专利名称：用于运行自动化装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行自动化装置的方法，自动化装置包括至少一个主机单元和至少一个通过第一总线连接的辅机单元，其中在对技术过程进行控制时通过第一总线传输电报文，电报文分别包括过程图像数据区，用于经规划的、通过第二总线连接到辅机单元上的现场设备；和经规划的保留的过程图像数据区，该保留的过程图像数据区设置用于可能使自动化装置扩展具有至少一个另外的能连接到辅机单元上的现场设备。此外，本发明涉及一种适合于实施该方法的自动化装置。
背景技术：
在EP 1495376B1中已知了一种这样的方法以及一种这样的自动化装置。在规划阶段期间，用户借助于工程系统规划了一个有效数据区以及一个用于辅机单元的保留有效数据区，其中该保留有效数据区设置用于使辅机单元扩展具有至少一个辅机组件、例如是以模拟输入组件/输出组件或者以数字输入组件/输出组件形式的辅机组件。可编程控制器的CPU单元或主机单元借助于对电报文读取或写入地访问这样的数据区，并且对于这种情况下，即在控制操作运行期间或在对技术过程进行控制时，辅机单元实际上扩展了一个辅机组件，这样一种访问基于经规划的保留的有效数据区对所有连接在这条总线上的主机单元和辅机单元无冲击和无反作用地进行；CPU单元或者主机单元对于这种扩展来说不必从运行操作进入到停止状态。未曾提出这样的措施，即该措施用于基本上无冲击和无反作用地使自动化装置扩展具有现场设备，该现场设备例如符合现场总线基础的规格。符合现场总线基础的规格的现场设备(在下文以FF设备来表示)，承担过程调节功能，其中在分配的通信的范畴中每个FF设备通过FF总线和另一个FF设备交换数据。对此设置了中央的通信控制器(所谓的具有调度器的“链路活动调度器”(LAQ)，其控制总线通信的时间顺序。该通信控制器在非定时的数据传输的范畴中处理时间紧迫的任务，例如将设备参数传输到现场设备中。与例如以读取、处理、或读出过程数据为形式的任务相反， 时间紧迫的任务借助于通信控制器在和传输列表相对应的、被定时的数据传输的范畴中实现，其中传输列表显示出，在哪个时刻要求现场设备发送其数据和在哪个时刻现场设备可以读取这些数据。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种开头所述类型的方法，借助于该方法能在控制操作 (运行操作)期间使自动化装置扩展具有现场设备、特别是符合现场总线基础规格的现场设备。此外提出一种适合于实施该方法的自动化装置。该目的在方法方面通过在根据权利要求1所述的特征部分中说明的措施来实现， 在自动化装置方面通过在根据权利要求5所述的特征部分中说明的措施来实现。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。
在附图中说明了本发明的实施例，根据附图在下面对本发明、其设计方案以及优点进行详细说明。附图所示为图1:自动化装置，图2 =FF设备的程序库，和图3 工程示意图和运行时间示意图。
具体实施例方式在图1中把自动化装置称作1，自动化装置具有自动化设备2、辅机单元3，4，5以及多个现场设备6，7，8，9。辅机单元3，4例如设计为所谓的分散的外围设备，其分别配有多个用于与电磁阀连接的数字或者模拟的输入组件/输出组件、保护件、电阻温度计或者其它执行机构或传感器。辅机单元5在当前的实施例中是一个所谓的DP/FF链路，其实现了从第一总线10到第二总线的总线过渡，其中以一种自身已知的、设计用于高通信速度的外围总线“Profibus (过程现场总线)DP”的形式来设计第一总线10，并且以一种同样自身已知的FF总线的形式来设计第二总线11，其符合根据现场总线基础规格的要求。现场设备6，7，8，9 (FF现场设备)连接在第二总线11上。