基于可分配的技术目标的工业控制的装置及方法

专利名称：基于可分配的技术目标的工业控制的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种用于技术过程的工业控制，尤其用于生产机器。
此外，本发明涉及技术过程的工业控制的编程或设计方法，尤其用于生产机器。
在此情况下，工业控制装置是独立的装置，但它还可综合在计算机、PC、独立的装置或传动装置中。
背景技术：
迄今公知的用于技术过程自动化的工业控制实质上是基于“SPS功能”、“MC功能”或技术功能。因为在这类功能的框架中预给定了一定的功能范围，因此对专门过程的要求的最佳适配常常仅在一定条件下才有可能，其中在具体的应用例中经常整一组功能是多余的(例如在机床的MC控制的情况下可能一些已有的功能对于包装机是多余的)。
由DE 197 40 550还公知了用于技术过程的控制和/或控制加工机器运动的装置，它操作控制程序。该控制程序由多个软件模块组成。其中本身为公知的可存储编程的控制的过程控制功能及本身公知的MC控制的运动功能在统一的可设计的控制系统中实现。但是这里各软件模块分别通过部分控制来操作，以致将对软件模块设置中心计算单元。
此外，由DE198 53 205公知了一种控制技术过程的方法，它基于分级功能及软件部分按需要的连接以及可预给定的、至少可参数化的功能。但在这方面软件部分的连接及设计还不能最佳地实现。

发明内容
本发明的目的在于，对于作为基础的技术过程的各不同的控制任务及不同的边界条件或要求，不但在其控制结构上且在其功能上以简单的方式建立工业控制的最佳型式。
本发明是基于这样的认识，即工业控制的运行时间系统和/或工程系统不仅操作SPS功能且操作运动功能和/或技术功能，及通过在工业控制的运行时间系统和/或工程系统中功能码动态加载的可能性必定能实现其最佳型式，即控制的定标，此外，其中通过技术功能与装置功能的分离可以使控制的建立或设计变得容易。
根据本发明，所述类型的工业控制的上述任务将如此实现，即该控制装置具有用于控制基本功能的可普遍应用的、最好技术中性的基本系统，其中可分级的技术目标类型对技术功能补充控制的基本功能及根据可由用户裁剪的分级在其相应的应用中作为技术目标来提供，其中将进行技术功能及装置功能之间的分离。
技术目标代表现实世界中的单元。在上述工业控制中它例为机床或生产机器的单元。技术目标提供了确定的技术上封闭的功能。它们可以有不同的连接，以便实现复杂的任务。通过——最好真实单元的——技术目标构成控制的技术功能，对于用户或控制装置的使用者使技术强度，即控制的能力变得清晰。此外作为软件技术单元，技术目标可被用户很容易地再使用到不同的应用及控制中。用户在使用技术目标时可从其实施中将其抽象出来。用户在其应用程序中可直接使用的技术目标类型由技术目标类型的分级形成。由一次确定的技术目标类型可获得技术目标类型的任意多个(被裁剪的)分级。通过不仅在工程系统中且在运行时间系统中可实现的分级，使用户很容易且很轻松地作到在其应用中使用技术目标。因此很容易扩展控制装置的功能范围。该扩展能力仅受HW限制条件(例如CPU功率或存储器能力)的限制。
此外，用户具有用现有的控制基本功能的基本系统来扩展其功能的可能性，这些功能对于其应用是实际需要的。它将如此实现，即对控制的基本系统加载明显确定的、必需的技术目标。因此用户可以单独地建立具有确定功能的控制。通常在控制中存在的不必要功能由此得以避免及不会引起成本的额外增加。
本发明的另一优点在于技术功能及装置功能的分离。其中技术目标由装置中抽象出来，技术目标在该装置上运行。因此可很容易地改变技术目标在装置中的配置及程序的建立(即技术目标在应用程序中的使用)可与装置无关地实现。由此装置本身仅表现为技术目标运行环境。用户可用对他来说最佳的方式方法来进行技术目标对装置的实际配置。最佳化的标准例为满负载、空间分配或总线长度。
此外的优点在于这种可定标的控制装置的开发及生产。可提供必要的基本功能(基本系统)的控制装置可以大量地极其简单地制造(规模经济)。
本发明的另一有利构型在于，技术目标之间通信连接自动发生或设计是在作为基础的硬件布局和/或技术解决的基础上实现的。在工程系统中技术目标对装置的信息配置、装置及网络布局以及数据容量将被求值及由此产生通信通道的自动设计。因此用户将容易建立程序。
