工业控制系统和用于传输数据的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括至少一个工业控制器的工业控制系统，更具体地，涉及一种用于将数据从工业控制器的第一存储区域传输到第二存储区域的装置和方法。
【背景技术】
[0002]过去，在工业控制器中，特别是在16位现场总线控制器中，通过简单地复制存储在已知的存储器位置中的位来在第一数据存储单元与第二数据存储单元之间传输数据。例如，对于存储在某处(例如，在闪存中)的用户特定(user-specific)的工业控制程序而言，通过所谓的“MEMC0PY”命令来传输数据，其操作来将数据从源位置复制到目标位置中，例如，在工业控制器的随机存取存储器(RAM)中的定义的存储器位置。
[0003]例如，当开始并启动工业控制器来使工业控制器能够执行在用户特定的工业控制程序中提供的指令时，数据传输操作可发生。此在存储器地址位置之间直接地传输数据的过程例如可通过具有超过工业控制器的控制的管理软件的“LOAD FILE (加载文件)”和“READ FILE (读取文件)”命令来进行。当在执行“MEMC0PY”命令之后启动工业控制器时，工业控制程序从闪存复制到工业控制器的RAM，并且工业控制程序然后从RAM执行。
[0004]过去，包括文件系统服务的操作系统也已是可用的，特别是对于利用了诸如D0S、Windows等标准操作系统的工业控制器而言。通过以访问(access)文件的形式(例如，“syslib*.lib”或“syslibfile.lib”文件)提供访问层，用户特定的工业控制程序可使用由操作系统提供的文件系统服务。以此方式，在工业控制器上执行的用户特定的工业控制程序可经由文件系统服务来更灵活地处理数据。以带有16位现场总线控制器并且后来也用于32位现场总线控制器(FBC)的所谓“开放控制器”，文件系统服务的使用也是可用的。
[0005]由于用户特定的工业控制程序可利用文件系统服务的事实，没有必要管理特定的地址位置并了解存储单元上的特定的物理地址位置。定义独立于特定的硬件平台的命令是足够的，诸如使用专用(dedicated)文件名的文件打开命令，并且通过使用文件系统服务命令来读数据和将数据写到此文件中。数据的物理处理通过操作系统的文件系统服务来管理。这减少了用户特定的控制程序的程序员的负担，因为程序员不需要考虑特定的硬件平台的细节或在该硬件平台上定义数据管理。通过使文件系统服务可通过文件系统访问层来访问，用户特定的工业控制程序经由文件系统服务可在更抽象的级别上处理关于存储单元的数据。这使得用户特定的工业控制程序能够例如将数据记录(log)到文件中、将数据的改变记录到文件中(例如，创建趋势文件)、以及从文件读取数据以在工业控制过程中使用(例如，利用配方文件和存储在其中的各个配方数据)。
[0006]用于经由操作系统的文件系统服务来在工业控制器中处理文件的常规方法的问题在于软件的复杂性。更具体而言，用户可需要利用头文件和代码文件来使用户能够定义使用操作系统的系统服务的工业控制程序。另外，工业控制程序需要适合于特定的硬件平台，以便执行操作系统的系统服务。
【发明内容】
[0007]前述问题由权利要求1的工业控制系统和根据权利要求15的用于将数据传输到工业控制器的第一数据存储单元或从工业控制器的第一数据存储单元传输数据的方法来解决。优选实施例在从属权利要求中描述。
[0008]根据本发明的工业控制系统和方法使得工业控制器能够将存储在工业控制器的第一数据存储单元的第一专用存储位置(例如，数据写入区域)中的数据传输到位于第二数据存储单元的文件中，传输在用户特定的工业控制程序中以降低的编程复杂性来实施。另外，该装置和方法简化了在第一数据存储单元与第二数据存储单元之间的数据传输的管理。
[0009]根据本发明，可下载到工业控制器的用户定义的工业控制程序可构造为简单地将数据直接写入第一数据存储单元的第一专用存储位置(例如，预定义的数据写入区域)，而无需使用任何文件系统服务。换言之，用户特定的工业控制程序可构造为将数据直接写入到第一专用存储位置的预定义的且已知的物理位置中，如在上一代工业控制器中提供的那样。与现有技术解决方案形成对比的是，在第一存储单元和第二存储单元之间传输数据的任务可独立于用户特定的工业控制程序而实施。更具体而言，可使用存储在工业控制器上的系统特定(system-specific)的固件来实施在第一和第二存储单元之间的传输。
[0010]系统特定的固件并非由用户编程或建立，而是由工业控制器的制造商定义并且适用于相关硬件的特性。因此，制造商针对制造商的硬件来定义系统特定的固件，并且此类固件使得工业控制器能够独立于用户特定的工业控制程序来执行相关的预定义的系统任务。
[0011]系统特定的固件的系统任务包括预定义的文件系统任务，其利用文件系统服务将存储在第一数据存储单元的第一专用存储位置中的数据写入到在第二数据存储单元上打开的文件中。因此，将数据从第一数据存储单元的第一专用存储位置传输到位于第二数据单元上的文件中的步骤独立于用户特定的工业控制程序通过预定义的系统特定的路径(即预定义的文件系统任务)来执行。用户特定的工业控制程序和系统特定的固件的预定义的文件系统任务两者是彼此独立的。系统特定的固件可包括其他任务，诸如对i)现场总线通信，ii)分布式控制系统的内部数据总线通信等的控制。优选地，系统特定的固件提供了使用工业控制器的接口(interface)和存储器硬件所需的所有供应商特定的控制功能。
