用于自动化控制系统的I/O站的迭代和交互式项目规划的装置和方法与流程

文档序号:26007833发布日期:2021-07-23 21:27阅读:102来源:国知局
用于自动化控制系统的I/O站的迭代和交互式项目规划的装置和方法与流程

本发明涉及用于i/o站设计和项目规划的系统。

特别地,本发明涉及用于自动化控制系统的i/o站的迭代和交互式配置的设备和方法。



背景技术:

用于构造模块化i/o系统的已知软件系统,例如tia选择工具或plcnextengineer中的总线配置器,都受限于遵守规则和依赖关系,以便检查i/o站的完整构造,而不会出现与构造所述站所需的组件相关的错误。

然而,在这些软件工具中,选择用于设置i/o站的组件总是由软件的用户进行,例如,通过从相应显示的产品目录中选择要使用的组件,优选地在面向树的视图中进行。

为了便于大规模输入,如有必要,可以在这一点上指定要插入的组件数量或连接外围设备所需的通道数量。



技术实现要素:

本发明的任务和目的是提供一种用于对自动化控制系统的i/o站进行计划和项目规划的改进的设备和改进的方法。

该任务通过独立专利权利要求的目的来解决。可以在从属专利权利要求、说明书和附图中找到其他实施例。

本发明的第一方面涉及一种用于自动化控制系统的i/o站的迭代和交互式配置和项目规划的装置,该装置包括选择设备、数据库设备、配置设备和显示设备。

所述选择设备适于基于用户输入来确定以信号数据和i/o站的规划数据的形式对i/o站的信号的选择。

所述数据库设备适于为多个i/o设备和i/o系统提供属性数据。

所述配置设备适于基于所述信号数据、所述规划数据和所述属性数据来确定所述i/o站的系统配置,所述系统配置包括所述多个i/o设备中的至少一个i/o设备,其中,所述配置设备还适于执行所述系统配置的相应i/o系统的特定设计规则的技术检查或测试,并且在所述技术检查或测试失败的情况下改变所述系统配置。

所述显示设备适于显示所述i/o站的系统配置。

本发明使得用户能够在项目规划期间交互地并且因此特别有效地在迭代过程中得到支持,所述项目规划例如包括模块化i/o站的编译和设计。这包括仅通过选择和描述要连接到所述i/o站的i/o信号就从多个i/o模块生成所述模块化i/o站的整个系统的可能实现,而无需用户自身具有关于所述i/o设备及其属性的知识。

所配置的i/o站例如用于工业控制器的环境中,例如自动化技术控制器或可编程逻辑控制器plc,其用于使机器或过程工程序列自动化。

工具的交互式支持以这样的方式设计,即该工具仅利用来自用户的几个简单输入来确定功能正常的解决方案,并且例如在数据输入之后立即将其直接可视化。例如,该工具采用用户尚未指定的那些参数的典型值,并且以这种方式补充用户的信息。

在可视化的解决方案中,工具显示到目前为止已经输入的i/o站的所有参数,并且如果需要,还显示补充参数,从而提示用户通过根据其要求改变和调整补充参数的值来进一步指定用户的信息。

工具例如通过i/o站的修改和/或重新确定直接确认来自用户的每个附加规范,并且因此支持用户更具体地迭代且交互式地使i/o站适应用户的应用或相应的应用。

换句话说,本发明使得有可能迭代地且交互式地将用户引导到更好地适应于应用的i/o站-适应的i/o站表示针对用户的特定系统请求的定制解决方案。

有利地,本发明使得能够响应于用户输入而直接编辑和更新修改的站设计。

因此,本发明包括所述i/o系统的设置规则的伴随输入的结构检查,例如,当创建站设置时,连续地检查当前计算或基础结构组件。

本发明还包括i/o系统的设置或设计规则的输出辅助的和基于用户交互的结构检查。

有利地,本发明使得能够在数据输入和/或数据输出期间对所规划的i/o信号向用户直接反馈。

有利地,本发明使得所连接的外围设备-传感器、致动器或处理单元-的特定连接场景能够由不同类型的i/o信号来定义。

换句话说,本发明使得可能在初始数据输入阶段已经产生和完成具体的站设置,以便加速系统的规划,使得所进行的设备选择又直接影响i/o信号的选择。

此外,在从属权利要求中可以看到本发明的有利实施例。

在本发明的有利示例性实施例中,进一步设置所述选择设备适于执行作为交互式数据输入的用户输入。

在本发明的有利的示例性实施例中,进一步设置所述配置设备被设计为在用户输入期间重复地-例如通过编程循环或通过用户输入触发或连续地-确定用于i/o站的工作解决方案。这有利地使得能够提供与用户的迭代交互过程。