本发明的另一有利型式在于，在技术目标之间通信连接的自动发生或设计时将考虑被技术目标分配或获得的质量特性。该自动通信设计可实现所使用的装置布局及网络布局的有效利用，因为这里抽象出的“服务质量”要求如广播、脉冲同步、传输时间可最佳地反映在装置性能及总线的性能上。在工程系统中技术目标对装置的信息配置，装置及网络布局、以及数据容量将被求值及由此产生通信通道的自动设计。
本发明的另一有利型式在于，技术目标的灵活移动性和/或可分配性进行在不同或相同性能的硬件系统和/或运行时间系统上。技术目标与平台或硬件无关。它不包括平台或硬件专有的性能，及由此可很容易地被加载、移动及分配在不同的硬件系统和/或运行时间系统上。通过技术目标在不同或相同性能的硬件系统上可移动的、可分配的可能性，用户可很灵活地利用及使用技术目标。在技术目标的移动及分配时不必担心作为基础硬件系统和/或运行时间系统方面的限制。此外通过技术目标的移动及分配使系统中的负载可灵活分配及平衡。
本发明的另一有利型式在于，技术目标的可灵活移动性和/或可分配性在不同或相同性能的硬件系统和/或运行时间系统上在设计中进行，其中设计涉及一个或多个控制单元的数据和/或程序。因此用户具有在设计装置中使用不同硬件的可能性，其还可具有不同的性能，基于其用户能容易且灵活地分配技术目标，而不必需考虑该装置的各性能。
本发明的另一有利型式在于，技术目标的功能分配是在实时上在通过脉冲同步等距离地彼此联系的控制单元中进行的。因此技术目标可分配在装置或控制单元上，控制单元则通过通信媒体形成联系，该媒体允许脉冲同步等距离地联系。因此技术目标可在实时上彼此联系。在设计中技术目标类型的分级可被清楚地参考及可在(硬件(HW-))平台上被重叠使用。
本发明的另一有利型式在于，该控制装置的功能方面的技术定标是通过技术目标类型的可加载性能实现的。因此用户具有实现其控制的功能性定标的可能性。用户还由此可很简单地使控制功能适配于作为基础的当前的要求及边界条件。该可扩展性不仅涉及装置功能且还涉及技术功能。
本发明的另一有利型式在于，连接技术目标为复杂的技术目标，即所谓的容器目标(Container-Objekten)。由此用户具有由“简单”的技术目标建立复杂的技术目标的可能性，后者与“简单”的技术目标相比可提供及表现为高级或复杂的技术功能。该连接通过技术目标之间的分级关系和/或数据流关系来实现。
本发明的另一有利型式在于，对用户提供技术目标的不同显示。提供技术目标的抽象机制允许(以应用阶段或应用类型而定)对其不同的显示。由工程如可得到设计的显示(通常以树支图形式)和/或投入运行的显示(如对于分级的布局及配置)。但还可提供编程技术的显示。在该显示中可对用户提供技术目标的方式及性能。以人类工程学的观点该显示以图形使用表面形式向用户提供，如作为图标(Icons)和/或时标(Masken)。
本发明的另一有利型式在于，设置技术目标对另外存在的技术目标及控制基本系统的无反作用的编程，只要反作用没有明显地被编程或设计。因此用户可使技术目标的性能与另外技术目标或控制基本系统无关地编程。但当需要或必要时，用户可明显地编程或设计反作用。用户在编程技术目标方面的灵活性由此得以提高。
本发明的另一有利型式在于，技术目标在工程系统中通过图形单元和/或时标进行显示。在使用技术目标时用户通过图形使用面可受到支持。由此设计或编程的效率及质量得以提高。
本发明的另一有利型式在于，可综合技术目标类型为技术数据包。技术数据包表示为与技术和/或功能成整体的技术目标类型。通过技术数据便对控制的基本系统加载，该控制可用提供的各功能范围来保持。这些控制具有极少的功能过多使用。通过综合技术目标类型及配置为技术数据包一方面可实现结构化及分级化，另一方面技术数据包是使技术目标类型加载到控制装置的运行时间系统的适当措施。
根据本发明，所述类型方法的上述任务将通过以下的步骤来实现(a)使用最好具有技术中性基本功能的基本系统；(b)对与用户有关的技术目标进行分级；
(c)将技术目标连接成复杂功能的技术目标；(d)将技术目标分配和/或插入到装置上；(e)在技术目标之间自动产生通信通道；(f)在另外的技术目标中尤其再使用已连接的复杂技术目标。
由此用户具有以系统的、顺序正确的方式实现所需控制功能的可能性，其中可保证，所得到的控制不会包括功能的过多使用。本发明的另一优点在于，用户在建立其应用程序时，可使用与最后在其上运行的硬件及装置无关的技术目标。在进行技术目标的分级及连接后才将它分配到硬件或装置上。对装置的分配可在任何时间改变。因此出现技术功能与装置功能的严格分离。技术目标的技术功能与装置功能无关，即与在其上运行的装置无关。装置本身仅体现技术目标的运行环境。因此技术目标(简单和/或复杂和/或连接的)可很容易地在另外设计中再使用。技术目标之间的通信通道的自动发生(自动通信设计)可实现所使用的装置、网络布局的有效利用，及在设计或建立程序对支持用户。
