf "0" gesetzt. Da aber außerdem die Komponente OV des Meldetelegramms auf "1" gesetzt ist, wird das Darstellungssignal D1 sofort wieder auf "1" gesetzt, um dem "verborgenen" Übergang Rechnung zu tragen. Das resultierende Darstellungssignal D1 ist in Figur 2 oben rechts gezeigt.
Diese Information reicht, wie in Figur 3 gezeigt ist, nicht aus, wenn das Endgerät 1 mehrere unabhängige Zustände annehmen kann und daher dem Steuergerät 3 mehr als eine Zustandskomponente gemeldet werden müssen. In Figur 3 ist ein Beispiel mit einer Zustandskomponente S1 und einer Zustandskomponente S2 des Meldetelegramms gezeigt.
Bei dem Beispiel in Figur 3 erfolgt die gleiche Folge von Zustandswertübergängen der Zustandskomponente S1 wie in Figur 2, d. h. ein erster Zustandswertübergang von "0" nach "1" bei t1, ein zweiter Zustandswertübergang von "1" nach "0" bei t2 und ein dritter Zustandswertübergang von "0" nach "1" bei t4. Außerdem erfolgt ein Zustandswertübergang einer zweiten Zustandskomponente S2 von "0" nach "1" bei t3 zwischen t2 und t4. Das erste Meldetelegramm, das bei t1 von dem Endgerät 1 an das Steuergerät 3 abgesetzt wird, enthält daher als Werte für die Komponenten S1 und S2 "1" bzw. "0". Das zweite Meldetelegramm, das nach t4 von dem Endgerät 1 an das Steuergerät 3 abgesetzt wird, enthält als Werte für die Komponenten S1 und S2 "1" und "1", da zu diesem Zeitpunkt sowohl S1 als auch S2 den Wert "1" angenommen haben. Der "verborgene" Übergang von S1 bei t2 und t4 geht dem System damit verloren. Dies würde sich auch mit einer zusätzlichen Komponente OV des Meldetelegramms nicht ändern, da das System diese Komponente OV nicht mehr eindeutig einem der Zustandswerte S1 und S2 zuordnen könnte.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform zum sicheren Erkennen von Zustandswertübergängen bei mehreren möglichen Zuständen des Endgeräts bei QTM-Verfahren durch Erweiterung des Meldetelegramms gezeigt. Unter der Bedingung, dass das Steuergerät den Meldezustand gespeichert hat, ist prinzipiell eine weitere Binärinformation für jedes gemeldete Signal notwendig. Besitzt das Steuergerät den Meldezustand nicht bzw. ist diese Information schwer zu ermitteln, z. B. in der Anlaufsituation des Steuergeräts, sind neben der jeweiligen Zustandskomponente mindestens zwei weitere Binärinformationen für jede Zustandskomponente notwendig. Mit anderen Worten, das Meldetelegramm enthält wenigstens eine erste Übergangskomponente E01, die einen Übergang von einem ersten Zustandswert zu einem zweiten Zustandswert anzeigt, und eine zweite Übergangskomponente E10, die einen Übergang von dem zweiten Zustandswert zu dem ersten Zustandswert anzeigt.
In Figur 4 werden jedem Signal die zusätzlichen Binärinformationen E01 (Zustandswert wechselt von "0" nach "1") und E10 (Zustandswert wechselt von "1" nach "0") zugeordnet. Erfolgt ein Zustandswertübergang, wird dies in dem entsprechenden Ereignisbit E01 oder E10 festgehalten. (Die Komponenten S1, E01, E10, S2, ... sind rechts unten in der Figur aufgelistet.) Nach Versenden der Meldung nach dem Zeitpunkt t1 werden diese Ereignisinformationen gelöscht. Die darauf folgenden Ereignisse bei t2 und danach werden gesammelt und mit Eintreffen des Quittierungssignals Q an das Steuergerät gemeldet. Das Steuergerät kann anhand des empfangenen Signalzustandes S1 und der Ereignisinformation E01 und E10 den Signalverlauf der letzten beiden Signalwechsel nachbilden.
