自动化装置和操作者系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种自动化装置(21)，具有至少一个自动化设备(9)和用于流程控制的步进链(SFC)的可视化和操作的操作者系统(22)，其中，在自动化设备(9)的RUN运行期间处理从步进链(16)中生成的对象(24)，其中，对象(24)使加载到自动化设备(9)中的、借助于连续功能图编辑器建立的CFC功能(15)参数化并且激活，并且其中，经由过程值(18)和控制信号(19)实现在对象(24)和CFC功能(15)之间的互动和联接。提出以下措施，借助该措施在自动化设备(9)的RUN运行期间实现流程控制的修改。
【专利说明】
自动化装置和操作者系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种自动化装置，具有至少一个自动化设备和用于流程控制的步进链的可视化和操作的操作者系统，其中，在自动化设备的RUN运行期间处理从步进链中生成的对象，其中，对象使加载到自动化设备中的、借助于连续功能图编辑器建立的CFC功能参数化并且激活，并且其中，经由过程值和控制信号实现在对象和CFC功能之间的互动和联接。本发明还涉及一种操作者系统。
【背景技术】
[0002]从西门子手册“过程控制系统SMATIC PCS 7”，2014/15版，第4章中已知的是，借助于能在工程系统上运行的、所谓的“连续功能图编辑器(Continuous Funct1n Chart(CFO-Editors)”形式的图形编辑器，根据要实现的自动化任务，从预制的模块(对象)中建立用于自动化设备的自动化解决方案或者操作或控制程序。对此，使用者从可用的模块储备中选出例如是调节器或计数器模块的模块或者对象，例如通过拖拽和拖放将模块放置在功能规划图(例如CFC规划图)中，并且通过鼠标点击使其相互联接。“联接”的概念理解为，例如为了模块之间的通信将值从输出端传输到一个或多个输入端。当操作者在功能规划中建立了所有的功能之后，工程系统借助于自动化设备生成可读的CFC自动化对象或者CFC功能，其加载到该自动化设备中并且在该处在控制技术过程的范围内或者为了实现自动化任务而进行处理。
[0003]工程系统还设置有所谓的“顺序功能图(SFC)编辑器”形式的另外的图形编辑器，使用者借助于该图形编辑器能够建立用于控制批量处理(Batchprozess)的流程控制或配方，例如是用于制造合成树脂、色素或者肥料的配方。该SFC编辑器实现了流程控制的图形化的规划和启动，其中，从流程控制中生成(SFC)对象，其加载到自动化设备中并且在该处执行。流程控制在顺序级联(步进链)的基础上设置用于生产过程的状态受控的或事件受控的实施。流程控制通常具有多个如下的步进链(顺序功能图)，其替代分支和/或并行分支地设计，并且分别包括多个以配方操作或者配方功能形式的配方元素，例如是配量、加热或搅拌以及过渡。
[0004]从流程控制中或者从步进链(SFC)中生成的(SFC)对象在一个或多个自动化设备的Run运行中控制从CFC规划中生成的CFC功能，即SFC对象使下级的CFC功能参数化并且激活，其中，经由过程值和控制信号实现在SFC对象和CFC功能之间的互动和联接。
[0005]从所谓的西门子手册“过程控制系统SniATIC PCS 7”，2014/15版的第5章中还已知了一种包括OS服务器和至少一个OS客户端的操作者系统，其一方面设计用于操作和监视要控制的过程的流程，并且另一方面设计用于SFC规划的可视化和操作。然而，该SFC操作在RUN运行期间仅允许步进链或者流程控制的已经规划的配方元素的参数改变，例如额定值改变形式的参数改变。在一个或多个步进链处的改变、例如通过插入新的配方元素进行的改变仅能在新规划的范畴中借助于工程系统实现，其中，SFC规划在该改变之后重新编译，并且SFC对象必须加载到自动化设备中。也就是说，SFC规划的改变在自动化设备的RUN运行中是不可行的。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的在于，提出一种开头所述类型的自动化装置，借助于其在自动化设备的RUN运行期间实现了流程控制的修改。此外，提出一种操作者系统，其适用于这种自动化装置。