本发明的另一有利型式在于，在产生通信通道时遵守技术目标(TO1-TOn)的质量特性。通过考虑可由用户预给定的质量要求(例如传输时间、脉冲同步、广播)，可更有效地利用装置布局及网络布局，且在通信通道的设计或编程时用户仅需要将质量性能作为用于自动产生通信通道的输入给出。
本发明的另一有利型式在于，步骤(b)及(e)可选择地进行。通过技术目标无需强制地连接和/或在另外的设计中再使用，可提高用户的灵活性。
本发明所实现的实质性的优点在于，用户可在其应用中直接使用技术功能，对于用户此应用可通过相应于现实世界中元件的技术目标以适合他的方式提供及对于用户具有技术功能及装置功能的严格分离。装置仅体现技术目标的运行环境。技术目标的技术功能与装置功能无关。
本发明的另一优点在于，工业控制的功能以所谓“即插即用”(“plug andplay”)的方式被可扩展地提供。以此方式可实现控制的技术定标。


通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其它目的和特点将会变得更加清楚，其中图1示出了在工程系统中所属的运行时间系统及待控制的技术过程的结构图；图2以概示图表示出应用程序如何在运行时间系统中访问技术功能；图3以抽象示意图表示具有应用接口的技术目标；图4以所谓连接图的形式表示技术目标，它表示同步连接；图5同样以连接图的形式表示在不同电导源之间具有转换可能性的同步连接及同步规则；图6以连接图的形式表示的技术目标“测头”的连接；图7以连接图的形式表示的技术目标“凸轮”的连接；图8以连接图的形式表示的与同步技术目标的连接；图9同样以连接图的形式表示的技术目标“曲面轮”对多个同步目标的配置图10以概示图表示属于技术数据包的技术目标类型的集；图11以概示图表示两个装置之间的通信结构。
具体实施例方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
图1中的示图中以结构图的形式表示出，通过至少一个工业控制的运行时间系统RTS1-RTS3进行技术过程P的控制。控制的运行时间系统RTS1-RTS3与技术过程P之间的连接是通过输入/输出端EA1-EA3双向进行的。控制的编程及由此运行时间系统RTS1-RTS3性能的确定是在工程系统ES中进行的。工程系统ES包括用于机器或用于技术过程控制的构型、设计及编程的工具。在工程系统ES中建立的程序将通过信息路径I1-I3各传送到控制的运行时间系统RTS1-RTS3中。通过三点“…”表示，还可能具有其它的控制及运行时间系统。在其硬件装置方面，工程系统ES通常由具有图象显示屏(例如显示器)的计算机系统、输入辅助装置(例如键盘及鼠标)、处理器、工作及辅助存储器，用于接收计算机可读介质(例如软盘、CD盘)及用于与其它系统(例如其它计算机系统、其它技术过程的控制装置)或媒体(例如互联网)由交换数据的连接单元组成。控制装置通常由输入和输出单元、以及处理器和程序存储器组成。
图2中的示图表示工业控制装置中两个运行时间系统RTS4及RTS5，它们被表示为矩形。运行时间系统RTS4及RTS5各包括UMC中心UMC-K、及技术目标TO1至TOn，其中相应的UMC中心及技术目标可以不同，技术目标的数目也可不同。UMC中心UMC-K表示控制装置的基本系统，该基本系统包括控制的基本功能。该UMC中心UMC-K被表示为直径台阶的形状。对它可加载技术目标TO1至TOn。通过该加载基本系统的功能范围可以扩大。技术目标TO1至TOn被表示为矩形，通过图2中的结构表示出，它们使UMC中心UMC-K扩大了。通过三点表示可以加载一个至多个技术目标TO1至TOn，及由此可实现整个控制装置的技术定标。在图2上边缘的中心以概示的纸旗形式表示应用程序AP1。通过访问箭头ZGP1至ZGP4表示，用户在其应用程序AP1中可直接地访问UMC中心UMC-K的功能及还可访问技术目标TO1至TOn的功能，这些技术目标可为RTS4或RTS5还可为另一运行时间系统(也由三点表示)。运行时间系统RTS4及RTS5(或另外运行时间系统)所提供的功能可被用户直接用在其应用程序中。