Finden auch nach t4 noch weitere Zustandswertübergänge statt, ohne dass eine Meldung versendet werden kann, bleiben die Ereignisinformationen E01 und E10 unverändert (die Ereignisse E01 und E10 haben stattgefunden); lediglich die Zustandskomponente S1 nimmt den aktuellen Signalzustand an.
In Figur 4 befinden sich daher zum Zeitpunkt t0 die Komponenten S1, E01 und E10 des ersten Zustands alle auf "0", ebenso wie die Komponenten S2, E01 und E10 des zweiten Zustands des Endgeräts 1. Zum Zeitpunkt t1 ändert sich der Zustandswert von S1 von "0" auf "1", so dass S1 und E01 jeweils den Wert "1" annehmen, alle anderen Variablen behalten den Wert "0" bei. Unmittelbar nach dem Übergang wird der Wert von E01 wieder auf "0" zurückgesetzt, da der Übergang bereits mit dem letzten Meldetelegramm gemeldet worden ist, so dass die Komponenten S1, E01 und E10 den Wert "1", "0" und "0" annehmen.
Zum Zeitpunkt t2 erfolgt der Übergang von S1 von "1" auf "0". Die Werte von S1, E01 und E10 sind folglich "0", "0" und "1". Da dieser Übergang nicht sofort durch das Endgerät 1 an das Steuergerät 3 gemeldet werden kann, bleiben diese Werte bis zu dem Zeitpunkt t4 aufrechterhalten. Bei t4 erfolgt ein weiterer Übergang von S1 von "0" auf "1". Der vorige Übergang von S1 konnte jedoch noch immer nicht gemeldet werden, so dass der Wert von S1, E01 und E10 jetzt "1", "1" und "1" ist. Diese Werte bleiben bestehen bis zum nächsten Meldetelegramm, das in dem gezeigten Beispiel bei t5 an das Steuergerät abgesetzt wird. Die Werte in dem Meldetelegramm bei t5 zeigen dem Steuergerät 3 sowohl an, dass der aktuelle Zustandswert S1 "1" ist, als auch dass seit dem letzten Meldetelegramm zwei Übergänge stattgefunden haben. Damit kann das Darstellungssignal D1 zu dem ersten Zustand des Endgerätes 1, wie in Figur 4 oben rechts dargestellt, den Verlauf der Übergänge (qualitativ) rekonstruieren, nämlich durch die Übergänge "0" auf "1", "1" auf "0" und "0" auf "1". Dies entspricht den Übergängen von S1. Bei t5 werden die Übergangskomponenten E01 und E10 zu S1 auf "0" zurückgesetzt.
In der Zwischenzeit hat bei t3 außerdem ein Übergang von S2 von "0" auf "1" stattgefunden. Damit wird S2 auf "1" und E01 ebenfalls auf "1" gesetzt. Diese Werte bleiben bestehen, bis sie in einem Meldetelegramm dem Steuergerät mitgeteilt werden. Dies erfolgt bei dem Zeitpunkt t5. Erst danach werden die Übergangskomponenten E01 und E10 zu S2 auf "0" zurückgesetzt.
In Figur 4 sind neben den Übergängen die Werte von S1, S2, E01 zu S1, E10 zu S1, E01 zu S2 und E10 zu S2 zusammen mit den jeweiligen Werten der anderen Komponenten angegeben.
Das erfindungsgemäße System lässt sich erweitern, wenn die Zustandskomponente S1 bzw. S2 des Meldetelegramms einen momentanen Zustandswert des Endgerätes 1 anzeigt und das Steuergerät 3 den momentanen Zustandswert des Endgerätes 1 mit einem vorangehenden Zustandswert des gleichen Endgeräts 1 vergleicht. In Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis und der jeweiligen Übergangskomponente E01 bzw. E10 können so Zustandswertübergänge des jeweiligen Endgeräts 1 bzw. 2 vor dem Erreichen des momentanen Zustandswertes ermittelt werden.