在本发明的有利的示例性实施例中,设置所述选择设备还适于通过补充参数(也称为默认参数)来完成未由所述数据输入规定的参数。这些补充参数是默认值,其值通常用于相应的应用。这使得能够针对用户的每次交互立即找到功能解决方案。

在本发明的有利的示例性实施例中,设置所述显示设备还被配置为显示针对用户的选择而补充的默认参数。

在本发明的有利的示例性实施例中,设置为交互式数据输入形式的用户输入支持多个单独的数据改变。

在本发明的有利的示例性实施例中,设置为所述配置设备适于在每个单独的数据改变之后执行针对i/o站的系统配置的修改。

在本发明的有利的示例性实施例中,设置为所述数据库设备还适于提供用于多个传感器设备、致动器设备、开关设备、放大器设备、控制设备、接口设备或总线耦合设备的属性数据。

在本发明的有利示例性实施例中,设置为所述配置设备还适于从所述多个i/o设备、开关设备、放大器设备、控制设备、接口设备或总线耦合设备中确定包括至少一个i/o设备或开关设备或放大器设备或控制设备的i/o站。

在本发明的有利的示例性实施例中,设置为所述i/o设备的属性数据与所述多个i/o设备之中的信号类型的至少一个连接场景相匹配。

在本发明的有利的示例性实施例中,还设置为与所提供的多个信号类型中的至少一个信号类型的连接场景的信号数据与i/o设备的属性数据匹配。

在本发明的有利实施例中,设置为所述配置设备被配置为基于由用户为i/o站选择的连接场景的属性数据与i/o设备的属性数据的比较来确定所述i/o站的系统配置。

在本发明的有利实施例中,设置为所述选择设备还适于针对所确定的i/o站的系统配置来确定i/o站的基本设置数据和/或帧条件数据。

在本发明的有利实施例中,设置为作为所述i/o站的基本设置数据,由所述选择设备设置控制类型、性能等级、编程系统。

在本发明的有利实施例中,设置为作为所述i/o站的基本设置数据,由所述选择设备设置所述i/o站的操作的温度范围、所述i/o站的构造的尺寸范围、所述i/o站的操作的湿度范围、所述i/o站的构造的质量范围、连接所述i/o站的电压范围或电流范围、设备选择所需的批准。

在本发明的第二方面,提供了一种用于迭代地和交互式地设计和规划用于物品的自动化控制系统的i/o站的方法,该方法包括以下方法步骤:

作为该方法的第一步骤,基于借助于选择设备的用户输入来确定(i)信号数据和(ii)i/o站的规划数据形式的i/o站的信号选择。

作为所述方法的第二步骤,借助于数据库设备或数据库设施提供用于多个i/o设备和i/o系统的属性数据。

作为所述方法的第三步骤,借助于配置设备基于所述信号数据、所述规划数据和所述属性数据来确定所述i/o站的系统配置,其中,所述系统配置包括来自所述多个i/o设备的至少一个i/o设备,其中,进一步由所述配置设备执行对所述系统配置的相应i/o系统的特定设计规则的技术检查,并且在所述技术检查失败的情况下,改变所述系统配置。

作为所述方法的第四步骤,借助于显示设备来执行i/o站的系统配置的显示。

本发明的方法有利地使得能够在设备、机器或工艺技术设施的自动化技术设备的设计和规划过程中交互地引导i/o站的仿真。

在本发明的有利实施例中,设置为由所述选择设备执行交互式数据输入作为所述用户输入,并且其中,在用户输入期间由所述配置设备确定用于所述i/o站的工作解决方案。

在本发明的有利的示例性实施例中,设置为通过用户数据输入添加未指定的参数并且通过所述选择设备分配默认值,并且通过所述显示设备显示所有参数的值。

在本发明的有利的示例性实施例中,设置为交互式数据输入形式的用户输入具有多个单独的数据改变,并且在每个单独的数据改变之后,由所述配置设备执行对所述i/o站的系统配置的修改。

在本发明的有利的示例性实施例中,由所述数据库设备提供用于多个传感器设备、致动器设备、开关设备、放大器设备、控制设备、接口设备或总线耦合设备的属性数据。

在本发明的第三方面,提供了一种包括指令的计算机程序或计算机程序产品,所述程序在由计算机执行时使所述计算机执行根据本发明的第二方面的用于从i/o站迭代地和交互式地配置自动化控制系统的方法的步骤。

在本发明的第四方面中,提供了一种包括指令的计算机可读(存储)介质,所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行根据本发明的第二方面的用于自动化控制系统的i/o站的迭代和交互式配置的方法的步骤。