确切地说，为了扩展运行时间系统的基本系统，通常以技术目标类型的形式加载技术目标。这些技术目标例如是轴、凸轮、曲面轮或类似物。技术目标类型是可分级的。用户在其具体应用的应用程序AP1中使用技术目标类型的分级。因此这种分级在设计上是清楚限定的及可识别的。在应用程序AP1中被加载的技术目标直接应用原则上可考虑为各独立的程序目标，但这对于程序编制的用户是不灵活的。
图3中的示图以抽象图的方式表示技术目标的用户层次，即技术目标类型的分级。技术目标TOS的说明被表示为矩形，它由五个部分组成。通过实线条与下一部分交界的最上面第一部分包括作为基础的技术目标的类型TO类型(TO-Type)及TO识别码<TO-Identifier>，即分级设计的清楚标记。第二部分包括配置数据(Configuration Data)，它具有配置变量1<configurationvariable_1>至配置变量n<configuration variable_n>。技术目标的基本功能通过配置数据被调节。配置数据通过工程系统(ES，图1)调整及可通过应用程序(AP1，图2及AP2、AP3，图11)的访问功能选择地读或写。在图3中所示的图中配置数据通过虚线与系统变量(系统数据)分开。系统变量1<system variable_1>至系统变量m<system variable_m>可由应用程序(AP1，图2及AP2、AP3，图11)改变，及作为程序变量使用。可读或读/写系统变量。此外技术目标的状态可由系统变量表示。状态过渡可通过事件和/或命令启动。通过配置数据及系统变量可实现技术目标的参数化。下一部分是命令(Command)，该部分也通过虚线与系统变量分开。命令1<command_1>至命令xy<command_xy>表示可调制的功能，它们代表技术目标的功能。此功能具有确定的标记、功能参数及局部数值。这些功能可能具有参数。在功能调用时可以省略选择的参数，对此则使用空缺数值。除技术功能外，技术目标也具有命令，它们将确定该技术目标的基本性能，例如-用于复位到限定原始状态的命令；-用于使出现的误差合乎要求地复位的命令；-在仿真运行中设置及复位的命令(在仿真运行中实行无驱动器具体输出或传感器读入的程序运行)；-使技术目标置为有效/无效的命令；-询问功能。
该技术目标说明TOS的再下一部分是报警(alarms)。在图3中该报警部分通过虚线与命令部分隔开。图3的示图中包括报警1<alarms_1>至报警k<alarms_k>。技术目标具有监测及在误差情况下给出确定的报警，必要时以报警信息及预定的反应停止运行。该技术报警在技术目标上确定及产生。技术报警具有按技术目标类型专门制定的反应，例如停止运动(可能的反应是技术目标类型专有的，因此在具体的技术目标类型的情况下再明确地描述)。此外，该技术报警具有技术目标类型专用的识别码(如报警号)及参数。因此它具有在程序处理上可调制的性能(粗反应)及允许对于各误差进一步地按分级调整及反应在工程系统(ES，图1)上投入运行时进行。
按照调整确定用户可以同步或异步地使用技术目标的命令，由此命令既可循环地描述(通常在可存储编程的存储情况下)也可实时控制(通常在运动控制的情况下)地编程。在同步方式中，例如，执行定位命令的技术目标一直保持其状态，直到定位目标达到为止。相反地，在异步方式中，技术目标与执行定位命令同时地运行在其程序运行中，但技术目标可取得另外的状态。这时，对技术目标如可通过转换状态来检测是否已达到定位目标。
图4的示图作为连接程序表示出技术目标“同步”GL1与另外技术目标的连接。这里技术目标用双边框的矩形来表示，其中共属的边通过一连接线连接起来。通过技术目标“同步”GL1与技术目标“主导轴”LA1、“从动轴”FA1及“曲面轮”KS1的连接可建立同步连接。通过数据流DF1至DF3及DF3′实现技术目标的连接。图4表示实现同步连接的原理性技术配置，如电导(Leitwert)i技术目标“同步”GL1、技术目标“从动轴”FA1。在图4中该电导通过技术目标“主导轴”LA1来代表。此外，在图4中表示，技术目标“主导轴”LA1通过数据流箭头DF1预给出用于技术目标“同步”GL1的电导。技术目标“主导轴”LA1例如可代表定位轴。该电导也可通过虚拟轴、即被计算的(非实际存在的)轴或通过用于技术目标“同步”GL1的外部传感器预给出。该技术目标“同步”GL1作为技术功能提供变速装置同步或曲面同步，由此可进行同步、异步或主控转换。在技术目标“同步”GL1上作为同步规则可选择变速装置或曲面轮。图4的右部分表示该选择的可能性。通过配置箭头ZP1表示开关S1可选择地与变速装置——由变速系数GF1表示——或与技术目标“曲面轮”KS1相连接。在与技术目标“曲面轮”KS1相连接的情况下将引起数据流从该技术目标经过数据流箭头DF3，开关S1及数据流箭头DF3′到达技术目标“同步”GL1。在与变速系数GF1相连接的情况下将引起数据流经过开关S1及数据流箭头DF3′到达技术目标“同步”GL1。通过技术目标“曲面轮”KS1不可能在技术目标“同步”GL1上线性地调节变速比，相反地，通过变速系数GF1可线性地调节变速比。技术目标“同步”GL1通过数据流箭头DF2与技术目标“从动轴”FA1相连接。