Bei einigen Meldetelegrammen nach dem Stand der Technik ist eine Begleitinformation vorgesehen, die dem Steuergerät weitere Information mitteilt. Beispielsweise kann in der Begleitinformation eine Zeitangabe enthalten sein, die dem Steuergerät mitteilt, wann der Zustandsübergang bei einem Endgerät erfasst wurde. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zu einer solchen Begleitwertinformation in dem Meldetelegramm wenigstens eine Begleitwertinformationskomponente mitgeliefert, die die Zuordnung der entsprechenden Übergangskomponenten und der dazugehörigen Begleitwertinformation sicherstellt. Beispielsweise wird die Begleitwertinformationskomponente zu Sn auf "1" gesetzt, wenn sich die Zeitangabe in der Begleitwertinformation auf einen Zustandsübergang von Sn bezieht. Werden zur gleichen Zeit in dem Endgerät auch andere Zustandsübergänge erkannt, so werden entsprechend weitere Begleitwertinformationskomponenten auf "1" gesetzt. Ist der Übergang von Sn der einzige Zustandsübergang, der zu dem Zeitpunkt erkannt wurde, und wird nur eine Zeitinformation von dem Endgerät an das Steuergerät ausgegeben, so wird nur eine Begleitwertinformationskomponente auf "1" gesetzt, alle anderen bleiben auf "0". Abwandlungen der Erweiterung des Meldetelegramms durch Begleitwertinformationskomponenten sind für den Fachmann offensichtlich und werden nicht weiter erläutert.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Beispiele beschränkt. So wurde davon ausgegangen, dass alle Komponenten S1, S2, E01 und E10 des Meldetelegramms binär dargestellt sind. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig, sondern es können auch einige oder alle Komponenten als Analogwerte vorliegen.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Überwachen einer Automatisierungsanlage, die umfasst:
    wenigstens ein Endgerät (1, 2), das wenigstens zwei unabhängige Zustände annehmen kann, welche jeweils zwei mögliche Zustandswerte aufweisen, und das ein Meldetelegramm ausgibt, das von den wenigstens zwei Zuständen abhängt, wobei das Meldetelegramm wenigstens eine Zustandskomponente (S1, S2) aufweist, und
    ein Steuergerät (3), das das Meldetelegramm von dem wenigstens einen Endgerät (1, 2) einliest, wobei das wenigstens eine Endgerät (1, 2) ein weiteres Meldetelegramm erst ausgibt, nachdem es ein Quittierungssignal (Q) von dem Steuergerät (3) empfangen hat,
       dadurch gekennzeichnet, dass
    das Meldetelegramm wenigstens eine erste Übergangskomponente (E01), die einen Übergang von einem ersten Zustandswert zu einem zweiten Zustandswert von einem der wenigstens zwei Zustände anzeigt, und wenigstens eine zweite Übergangskomponente (E10), die einen Übergang von dem zweiten Zustandswert zu dem ersten Zustandswert von einem der wenigstens zwei Zustände anzeigt, enthält,
    die wenigstens eine Zustandskomponente (S1, S2) des Meldetelegramms einen momentanen Zustandswert von einem der wenigstens zwei Zustände des Endgerätes (1, 2) anzeigt,
    das Steuergerät (3) den momentanen Zustandswert dieses Zustands des Endgerätes (1, 2) mit einem vorangehenden Zustandswert dieses Zustands des Endgeräts (1, 2) vergleicht und in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis und der ersten und/oder zweiten Übergangskomponente (E01, E10) Zustandsübergänge des jeweiligen Endgeräts (1, 2) vor Erreichen des momentanen Zustandswertes ermittelt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Meldetelegramm eine Begleitwertinformation aufweist und das Meldetelegramm wenigstens eine Begleitwertinformationskomponente aufweist, die eine Zuordnung wenigstens einer der Übergangskomponenten und der Begleitwertinformation herstellt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Komponenten (S1, S2, E01, E10) des wenigstens einen Meldetelegramms binär dargestellt sind.
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