所描述的实施例和另外的实施例可以根据需要彼此组合。

本发明的其他可能的实施例、进一步的实施例和实现还包括之前或之后关于未明确提及的实施例描述的本发明的特征的组合。

附图旨在提供对本发明实施例的进一步理解。

附图示出了实施例,并且结合说明书用于解释本发明的概念。

参照附图,所提到的其他实施例和许多优点将是显而易见的。附图各图中所示的元件不必相对于彼此按比例示出。

附图说明

示出了:

图1是根据本发明实施例的用于自动化控制系统的i/o站的用于迭代和/或交互式项目规划的设备的示意图;

图2是根据本发明实施例的用于自动化控制系统的i/o站的迭代和/或交互式配置的方法的流程图的示意图;以及

图3是根据本发明实施例的用于自动化控制系统的i/o站的迭代和/或交互式配置的方法的过程可视化的示意图。

具体实施方式

在附图中,除非另有说明,相同的附图标记表示相同或功能相同的元件、部件、组件或工艺步骤。

图1示出了根据本发明实施例的用于自动化控制系统的i/o站的迭代和/或交互式配置或项目规划的设备或装置的示意图。

装置100包括选择设备110、数据库设备120、配置设备130和显示设备140。

装置100被配置为交互式地并且由此特别有效地支持用户利用迭代方法来配置模块化i/o站。

设备100被设计为以连续的方式确定或重新确定并显示与数据输入同时的项目规划,即编译和设计。这是通过连续地更新i/o站的计算和显示的模块化设计来完成的,并且相应的系统配置也可以被称为对用户所请求的系统要求的解决方案。

根据本发明的一个实施例,例如,设想在工业控制系统自动化技术控制的环境(可编程逻辑控制器(plc),其用于使机器或处理序列自动化)中使用i/o站。

根据本发明的一个实施例,以如下的方式设计设备100的交互式支持,即使在用户的最小指示的情况下,用户界面也确定工作解决方案,并且在时间上,即在指示之后,立即在图形用户界面或图形用户界面上对其进行可视化。

由此,根据本发明的实施例示例,设备100还适于针对用户尚未指定的其他参数来假定i/o站结构的典型参数值。在该上下文中,假定的参数值可以适于已经输入的其他参数。

设备100包括显示设备140,该显示设备140被设计为显示参数,并且在必要时通过指示来提示用户指定另外的参数,并且通过响应于该指示而进行的另外的用户输入来指定另外的参数。

根据本发明的一个实施例,设备100适于通过以更新的解决方案的形式修改或重新确定i/o站来直接响应来自用户的每个附加指示。这有助于用户越来越具体地使i/o站适应其应用或其特定应用。

在这点上,设备100还被配置为例如逐步迭代地将用户引导到更好地适应于应用的i/o站或解决方案。

选择设备110适于基于用户输入来确定以(i)信号数据和(ii)i/o站的规划数据的形式对i/o站的信号的选择。

数据库设备120适于为多个i/o设备和i/o系统提供属性数据。

配置设备130被配置为基于信号数据、规划数据和属性数据来确定i/o站的系统配置,该系统配置包括多个i/o设备中的至少一个i/o设备。

配置设备130适于对系统配置的各个i/o系统的具体设计规则进行技术检查,如果技术检查不通过,则改变系统配置。

相应i/o系统的特定设计规则的技术检查或技术测试包括,例如,如果不能对输入的规划和属性数据进行技术上正确的实施,则重置规划和属性数据的值。

显示设备140被配置为显示所述i/o站的系统配置。

装置100使得产品选择能够作为功能来提供,这使得任何用户即使没有任何特殊的先验知识也能够使用相应的产品组合,以便根据相应的系统项目规划规则来构建功能系统配置。

装置100使得有可能以集成方式使用经由i/o信号的类型的选择和设备的自身手动选择。

装置100使得在创建i/o站时与用户相关的输入和显示能够被集成到用户接口中,即使这些输入和显示发生在单独的处理步骤中。

经由集成的用户接口,设备装置100使得系统对用户的交互的任何响应对于用户是立即可见的。

图2是根据本发明实施例的用于自动化控制系统的i/o站的迭代和/或交互式配置的方法的流程图的示意图。

作为该方法的第一步骤,基于借助于选择设备的用户输入来确定(i)信号数据和(ii)i/o站的规划数据形式的i/o站的信号选择(s1)。

作为第二方法步骤,借助于数据库设备提供(s2)用于多个i/o设备和i/o系统的属性数据。

作为第三方法步骤,借助于配置设备基于所述信号数据、所述规划数据和所述属性数据来确定(s3)所述i/o站的系统配置,其中,所述系统配置包括来自所述多个i/o设备的至少一个i/o设备,其中,配置设备还对系统配置的各个i/o系统的具体设计规则进行技术检查,并且在技术检查失败的情况下改变系统配置。