图4的示图因此表示实现同步功能的技术目标的原理性配置，及其本身可被看作及用作(复合的)技术目标。
技术目标连接的确限定在配置(设计)阶段中实现。在具有选择可能性的情况下，这将通过应用程序(AP1，图2及AP2、AP3，图11)启动运行时间，即对于运行时间的转换可被编程。原则上可通过连接使多于一个的“同步目标”GL1与“从动轴”FA1连接，由此可实现同步功能的重叠。对于“同步目标”GL1的电导可直接由应用程序(AP1，图2及AP2、AP3，图11)预给出。此外对于电导的提供可配置多于一个技术目标。该当前的连接又通过应用程序(AP1，图2及AP2、AP3，图11)中的命令选择及启动运行时间。此外对于不同的技术目标“曲面轮”KS1之间和/或不同的变速系数GF1之间同步规则的确定可通过编程在线地被转换。技术目标“曲面轮”KS1可配置给一个或多个技术目标“同步”GL1。此外由技术目标“主导轴”LA1可通过技术目标“同步”GL1配置一个或多个同步连接。
图5的示图同样地以连接图的形式表示在不同电导源及同步规则之间具有转换可能性的同步连接。在图5中技术目标“同步”GL2可得到来自技术目标“时间”T、“虚拟轴”VA1、“主导轴”LA2、“主导轴”LA3、“外部传感器”EG1及应用程序(AP1，图2及AP2、AP3，图11)的程序值PV的电导。由配置箭头ZP2表示开关S2可建立对于技术目标“同步”GL2的不同电导连接。通过数据流DF4至DF8及通过开关S2和数据流DF12可建立到技术目标“同步”GL2的“电导连接”。技术目标“时间”T、“虚拟轴”VA1、“主导轴”LA2、“主导轴”LA3、“外部传感器”EG1及程序值PV的电导是对于技术目标“同步”GL2可能的主控部分。可能的连接可被设计及一个设计的主控部分的选择可由应用程序(AP1，图2及AP2、AP3，图11)在运行时间上进行。由此可作到主控部分的转换。技术目标“虚拟轴”VA1不代表真实的轴，而是一个被计算的轴。“虚拟轴”的特征是，它可通过命令被指引及具有运动导向或判译功能，但没有调节及驱动功能。相反地，技术目标“主导轴”LA2及LA3代表真实轴。真实轴表示具有驱动装置、电动机、传感器的标准轴，它还具有真实的驱动器技术目标“外部传感器”EG1可提供对于技术目标“同步”GL2的电导。“外部传感器”EG1通常不具有轴及可设计的格式提供信息。“外部传感器”EG1例为压力机的角度传感器。同样由技术目标“时间”T及由程序值PV可提供对于技术目标“同步”GL2的电导。技术目标“时间”以时间值或时间系数的形式提供电导，作为电导的程序值DV的配置在应用程序(AP1，图2及AP2、AP3，图11)中进行。这些技术目标在这里用常规的标记表示。
图5表示，作为技术目标“同步”GL2D的同步规则可选择变速系数GF2或技术目标“曲面轮”KS2及KS3。通过配置箭头ZP3表示开关S3可在技术目标KS2、KS3及变速系数GF2之间作出选择调整。这时与技术目标“同步”GL2的“变速连接”通过数据流箭头DF9、DF10、调节开关S3及数据流箭头DF11来实现。开关连接S2及S3可在应用程序(AP1；图2及AP2，AP3；图11)中编程。技术目标“同步”GL2通过数据流DF13与技术目标“从动轴”FA2连接。技术目标“同步”GL2在设计时也在从控值与技术目标“从动轴”FA2连接，后者例如代表同步轴。在主控值上技术目标“同步”GL2与提供电导的技术目标相连接，该电导还可直接由应用程序(AP1，图2及AP2、AP3，图11)给定。因此对于电导的提供可配置多于一个的技术目标，当前的连接通过应用程序中的命令在运行时间上选择。