辅机单元3，4，5通过第一总线10与自动化设备2的主机组件12连接，自动化设备具有CPU组件13和另外的通过后连线总线耦合的组件，例如是以调节器组件、和/或输入组件/输出组件、和/或其它的功能组件形式的组件。自动化装置1当然可以根据需要完成的控制任务或自动化任务而配有另外的自动化设备和/或分散的外围设备和/或现场设备。根据该任务，用户借助于例如通过工业以太网通信连接14连接在自动化设备2上的工程系统15来规划和/或者配置该自动化装置 1。为此，工程系统15具有适合的软件工具，该软件工具在工程系统15的显示单元的窗口中为用户显示硬件程序库，并且该软件工具使用户能够借助于拖放硬件组件利用操作元件首先从该程序库中选择现场设备，复制在显示单元的另一个窗口中，并且相应于需要完成的控制任务彼此连接。软件工具自动为所选的现场设备分配地址，或者为用户提出用户能接受或修改的地址。在此参照图2，在图中示出一个带有多个索引或者说文件夹的程序库或者说目录 16。可以认为，用户选择一个具有其所属功能块18的现场设备17，并还在这里未示出的细节图中选择该功能块18的输入变量和输出变量(10数据)。此外认为，用户选择了 CiR现场设备19，其有代表性地设置用于使自动化装置1扩展具有另一个现场设备。软件工具从这些选择的输入变量和输出变量以及从用于CiR现场设备19的默认值中产生过程现场总线DP电报文的部分，其设置用于在自动化设备2和辅机单元5之间通过第一总线10循环地交换信息，并且其包括经规划的输入变量和输出变量的过程图像数据区和经规划的保留的过程图像数据区，首先利用默认值占用该保留的过程图像数据区。 该DP电报文当然也包括涉及另外的辅机单元3，4的信息。该辅机单元和其对DP电报文的作用对于本发明没有重要意义，所以出于简明的原因在下文中并未考虑。软件工具还从现场设备的功能块的被选出的输入变量/输出变量中产生了一个系统数据模块，现场设备的地址和该现场设备的配置、也就是说该变量的数量和在过程图像中对所选择的输入变量和输出变量的分配存储在该系统数据模块中。工程系统15的软件工具将对于自动化装置的控制操作所需要的这个系统数据模块传输给自动化设备2，该自动化设备存储了这个系统数据模块并且还将其在非循环的传输中通过第一总线10输送到辅机单元5(DP/FF-链路)， 辅机单元同样存储了该系统数据模块。系统数据模块不但存储在自动化设备2中而且存储在辅机单元5中，由此实现了既从自动化设备2方面又从辅机单元5 (FF方面)方面给出过程图像中的I/O数据的对应关系。在现有的例子中，在系统数据模块中仅仅存储了现场设备17的地址和配置，该地址和配置带有现场设备所属的功能块18的输入变量和输出变量。出于完整性的原因再次提示的是，系统数据模块也包括用于辅机单元3，4的数据，其(如说明的那样)在下文中不被考虑。用户借助于软件工具或者另外的软件工具联系(verschaltet)功能块18的、所选择的输入变量和输出变量以及在现场设备之间的功能块的、输入变量和输出变量，其中基于这种连接并且基于具有所属的功能块的、经规划的现场设备的数量，和基于经规划的CiR 现场设备的数量(在CiR设备19的当前的例子中)产生通信数据，该通信数据被存储以用于保存辅机单元5(DP/FF-链路)。该通信数据代表了通信关系并且基本上包括相应于所述的连接的所谓的“虚拟通信关系”(VCR)以及调度器，该调度器在宏观循环的范畴中为辅机单元5预设了用于在第二总线11上对FF通信进行循环控制的时间表。辅机单元5借助于该调度器承担FF配置的、自身已知的链路活动调度器(LAQ的功能，该链路活动调度器控制FF总线通信的时间顺序。最后，标准的和/或者生产特殊的设备说明的参数借助于软件工具存储在现场设备6至9中，由此，自动化装置2的规划和配置在辅机单元5和FF现场设备6至9方面完成，并且自动化装置2为此做准备，即在开始-调用之后，在控制操作的范畴中完成自动化任务。现在可能会出现的情况是，基于将要进行的对自动化任务的扩展，将一个另外的 FF现场设备在对技术过程进行控制时连接在第二总线11上。