[0012]因此，根据本发明，用户特定的工业控制程序可编程为将过程数据或过程数据的改变(例如趋势数据)写入到第一数据存储单元的第一专用存储位置中。工业控制器可构造为使得用户特定的工业控制程序不具有对写入第一数据存储单元的第一专用存储位置中的数据的进一步处理。存储在第一数据存储单元的第一专用存储位置的数据的传输可由系统特定的固件自主地处理。这可能导致这样的情形:其中即使工业控制程序没有将升级的数据写入到数据写入区域中，系统特定的固件也从第一数据存储单元的第一专用存储位置读取位。也可能存在这样的情形:其中，工业控制程序将过程数据写入第一专用存储位置中，但由于系统特定的固件的文件系统任务被禁用(disable)，没有发生此过程数据的进一步处理的传输。
[0013]过程数据包括在工业控制器中用来经由可操作地联接到工业控制器上的总线部件来控制过程的数据。此类过程例如可为工业制造过程、设施管理的过程(例如建筑自动化)等。
[0014]在本发明的上下文中，术语“控制”包括将控制命令发送到其他装置(包括至少一个总线部件)和/或任何其他控制任务，以及监控从其他装置(包括至少一个总线部件)接收到的数据和任何其他控制任务。
[0015]术语“总线部件”(也被称为控制装置)包括传感器、致动器、继电器、开关或经由数据通道(例如，数字输入或输出、模拟输入或输出、通信网络等)来直接或间接联接到工业控制器上的其他装置。
[0016]术语“用户特定的工业控制程序”被定义为由工业控制器的用户出于控制工业机器或过程的目的而开发的任何程序。用户特定的工业控制程序可用一种或多种不同的编程语言写成，编程语言包括但不限于梯形逻辑、Basic、C++等。
[0017]用户特定的工业控制程序优选地以可由微处理器执行的预编译可执行代码(例如HEX码)的形式来加载并安装在工业控制器上。另一个选项是将用户特定的工业控制程序提供为在工业控制器上的解释型代码(例如，JAVA)，即以较高级语言来提供。此解释型代码需要在运行时(run-time)期间转换成可执行代码(即，编译)，以使代码能够由微处理器执行。由于转换，当在相同的硬件上执行时，解释型代码需要比编译型代码更多的时间来执行。相似地，为了使解释型代码在与编译型代码可比的时间帧中执行，解释型代码典型地将需要在具有比执行编译型代码的硬件更多处理能力的硬件上执行。
[0018]在一个优选实施例中，第一数据存储单元包括数据读取区域。另外，系统特定的固件的预定义的系统任务中的至少一个构造为从在第二数据存储单元上打开的文件读取数据，并且将数据存储到第一存储单元的数据读取区域中。优选实施例的优点在于，工业控制器除了能够将数据记录到日志文件、趋势文件等中之外，也可读取存储在此类文件或其他文件类型中的数据，并且在由用户特定的工业控制程序进行的工业控制过程中使用该数据。此类数据可例如包括配方数据。配方数据可提供用于在由用户特定的工业控制程序控制的过程中使用的参数，例如速度设定点、温度设定点、张力设定点等。
[0019]在优选实施例中，工业控制器包括存储预定义的固件任务参数的配置表。预定义的固件任务参数中的至少一个与文件系统服务有关，以允许系统特定的固件的预定义的系统任务中的至少一个根据预定义的固件任务参数使用文件系统服务来执行任务。因此，通过存储在配置表中的预定义的参数，基本的预定义的固件任务可适应于用户的特定需求，以便系统特定的固件的预定义的系统任务适应于特定需求。系统特定的固件的预定义的系统任务的适应不需要在用户特定的工业控制程序中实施，并且取而代之的是可通过使用输入(enter)并存储到配置表中的参数来构造。以此方式，系统特定的固件的系统任务具有至配置表中的参数的访问。在工业控制程序中写入用户特定的路径来访问文件系统服务的要求不再是必要的，并且任务可经由将参数输入到配置表中来配置系统特定的固件的单独步骤来实施。输入参数的选择使得用户特定的系统能够以简单得多的方式来构造，并且关于程序修订(revis1n)，提供了比写入工业控制程序更为灵活的机制。这特别适用于关于使用文件系统服务的情形。
[0020]在一个优选地实施例中，配置表是静态的，也即，表由用户在配置步骤中定义并存储。可选地，配置表也可被动态地设置，即，表可在用户特定的工业控制程序的运行时处作为工业控制系统的特定状态的函数而改变。
[0021]预定义的固件任务参数例如可包括下列中的一个或多个: -文件名；
-数据类型；
-文件类型；
-在所述第一数据存储单元(5)中用于所述第一专用存储位置的位置；
-在所述第一数据存储单元(5)中用于所述第二专用存储位置的位置；
-所述用户特定的工业控制程序(PRG)的数据变量；
-定义所述一组预定义的系统任务中的系统任务的重复时间的扫描时间；
-用于所述一组预定义的系统任务中的系统任务的启用标志，所述启用标志导致所述系统任务被启用或禁用；
-定义用于所述一组预定义的系统任务中的系统任务的开始时间的定时器；
-将写入文件或从文件读出的数据变量的选择；
-组定义，其定义了选择为成组地写入文件或从文件读出的一序列数据变量；或 -事件参数，其定义了触发所述一组预定义的系统任务中的相关系统任务的处理的事件。
[0022]任何其他可适用的类型的参数也可用于预定义的固件任务参数，以便定义系统特定的固件的有效系统任务。
[0023]将存储在第一数据存储单元的第一专用存储位置中的数据写入到在第二数据存储单元上打开的文件中的系统特定的固件的文件系统任务最优选地是循环地(即周期性地)实行。然后，循环时间可通过配置表中的“循环时间”参数来定义。
[0024]优选地，存储在配置表中的预定义的固件任务参数的设置可由网页界面(webinterface)来支持。在优选