[0007]该目的通过一种自动化装置来实现。其具有至少一个自动化设备和用于流程控制的步进链的可视化和操作的操作者系统，其中，在自动化设备的RUN运行期间处理从步进链中生成的对象，其中，对象使加载到自动化设备中的、借助于连续功能图编辑器建立的CFC功能参数化并且激活，并且其中，经由过程值和控制信号实现在对象和CFC功能之间的互动和联接。操作者系统具有:用于解释和执行流程控制并且用于驱控在自动化设备中的CFC功能的解释器(Interpreter)；用于修改流程控制的步进链的工程接口，和；用于流程控制的步进链的可视化和操作的接口。
[0008]该目的还通过一种用于自动化装置的操作者系统。操作者系统设置用于流程控制的步进链的可视化和操作。在自动化装置的自动化设备的RUN运行期间处理从步进链中生成的对象，其中，对象使加载到自动化设备中的、借助于连续功能图编辑器建立的CFC功能参数化并且激活，并且经由过程值和控制信号实现在对象和CFC功能之间的互动和联接。操作者系统具有:用于解释和执行流程控制并且用于驱控在自动化设备中的CFC功能的解释器;用于修改流程控制的步进链的工程接口，和;用于流程控制的步进链的可视化和操作的接口。
[0009]有利的是，减少了有关流程控制的规划、测试和优化的时间耗费。借助于根据本发明的自动化装置能够实现流程控制的在线改变，并且因此不在需要在工程系统中实现流程控制的改变，在那里进行编译并且加载到自动化设备中。
[0010]在要控制的技术过程或者要控制的设备的操作和监视方面，设备操作员或者操作者属于最有经验者。因此，其具有丰富的用于优化和改善相应的设备和自动化装置的构思。这些构思中的很多来源于与设备相关的实用的经验，而不是源于例如是控制技术上的路径模型的理论模型。为了研究这些需要对流程控制在其使用上进行修改的构思，借助于根据本发明的自动化装置能够省弃高花费的模拟以及省弃具有随后到自动化设备中的传输的流程控制的、高花费的重新规划和重新工程化。
[0011]此外，设备操作员或者操作者通常也仅信任与过程或设备的操作和监视相关的操作者系统。利用工程软件进行的工作通常不属于设备操作员的任务。为了能够最优地了解设备操作员在优化方面的想法，能在不需要高深的工程知识的情况下在线地优化操作者系统中的流程控制;有关专用的编译和下载的认知-如在具有已知的工程系统的已知的自动化装置中那样-是不必要的。
【附图说明】
[0012]接下来，根据示出了本发明的实施例的附图详细阐述本发明、本发明的设计方案以及优点。
[0013]以简化的示图示出:
[0014]图1和2示出自动化装置的组成部分。
[0015]图1和2中所不的相同的部分设置有相同的标号。
【具体实施方式】
[0016]首先参考图2，在其中示出了本身已知的自动化装置I。在当前的实施例中，该自动化装置I包括具有ES服务器3和ES客户端4的工程系统2以及由OS服务器6和OS客户端7组成的操作者系统5 AS服务器3以及OS服务器6经由总线连接8与自动化装置I的自动化设备9通信，其中，服务器3，6和客户端4，7还经由另外的总线10交换信息。自动化装置I还具有分散的外围设备11，外围设备经由总线12接通到自动化设备9处，其中，分散的外围设备11借助于另外的总线13与多个现场设备14(传感器，执行机构)连接。
[0017]借助于能在工程系统2上运行的连续功能图(CFC)编辑器，使用者以习惯的方式和方法从预制的模块中根据要实现的自动化任务图形化地建立用于自动化设备8的控制程序。对此，使用者从可用的模块储备中选出例如是调节器或计数器模块的模块、例如通过拖拽和拖放在功能规划图(例如CFC规划图)中放置模块，并且通过鼠标点击使其相互接通。在使用者在功能规划图中建立了所有的功能之后，工程系统借助于自动化设备9生成可读的CFC功能，其加载到该自动化设备9中并且在该处在控制技术过程的范畴中或者为了实现自动化任务而被处理。在本实施例中，加载到自动化设备9中的、并且在过程控制期间在该处要处理的CFC功能以15 (CFC)标记。