图6的示图表示技术目标“测头”MT1的连接。该技术目标用通常的标记表示。技术目标“测头”MT1提供执行测量作业的功能。通过技术目标“测头”MT1上的功能可启动测量作业及使其参数化。通过测量输入端ME及数据流箭头DF14将测量值提供给技术目标“测头”MT1。测量输入端ME用椭圆表示。测量输入端ME可与多个技术目标“测头”连接。此技术目标“测头”还可同时被启动。在此情况下，测量输入端ME通常相应于硬件测量输入端，其通过配置被分配给技术目标“测头”MT1。此外该技术目标“测头”MT1与至少一个提供测量值(例如位置)的技术目标连接。在图6中技术目标“测头”MT1与技术目标“轴”A1及“外部传感器”EG2通过数据流箭头DF15或DF16相连接。技术目标“轴”A1例如可为定位轴或同步轴。提供测量值的技术目标可与多个技术目标“测头”连接。
图7的示图以连接图表示技术目标“凸轮”N1与技术目标“轴”A2及“外部传感器”EG3的连接。技术目标“轴”A2通过数据流箭头DF17，技术目标“外部传感器”EG3通过数据流箭头DF18与技术目标“凸轮”N1连接。技术目标“凸轮”N1通过数据流箭头DF19与输出端Out连接。输出端Out用椭圆表示。技术目标“凸轮”N1提供凸轮开关值计算的功能。通过技术目标“凸轮”N1上的功能可启动凸轮功能及使其参数化。技术目标“轴”A2及“外部传感器”EG3提供用于技术目标“凸轮”N1的参考值。这些技术目标对技术目标“凸轮”N1的配置由用户来设计。用户还设计技术目标“凸轮”N1对输出端Out的配置，在此情况下还可作出对内部变量的配置。对于实际的应用该技术目标“凸轮”N1仅与提供参考值的技术目标连接。
参考值如是轴的位置。在此技术目标“轴”A2例如可代表定位轴或同步轴。这便可使技术目标“凸轮”N1对输出端Out的配置删除，因为技术目标“凸轮”N1仅对技术目标上的系统变量有影响(例如对于作为内部凸轮的技术目标的应用)。提供参考值的技术目标可与多个及不同的技术目标“凸轮”同时地连接。在此这些技术目标也用通常的标记表示。
图8的示图表示技术目标“从动轴”FA3可与多个技术目标“同步”GL3及GL4连接。技术目标“从动轴”FA3通过数据流箭头DF22与技术目标“同步”GL3连接及通过数据流箭头DF23与技术目标“同步”GL4连接。技术目标“同步”GL3及GL4通过数据流箭头DF20及DF21接收其预给定的电导。图8中表示，对于相应同步连接的电导可通过不同的技术目标来实现。例如，对于同步目标GL3可由技术目标“轴”A3、技术目标“虚拟轴”VA2或技术目标“外部传感器”EG4提供电导。相应地，对于同步目标GL4例如可由技术目标“轴”A4、技术目标“虚拟轴”VA3或技术目标“外部传感器”EG5提供电导。在图8中，这时例如技术目标“轴”A4、“同步”GL4及“从动轴”FA3构成同步连接。各所需的连接将由用户来设计，设计的主控部分(该主控部分对同步连接提供电导)的选择可由应用程序在运行时间上进行，因此可以作到主控部分的转换。在图8中，技术目标“从动轴”FA3代表同步连接中的从控部分。在此这些技术目标也用通常的标记表示。
图9的示图表示连接图，其中技术目标“曲面轮”KS3通过数据流箭头DF26或DF27提供用于两个同步目标GL5及GL6的变速规则。因此在图9中表示两个同步连接，它们各由同一技术目标“曲面轮”KS3提供共同的变速规则。两个同步连接被设置在技术目标“曲面轮”KS3的左面及右面。左面的同步连接由技术目标“轴”A5构成，它提供电导及因此作为主导轴。在此情况下它可涉及定位轴或同步轴。技术目标“轴”A5通过数据流箭头DF24与“同步目标”GL5连接。通过该数据流箭头DF24提供电导。由控侧该技术目标“同步”GL5通过数据流箭头DF25与同步目标“从动轴”FA4连接。右面的同步连接由技术目标“轴”A6、“同步”GL6及“从动轴”FA5构成。在此情况下“轴”A6相应于主导轴，“从动轴”FA5代表从控轴。这里通过数据流箭头DF28及DF29来实现连接。此外还可由主导轴出发通过同步目标配置一个或多个同步连接。技术目标“曲面轮”可配置给一个或多个同步目标。同步连接的组合由用户来设计。设计的同步连接又可代表技术目标，及其功能又可用在其它的应用中。在此这些技术目标也用通常的标记表示。
图10的示图表示多个技术目标组综合为技术数据包TP。这里该技术数据包TP用矩形表示，其中左上角被切去。该技术数据包TP包括技术目标“凸轮”N2、“外部传感器”EG6、“转速轴”DrehA、“测头”MT2和“定位轴”PosA。在此，这些技术目标还用通常的标记表示。在此情况下此技术目标不体现任何分级，且代表技术目标类型。因此技术数据包TP包括代表一定功能的技术目标类型的组合。技术目标被加载到控制装置的运行时间系统中及由此通过技术数据包使控制扩展了功能。用户可确定技术数据包TP，再加载包含在运行系统(RTS4、RTS5，图2)中的技术目标类型，及由此达到控制装置功能的技术定标。此外，在技术目标类型的相应配置时可通过技术数据包TP实现功能性的结构。