作为第四方法步骤,借助于显示设备来执行i/o站的系统配置的显示(s4)。

图3示出了选择设备110、数据库装置120和显示设备140之间的交互过程,其中,配置装置也有助于改变系统配置。

用于迭代地和/或交互地配置用于自动化控制系统的i/o站的方法是软件工具,其核心功能是帮助配置i/o站作为设备、机器或资产自动化的一部分。

因此,工具的用户一方面是对自动化技术有很好知识的人,另一方面是对要自动化的功能或要自动化的过程有很好知识的人。然而,用户主要仅具有关于自动化组件的有限知识,特别是关于自动化组件的特定特征、各个功能以及用于从其各个组件构造具体i/o站的系统项目规划规则。

i/o站的实际任务是将设备、机器或资产的传感器和致动器连接到相应的自动化系统。因此,使用该方法的i/o站的项目规划的起点是来自待检测的传感器和至待控制的致动器的信号,所述待控制的致动器将经由i/o站连接。

在本发明的示例性实施例中,在此仍然可以规定该站经由哪个网络或现场总线系统被连接或者该站本身是否被实现为控制器。

信号类型的定义是由一组属性完成的,例如,这里的一个示例是信号“二进制输入信号-24vdc,+切换”。

基于该规划信息,过程独立地确定在功能和价格方面与以这种方式描述的任务最佳匹配的产品,然后使用这些组件来创建技术上正确的站配置。

由此,所得到的站配置是来自要规划的客户应用的所描述的任务的图示或翻译。

通过比较传感器和致动器的配置信号以及根据配置规则对站配置中的组件的结果选择,该过程为用户可视化这一点。

如果用户自身基于其知识来选择设备,并且将撒和被插入到站结构中,以便对所生成的站进行再加工、补充或者甚至完全单独地构建所生成的站,则该方法在要连接的传感器/致动器侧生成相应的信号,该信号进而映射用于这些手动选择的设备的配置信息。

根据本发明的实施例示例,信号用作用于计算站设置的中心参考对象。这方面的一个示例是通过信号类型的“模拟输入”连接到自动化系统的温度传感器--一侧的温度传感器和另一侧的模拟输入之间的这种关系被称为连接场景。

连接场景描述了特定任务的上下文,例如测量储罐中液体的温度。信号类型的属性定义了一组用于标识连接场景的特性属性。

因此,连接场景是非常具体的,并且只能用相应应用的知识来有意义地命名。为此目的,可以使用信号的标识符,即特别地进行重写。

信号类型的属性的示例元素如下:

属性

只读属性用于通过其特征值确定特定连接方案。图3中所示的显示区域以示意形式为用户可视化所确定的连接场景结构。

对于每个所选择的连接场景,在显示区域中显示特征传感器/致动器符号以供用户可视化。连接场景描述了从机器、设备或资产中的传感器/执行器到其后面具有i/o功能的i/o模块的连接、端点的整个路径。该连接由传感器/致动器符号表示。

该过程为用户提供了在每种情况下的所有可用于工程信号的连接场景。所有显示的连接场景在技术上都是可能的。

连接场景定义了信号的具体实现。信号的可能连接场景是用户在配置i/o站时可以使用的变型。

连接场景-从电气设计的角度具体描述了传感器或执行器的信号如何连接到i/o站中的设备。

该过程例如为用户提供了不同的选项,也是变型,如何实现信号的连接。

核心功能是i/o站的设计。这是通过定义在机器、设备或资产的这一点上所需的信号来完成的,以将传感器和致动器连接到i/o站。

在选择用于在开始屏幕上创建新项目之后,该过程例如直接改变为站视图,站视图是用于计划和编辑i/o站的工作站,即提供i/o站的基本设置数据和帧状态数据的输入和输出接口。整个项目可以包括多个站。

根据本发明的实施例示例,设置为执行i/o站的工具引导规划。可用于项目规划的连接场景的定义在包括所有i/o站的数据库设施的公共数据库中。该数据库包含大量的连接场景作为模板,用户可以利用这些模板来描述要连接到i/o站的信号。

仅向用户提供连接场景作为模板,对于该模板,设备可使用该站的当前设置。每个连接场景都有其属性,因此在连接场景之间没有层次结构或其他形式的依赖关系。

虽然上文参考优选实施例描述了本发明,但是本发明不限于此,而是可以以各种方式修改。特别地,在不脱离本发明的本质的情况下,可以以各种方式改变或修改本发明。

另外,应当注意,“包含”和“包括”不排除其他元件或步骤,并且“一”或“一个”不排除多个。

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