在此，参考图3，在该附图中以简明的形式示出了工程-和运行时间-示意图。在图 1至3中显示的相同的部件以相同的标号标出。通过虚线描绘的CiR现场设备19说明，用户已经在规划和配置的范畴中也对带有用于输入变量和输出变量的默认值的CiR现场设备进行了规划。如同所描述的一样，由此，自动化装置为扩展具有FF现场设备而进行准备。 通过第一总线10循环传输的过程现场总线DP电报文包括现场设备6至9的经规划的输入变量和输出变量的过程图像数据区；和带有默认值的、已经规划了的保留的过程图像数据区，其中以阴影线在附图中示出了输入变量和输出变量的保留的过程图像数据区。对于这种情况，即在控制操作(运行操作)期间，将另一个现场设备20连接在第二总线11上以便扩展自动化装置，(如上所述)用户借助于软件工具在后设计的范畴中附加地从程序库 16中选择带有所属的功能块的现场设备，其中该软件工具为该现场设备产生了一个地址并且为现场设备分派了在FF线路(第二总线11)内的最高地址。该软件工具产生了新的系统数据模块22，现场设备6至9，20的地址和新的FF配置存储在该系统数据模块中，其中新的FF配置包括所有现场设备6至9，20的输入变量和输出变量的数量和对这些变量的分配。
此外，用户借助于软件工具或者另外的软件工具重新连接现场设备20的功能块 18的输入变量和输出变量和在现场设备6至9，20之间的功能块18的输入变量和输出变量，这在带有标号21的图中说明，其中以所描述的类型和方式产生通信数据，该通信数据在调度器和“虚拟通信关系”(VCR)方面区别于原始的、已经存储在辅机单元5中的通信数据。在调用方面，第二总线11 (FF总线)的宏观循环对于现有的FF现场设备来说保持不变， 为了调用新的FF现场设备而扩展该宏观循环。仅仅第二总线11 (FF总线)的宏观循环的持续时间保持不变。在借助于软件工具将标准-和/或生产特殊的设备说明的参数存储在现场设备20中之后，该新的通信数据由工程系统15通过自动化设备2载入辅机单元5。随后，带有新时间标记的新系统数据模块22由工程系统14载入自动化设备2，并且从该设备 2载入辅机单元5。在现场设备6至9，20中存储了设备说明的参数，以及在辅机单元5中载入通信数据和在自动化设备2和辅机单元5中载入系统数据模块22，促使新的调度器和新的“虚拟通信关系”(VCR)在FF方面被激活，并且在过程图像的循环控制数据的范畴中， 在自动化设备2和辅机单元5之间与连接在其上的现场设备6至9，20进行交换。为了确保，使得“正确”的通信数据或通信关系对应于系统数据模块，工程系统为系统数据模块和属于该系统数据模块的通信数据产生一个唯一的标识(UUID)，工程系统 15将其存储在系统数据模块和通信数据中。辅机单元分别读出标识，并且对于这种情况，即辅机单元识别出系统数据模块不对应于通信数据，或者通信数据不对应于系统数据模块， 则辅机单元忽略由辅机单元的自动化设备在控制操作期间通过第一总线10传输的数据， 该数据涉及新连接的现场设备。
权利要求
1.一种用于运行自动化装置(1)的方法，所述自动化装置包括至少一个主机单元(2) 和至少一个通过第一总线(10)连接的辅机单元(5)，其中在对技术过程进行控制时通过所述第一总线(10)传输电报文，所述电报文分别包括过程图像数据区，用于经规划的、通过第二总线(11)连接到所述辅机单元( 上的现场设备(6至9)；和经规划的保留的过程图像数据区，所述保留的过程图像数据区设置用于可能使所述自动化装置(1)扩展具有至少一个另外的能连接到所述辅机单元( 上的现场设备(20)，其特征在于，在连接至少一个另外的现场设备以后，-将所述现场设备(6至9)和所述另外的现场设备00)的参数，以及所述现场设备(6 