图11的示图表示两个装置G1及G2之间的通信结构。在这里装置意味着具有CPU的硬件。技术功能以技术目标的形式分配在它最终将在其上运行的装置上。在软件技术上装置G1及G2体现为所谓的系统技术目标(系统TO)。系统TO不能移动，因为它固定地依附在装置上。在系统TO中所属的装置的功能被封闭在其中。系统TOS代表装置功能，技术目标、即技术功能。
装置G1及G2在图11的示图中分别以矩形表示在图的左或右半部分中。装置G1及G2各包括应用程序AP2或AP3、TO配置单元TOK1或TOK2、技术固件TFW1或TFW2，及各具有运行时间系统RTS6或RTS7，其中所有这些部分单元均用矩形表示。应用程序AP2或AP3包括由用户建立的用于控制技术过程(P，图1)的命令。例如在运动控制情况下为位置命令和/或运动命令。技术固件TFW1或TFW2代表使运行时间系统RTS6或RTS7的基本系统(UMC-K，图2)扩展的技术功能。技术固件TFW1或TFW2包括被加载的技术目标类型，后者的分级可被用户使用在其应用程序AP2或AP3中。TO配置单元TOK1或TOK2包括技术目标的配置信息(例如连接及分配信息)。该配置可在工程系统中实现(ES，图1)。应用程序将最终运行在运行时间系统RTS6或RTS7中。运行时间系统RTS6或RTS7相应于工作系统，及例如负责存储器管理及计算时间管理。为了清楚起见在该图上省略了装置G1及G2的其它分级单元。
在该图的下半部分中用细长的矩形表示通信媒体KM。该通信媒体KM例为一种总线连接。
在装置G1及G2之间是自动通信设计单元AKP，它也用矩形表示。该自动通信设计单元AKP通常为软件，该软件作为工程系统(ES，图1)的一部分运行，及对运行时间系统RTS6或RTS7供给发生的通信信息(例如“谁与谁通信？”、“以何方式进行通信？”)。
在应用程序AP2及AP3之间的双向箭头LKK表示应用程序AP2及AP3之间的逻辑通信通道。在此用户仅看到他的技术目标，该技术目标是其本身在其应用程序中使用的，及其从其中可抽象出，在物理上它们位于何处。
虚线单向箭头DFE1至DFE4表示在工程时刻上的数据流。其中将由TO配置单元TOK1及TOK2通过数据流DFE1及DFE2向自动通信设计单元AKP供给技术目标的设计信息(例如分配及连接信息)。自动通信设计单元AKP通过数据流DFE3或DFE4向装置G1或G2的运行时间系统RTS6或RTS7再提供由它产生的通信通道。因此所有装置均由自动通信设计单元AKP这样地提供路由信息，即各装置可根据TO配置单元TOK1及TOK2中确定的抽象设计及通信描述与另外的每个装置进行通信。为了产生通信通道自动通信设计单元AKP使用可设计基本变量，通过其用户譬如可确定质量要求。
自动通信设计单元AKP可实现所投入的装置布局及网布局的有效利用，因为它也能使抽象质量(例如广播、脉冲同步、传输时间)最佳地反映在装置性能及通信媒体KM(例如专用总线)的性能上。在技术目标的设计时用户不必担心，最后通信是如何在物理上发生的。
点线垂直双向箭头DKFR1至DKFR8表示在运行时间(Runtime)上的数据流及控制流，例如在装置G1及G2本身依附于通信媒体KM时(该通信媒体例为专用总线)，起动及在运行时。因为实际上“精确”的数据及控制流从应用程序AP2或AP3通过技术固件TFW1或TFW2及通过运行时间系统RTS6或RTS7进行到通信媒体KM，并通过该通信媒体KM传送到下一装置及从那里再向上至应用程序。在装置“精确运行”时当然需要TO配置单元TOK1或TOK2的信息。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。
本说明书基于。其内容全部包含于此。
本发明具有产业上的可利用性。