[0018]此外，使用者以习惯的方式和方法借助于同样能在工程系统2上运行的顺序连续功能图(SFC)编辑器图形化地建立流程控制(SCF)，其通常包括多个步进链，这些步进链又具有多个配方元素(Rezeptelement)以及转移，例如配方操作或者配方功能形式的配方元素，例如是配量、加热或搅拌。在当前的实例中设定，使用者已经建立了流程控制，其中，在工程化阶段期间在工程系统2的ES客户端4上示出该流程控制的步进链16。工程系统2从该流程控制中借助于自动化设备9生成能处理的对象，其编译工程系统2并且加载到自动化设备9中。在当前的实施例中，以17(SFC)标记步进链的加载到自动化设备9中的、并且在该处在过程控制期间要处理的对象，其中，在过程控制期间-即在自动化设备9的RUN运行中-经由过程值18和控制信号19(SFC数据)实现在对象17和CFC功能15之间的互动和联结。此外，为操作者在过程控制期间在OS客户端7上示出步进链16，操作者由此能够监视，刚好处理步进链的哪个配方元素。步进链的每个步都对应有确定的行动，其使得CFC功能15参数化并且激活，其中，对此设置相应的控制信号19。过程值18包括过程输入值(实际值)以及过程输出值(额定值)，过程输入值由传感器输送给自动化设备9并且其由自动化设备9传输给OS服务器6以便存储在过程图像20中，过程输出值由OS服务器6输送给自动化设备9以便驱控执行机构。
[0019]为了在自动化设备的RUN运行期间能够修改步进链16以及流程控制，例如通过插入另外的配方操作“混合”，自动化装置21具有操作者系统22(图1)，其OS服务器23设置有用于解释和执行流程控制并且用于驱控自动化设备9中的CFC功能15的解释器，还具有用于借助能在操作者系统22的OS客户端25上运行的SFC编辑器建立步进链的工程接口，以及用于在过程控制期间步进链16的可视化和操作的接口。与借助自动化设备9从步进链16中生成SCF对象17的已知处理不同的是，自动化装置21的操作者系统22的OS服务器23在过程控制期间处理步进链16的要处理的或者能实施的、以24(SFC*)标记的对象。OS服务器23以解释的方式执行该SFC*对象24并且在过程图像20中既存储过程输出值(额定值)形式的过程值18又存储SFC数据19。此外，SFC*对象24接收在过程图像20中由自动化设备9传输的、过程输入值(实际值)形式的过程值18，其中-如所提到的那样-以所描述的方式和方法在自动化设备9中经由过程值18和SFC数据19实现在SFC*对象24和CFC功能15之间的互动和联接。
[0020]由于OS服务器2 3中的SFC*对象(SFC*)的解释式的执行，在过程控制期间直接地实现了测试(调试和优化)，而不必对此在单独的工程系统中实施编译并且下载到自动化设备中。此外，当通过匹配步进链或者优化参数将焦点定向到配方上或者自动化过程的优化上的时候，SFC*的灵活性也特别适用于实验室运行。如果由于改变的环境条件而还没有完全结束化学反应或者需要用于补偿环境影响或者原料差异的参数匹配，那么在过程控制期间能够实现优化，例如通过插入附加的步进链。
【主权项】
1.一种自动化装置，具有至少一个自动化设备(9)和用于流程控制的步进链(SFC)的可视化和操作的操作者系统(22)，其中，在所述自动化设备的RUN运行期间处理从所述步进链(16)中生成的对象(24)，其中，所述对象(24)使加载到所述自动化设备(9)中的、借助于连续功能图编辑器建立的CFC功能(15)参数化并且激活，并且其中，经由过程值(18)和控制信号(19)实现在所述对象(24)和所述CFC功能(15)之间的互动和联接，其特征在于，所述操作者系统(22)具有: 用于解释和执行所述流程控制并且用于驱控在所述自动化设备(9)中的所述CFC功能(15)的解释器， 用于修改所述流程控制的所述步进链(16)的工程接口，和， 用于所述流程控制的所述步进链(16)的可视化和操作的接口。2.—种用于根据权利要求1所述的自动化装置的操作者系统，其中， 所述操作者系统(22)设置用于流程控制的步进链(16)的可视化和操作， 在所述自动化装置(21)的自动化设备(9)的RUN运行期间处理从所述步进链(16)中生成的对象(24)，其中，所述对象(24)使加载到所述自动化设备(9)中的、借助于连续功能图编辑器建立的CFC功能(15)参数化并且激活，并且经由过程值(18)和控制信号(19)实现在所述对象(24)和所述CFC功能(15)之间的互动和联接， 其特征在于，所述操作者系统(22)具有: 用于解释和执行所述流程控制并且用于驱控在所述自动化设备(9)中的所述CFC功能(15)的解释器， 用于修改所述流程控制的所述步进链(16)的工程接口，和 用于所述流程控制的所述步进链(16)的可视化和操作的接口。
【文档编号】G05B19/04GK105974826SQ201610136799
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】本杰明·卢茨
【申请人】西门子公司