专利名称：模块化机器及动态配置其拓扑结构的相应方法
技术领域：
本发明涉及一种动态配置模块化机器的拓扑结构的方法，该模块化机器的机器模块相互之间以及和控制装置之间通过通信网络连接。此外本发明还涉及一种这样的模块化机器。
背景技术：
通常对于用于自动制造过程的模块化机器针对要解决的自动化任务配置或设计其工作方式。这意味着除其它之外要为机器的各模块分配相应的任务。这种设计借助工程系统在不考虑机器模块的通信网络的拓扑结构的情况下进行。为使各机器模块还能为执行其任务相互通信，在实施工程的时刻还采集通信的拓扑结构并确定相应的通信配置。将这种也称为通信设计的通信配置加载到表现为模块化机器的控制装置的自动化系统中。
如果现在改变机器的配置、即其模块结构，则其通常还导致通信设计的改变。在采用刚性拓扑结构的通信设计时，这意味着地址改变了的后来的通信用户(如替换的模块)就不再能被联系上，因为系统不知道必要时如何通过其它通信伙伴联系到该后来的用户。当将通信用户转插到模块化机器的通信网络中时会出现同样的问题。此时在系统(控制装置和其它机器模块)中也无法知道如何在该拓扑结构中联系到该用户。
因此为解决该问题，在当今的系统中对于改变的拓扑机器结构将与之匹配的设计连同通信设计一起加载到相应的自动化系统和所有机器模块中。但这是开销较高的过程并且要中断机器的运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，使对模块化机器的新配置变得容易。
本发明的技术问题通过一种用于动态配置模块化机器的方法来解决，该模块化机器的机器模块相互间以及与控制装置间通过通信网络连接，其中，在机器运行的过程中通过通信伙伴之一确定在通信网络中的通信伙伴，通过通信伙伴之一产生匹配的通信配置，并在机器的运行时间内有效地连接所产生的通信配置。
此外按照本发明，还提出了一种模块化机器，其具有多个机器模块、用于控制或调节这些机器模块的控制装置，和通信网络，通过该通信网络机器模块相互之间和与该控制装置连接以进行通信，其中，利用多个机器模块之一和/或利用该控制装置可以确定通信网络中的通信伙伴，以及可以产生匹配的通信配置并且在机器运行期间进行有效连接。
按照本发明的对模块化机器通信网络的动态拓扑设计的优点在于，在新配置通信拓扑结构时不必中断机器的运行，并且可以在机器运行期间进行通信设计和通信配置。
在一种优选应用中，将本发明的模块化机器捆绑在制造过程中，并且通过内部或外部过程事件来触发通信配置的产生。这样的过程事件可以是对新通信伙伴的报警、操作输入或通信伙伴的改变。由此使得相应的“即插即用”哲学成为可能，即可以在机器运行期间更换或转插机器模块。
优选将所产生的通信配置集中地存储在通过通信网络连接的服务器中，或分散地存储在通信伙伴之一中。由此对于通信配置总是可以进行新的配置。
通信网络可以至少包括一个子网，通过该子网可以将第二机器模块与第一机器模块连接以进行通信，从而使该第二机器模块可以通过第一机器模块与通信网络间接地连接。这意味着通信配置还可以包括非直接连接在主网络上的子网络。同样还可以这种方式为自动、动态配置获得子网络的通信伙伴。
由此一种优选使模块化机器投入运行的方法在于如下步骤，首先在该模块化机器投入运行的时刻之前，借助工程系统在不考虑各机器模块的通信拓扑结构的情况下针对要解决的自动化任务配置机器模块间的相互作用，然后根据以上所示的动态配置方法来自动配置通信网络，其中机器模块通过该通信网络相互连接。由此使得在机器投入运行时刻前的工程过程明显地变得简单。
以下借助附图对本发明进行描述。图中示出图1示意性示出模块化机器的通信拓扑结构。
具体实施例方式
以下所述实施例为本发明的优选实施方式。
如图1所示，灵活的、模块化的机器例如由机器模块M1-M6组成。机器模块M1-M3连接在通信网络KN上。机器模块和通信网络KN之间的可能分隔在图中用虚线示出。
机器模块M1和M4通过通信子网S1相互连接，机器模块M2和M5通过通信子网S2相互连接，而机器模块M3和M6通过通信子网S3相互连接。因此子网S1-S3只是间接通过各机器模块M1-M3与通信网络KN连接。当然各子网S1-S3可以包括任意其它子网。同样还可以考虑通过附加子网将其它模块连接到机器模块M4-M6上。
模块M1-M6由自动化系统AS通过通信网络KN/S1-S3来控制。自动化系统AS本身与工程系统ES连接。因此可以将由开发系统ES产生的机器配置存储在自动化系统AS中。
按照本发明，现在可以利用通信网络KN的通信伙伴之一、在此的情况下例如选择机器模块M1来确定连接在包括子网S1-S3的通信网络KN中的通信伙伴，并产生相应的通信配置或通信参数。然后将该配置存储在机器模块M1中，并在机器的运行时间内进行有效的连接。由此随时都可对机器模块M1-M6进行更换或转插，而不必中断机器的运行。机器模块M1例如通过对通信伙伴间的相邻关系或信号的时间关系的分析来动态地确定通信配置。在当前的情况下作为通信伙伴的不仅有机器模块M1-M6，而且还有自动化系统AS和工程系统ES。