至9)和所述另外的现场设备00)的通信关系-调度器、VCR通过所述第一总线(10)存储在所述辅机单元(5)中，-由工程系统(15)将用于所述辅机单元(5)的系统数据模块02)传输给所述主机单元O)，所述系统数据模块既存储在所述主机单元中又存储在所述辅机单元中，并且所述系统数据模块包括所述现场设备(6至9)和所述另外的现场设备00)的地址以及配置数据， 所述配置数据具有所述现场设备和所述另外的现场设备的输入变量和输出变量的数量以及所述变量在所述过程图像数据区内的分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于所述通信关系显示所述现场设备的功能模块的输入参数和/或输出参数的联系。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了使得所述系统数据模块02)对应于所述通信关系而将标识(UUID)分派给所述系统数据模块0 和所述通信关系。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述另外的现场设备OO) 具有升高的地址。
5.一种自动化装置，所述自动化装置包括至少一个主机单元( 和至少一个通过第一总线(10)连接的辅机单元(5)，其中所述主机单元和所述辅机单元在对技术过程进行控制时通过所述第一总线(10)互相交换电报文，所述电报文分别包括过程图像数据区，用于经规划的、通过第二总线(11)连接到所述辅机单元( 上的现场设备(6至9)；和经规划的保留的过程图像数据区，所述保留的过程图像数据区设置用于可能使所述自动化装置扩展具有至少一个另外的能连接到所述辅机单元上的现场设备(20)，其特征在于，所述自动化装置(1)设计用于，在连接另外的所述现场设备OO)以后，-将所述现场设备(6至9)和所述另外的现场设备OO)的参数，以及所述现场设备(6 至9)和所述另外的现场设备OO)的通信关系-调度器、VCR通过所述第一总线(10)存储在所述辅机单元(5)中，-由工程系统(1 将系统数据模块0 传输给所述主机单元O)，所述系统数据模块既存储在所述主机单元中又存储在所述辅机单元中，其中所述系统数据模块0 包括所述现场设备(6至9)和所述另外的现场设备OO)的地址以及配置数据，所述配置数据具有所述现场设备(6至9)和所述另外的现场设备OO)的输入变量和输出变量的数量以及所述变量在所述过程图像数据区内的分配。
6.根据权利要求5所述的自动化装置，其特征在于，所述配置数据显示所述现场设备的功能模块的输入参数和/或输出参数的联系。
7.根据权利要求5或6所述的自动化装置，其特征在于，所述辅机单元(5)设计用于，将分派给所述系统数据模块和所述通信关系的标识(UUID)进行比较。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的自动化装置，其特征在于，所述另外的现场设备具有升高的地址。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行自动化装置的方法，该自动化装置包括至少一个主机单元和至少一个通过第一总线(10)连接的辅机单元(5)-DP/FF链路，其中在对技术过程进行控制时通过第一总线(10)传输电报文，电报文包括过程图像数据区，用于经规划的、通过第二总线(11)-FF总线-连接到辅机单元上的现场设备；和经规划的保留的过程图像数据区，该保留的过程图像数据区设置用于可能使自动化装置扩展具有另外的能连接到辅机单元上的现场设备。提出的措施是，借助于该措施能在控制操作(运行操作)期间使自动化装置扩展具有现场设备、特别是符合现场总线基础规格的现场设备。
文档编号G05B19/418GK102339048SQ20111019945
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月15日 优先权日2010年7月16日
发明者汉斯·兹沃斯塔, 马库斯·格拉夫 申请人:西门子公司