标号说明DF1-DF29数据流箭头DF3 数据流箭头RTS1-RTS5 运行时间系统UMC-K UMC中心UMC 基本运动控制TO1-TOn 技术目标TOS 技术目标说明T 技术目标时间VA1-VA3 技术目标虚拟轴LA1-LA3 技术目标主导轴EG1-EG6 技术目标外部传感器KS1-KS3 技术目标曲面轮PV 程序值GF1GF2 变速系数ME 测量输入端GL1-GL6 技术目标同步FA1-FA5 技术目标从动轴S1、S2、S3 开关ZP1、ZP2、ZP3 配置箭头MT1、MT2技术目标测头A1-A6 技术目标轴N1、N2 技术目标凸轮PosA技术目标定位轴DrehA 技术目标转速轴MC 运动控制HW 硬件SPS 存储编程控制AP1-AP3 应用程序TP 技术数据包Out 输出端ES 工程系统P 技术过程I1-I3 信息路径EA1-EA3 控制输入/输出端ZGP1-ZGP4 访问箭头G1、G2 装置TOK1、TOK2 TO配置单元KM 通信媒体TFW1、TFW2 技术固件AKP 自动通信设计单元LKK 逻辑通信通道DFE1-DFE4 工程数据流DKFR1-DKFR8 在运动时间中的数据流及控制流CPU 处理器
权利要求
1.一种用于技术过程的工业控制装置，尤其用于生产机器，其特征在于该控制装置具有用于控制基本功能的可普遍应用的、最好技术上中性的基本系统(UMC-K)，其中可分级的技术目标类型对技术功能补充控制的基本功能及按照可由用户裁剪的分级在其相应的应用中作为技术目标(TO1-TOn)来提供，其中将进行技术功能与装置功能之间的分离。
2.按照权利要求1所述的工业控制装置，其特征在于在作为基础的硬件布局和/或技术解决的基础上实现技术目标(TO1-TOn)之间通信连接的自动发生或规划。
3.按照权利要求1或2所述的工业控制装置，其特征在于在技术目标(TO1-TOn)之间通信连接的自动发生或规划时将考虑由技术目标(TO1-TOn)分配或获得的质量特性。
4.按照权利要求1、2或3所述的工业控制装置，其特征在于在不同或相同性能的硬件系统和/或运行时间系统(RTS1-RTS7)上进行技术目标(TO1-TOn)的可灵活移动性和/或可分配性。
5.按照权利要求4所述的工业控制装置，其特征在于在一个规划中，在不同或相同性能的硬件系统和/或运行时间系统(RTS1-RTS7)上进行技术目标(TO1-TOn)的灵活移动性和/或可分配性，其中一个规划涉及一个或多个控制单元的数据和/或程序。
6.按照上述任一项权利要求所述的工业控制装置，其特征在于实时上通过脉冲同步等距离通信的控制单元进行技术目标(TO1-TOn)的功能分配。
7.按照上述任一项权利要求所述的工业控制装置，其特征在于该控制装置的功能方面的技术定标通过技术目标类型的可加载性能实现的。
8.按照上述任一项权利要求所述的工业控制装置，其特征在于技术目标(TO1-TOn)被连接成复杂的技术目标，即所谓的容器目标。
9.按照上述任一项权利要求所述的工业控制装置，其特征在于对用户提供技术目标(TO1-TOn)的不同显示。
10.按照上述任一项权利要求所述的工业控制装置，其特征在于只要反作用未明显地被编程或设计，对一个技术目标(TO1-TOn)进行对另外存在的技术目标及控制基本系统(UMC-K)无反作用的编程。
11.按照上述任一项权利要求所述的工业控制装置，其特征在于技术目标(TO1-TOn)在工程系统(ES)中通过图像单元和/或掩蔽图进行显示。
12.按照上述任一项权利要求所述的工业控制装置，其特征在于可将技术目标类型综合为技术数据包(TP)。
13.一种用于技术过程的工业控制的编程或设计方法，尤其用于生产机器，其特征在于使用技术目标(TO1-TOn)及具有以下的步骤(a)使用一个最好具有技术上中性基本功能的基本系统(UMC-K)；(b)对技术目标(TO1-TOn)进行分级；(c)将技术目标(TO1-TOn)连接成复杂功能的技术目标；(d)将技术目标(TO1-TOn)分配和/或插入到装置(G1、G2)上；(e)在技术目标(TO1-TOn)之间自动产生通信通道；(f)在另外的技术目标中尤其再使用已连接的复杂技术目标。
14.按照权利要求13所述的编程或设计方法，其特征在于在产生通信通道时遵守技术目标(TO1-TOn)的质量特性。
15.按照权利要求13所述的编程或设计方法，其特征在于，步骤(b)及(e)可选择地进行。
全文摘要
在工业控制装置的运行时间系统(RTS1－RTS7)以加载技术目标类型(TO1－TOn)功能上扩展该控制装置的基本系统(UMC－K),及实现控制装置的技术定标。在已有的装置可任意分级及任意分配加载的技术目标类型。加载以技术数据包(TP)的形式实现。用户可在其应用程序(AP1－AP3)中直接使用该功能,其中将进行技术功能与装置功能之间的分离。
文档编号B62K15/00GK1349141SQ0113856
公开日2002年5月15日 申请日期2001年8月3日 优先权日2000年8月3日
发明者托马斯·阿克曼, 约翰尼斯·伯泽, 沃尔夫冈·霍恩 申请人:西门子公司