但通信拓扑结构还可以替代地或同时地通过自动化系统AS或其它通信伙伴来确定，并产生相应的通信配置和进行有效连接。同样还可以将存储并提供通信配置的专用服务器连接到通信网络上。
配置过程例如通过工程系统ES的操作输入或将模块M1-M6之一插到通信网络KN或相应的子网S1-S3上或过程事件等来触发。这样的事件不仅当然触发通信配置的产生，还可选地触发通信配置的自动有效连接。
为了有效实施配置过程，仅重新装配改变的通信伙伴。而未改变的通信伙伴的通信关系则保持不变。成功配置或设计的唯一前提仅是在设计通信时所有可能的通信用户都已知。
在所选示例中示出的动态配置可以支持模块化机器的灵活拓扑机器结构以及该机器结构在运行时的改变。
权利要求
1.一种用于动态配置模块化机器的方法，该模块化机器的机器模块(M1-M6)相互间以及与控制装置(AS)间通过通信网络(KN/S1-S3)连接，其特征在于，-在机器运行的过程中通过通信伙伴之一确定在通信网络(KN)中的通信伙伴，-通过通信伙伴之一(M1)产生匹配的通信配置，以及-在机器的运行时间内有效地连接所产生的通信配置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述模块化机器捆绑在制造过程中，并且通过内部或外部过程事件来触发所述通信配置的产生。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述过程事件是对新通信伙伴的报警、操作输入或通信伙伴的改变。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，将所产生的通信配置集中地存储在通过通信网络(KN)连接的服务器中，或分散地存储在通信伙伴之一中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述通信网络(KN)至少包括一个子网(S1-S3)，通过该子网(S1-S3)将第二机器模块(M4-M6)与第一机器模块(M1-M3)连接以进行通信，从而使该第二机器模块(M4-M6)通过第一机器模块(M1-M3)间接地与通信网络(KN)连接。
6.一种使模块化机器投入运行的方法，其中，-在该模块化机器投入运行的时刻之前，借助工程系统(ES)在不考虑各机器模块(M1-M6)的通信拓扑结构的情况下针对要解决的自动化任务配置机器模块(M1-M6)间的相互作用，以及-根据权利要求1至5中任一项所述的方法动态配置通信网络(KN)，所述机器模块(M1-M6)通过该通信网络(KN)相互连接。
7.一种模块化机器，具有-多个机器模块(M1-M6)，-用于控制或调节这些机器模块(M1-M6)的控制装置(AS)，和-通信网络(KN)，所述控制装置(AS)和机器模块(M1-M6)与该通信网络(KN)相互连接以进行通信，其特征在于，-利用该多个机器模块(M1-M6)之一(M1)和/或利用该控制装置(AS)可以确定通信网络(KN)中的通信伙伴，以及可以产生匹配的通信配置并且在机器运行期间进行有效连接。
8.根据权利要求7所述的模块化机器，其捆绑在自动化过程中，其中，可以通过内部或外部过程事件来触发所述通信配置的产生。
9.根据权利要求8所述的模块化机器，其中，所述过程事件是对新通信伙伴的报警、操作输入或通信伙伴的改变。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的模块化机器，其中，将所产生的通信配置集中地存储在通过通信网络(KN)连接的服务器中，或分散地存储在通信伙伴之一中。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的模块化机器，其中，所述通信网络(KN)至少包括一个子网(S1-S3)，通过该子网(S1-S3)将第二机器模块(M4-M6)与第一机器模块(M1-M3)连接以进行通信，从而使该第二机器模块(M4-M6)通过第一机器模块(M1-M3)间接地与通信网络(KN)连接。
全文摘要
在自动化系统中应使机器配置的改变易于进行。为此建议动态配置模块化机器，该模块化机器的机器模块(M1－M6)相互间以及与控制装置(AS)间通过通信网络(KN)连接。为此在机器运行的过程中通过通信伙伴之一(M1)确定在通信网络(KN)中的通信伙伴。然后通过该通信伙伴(M1)产生匹配的通信配置并进行有效连接。由此使得就是在机器运行期间也能自动进行通信配置或通信设计。
文档编号G05B19/418GK1938660SQ200580010384
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月15日 优先权日2004年3月29日
发明者米尔科·丹兹, 约翰尼斯·埃科斯特拉 申请人:西门子公司