数据通信的设计的制作方法

专利名称：数据通信的设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在工业自动化环境中的数据通信的设计。
背景技术：
在工业自动化技术中已知了用于数据通信的不同方法。这例如涉及通信总线系统 (例如现场总线、以太网、CAN总线等等)并且也例如涉及传感器接口、I/O接口和类似物。 为了对这样的数据通信进行规划可以应用设计系统。在数据通信的配置中例如分配了逻辑地址。也可以这样设计该设计系统，即规划者确定了用于总线系统的地址和/或协议使用。 这通常通过在自动化的设计系统中或运行时间系统中应用文字数字的符号来实现。自动化例如涉及机床的、压力机的、印刷机的、包装机的、升降装置的、机器人的等等的自动化。

发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于数据通信的设计的较为简单的可能性。该目的借助于根据权利要求1所述的方法来实现。利用根据从属权利要求2至9 所述的特征得出本发明的其它有利的实施方式。可以为设计系统的用户提供对象的接口的简单的、透明的、特定类型的、符号形式的分配关系，该对象位于相同的或者特别是不同的系统中。在此借助于设计系统也或者是其它的系统，装置可以实现在装置内部的功能模块之间的或者在不同的装置的功能模块之间的通信，其中特别通过一个系统进行通信。装置在此特别是自动化组件，例如可编程控制器(SPS)、运动控制器、I/O模块、整流器、主机等等。有利地可以例如实现简单透明地并且还灵活地对IO点、接头、或者用于驱动对象的轴进行分配，驱动对象位于集成的或固有的系统中。借助于使得在通信接口之间的通信连接抽象化，例如不再需要例如通过说明逻辑地址、或通过封闭系统中的固定的分配关系，确定关于外围区域中的存储器的手动的分配关系。在一种用于在自动化技术中的功能模块之间进行通信的方法中，第一功能模块具有第一通信接口。该功能模块特别是具有特殊功能的软件模块(例如技术模块、调节模块、 驱动模块、逻辑模块等等)。该功能模块具有通信接口，其中功能模块通过通信接口可以和例如其它的模块交换数据。通信接口可以是不同类型，其中彼此连接的接口具有兼容的或相同的类型。第二功能模块也就具有第二通信接口，其中将第一通信接口分配给第二通信接口，其中存储了该分配关系。在此例如借助于图形系统(例如设计系统、编程系统、观测系统等等)实现该分配关系。在此例如可以借助于一个鼠标指针以图形方式将两个通信接口连接，以便对通信连接进行显示或编程。该系统有利地检测这些类型是否一致，并且允许或拒绝连接，或者输出可以推导出不同或不兼容的类型的信息。通信接口涉及不同的功能模块，但这些功能模块可以在相同的自动化组件中或其它的自动化组件中被设置、编程或执行。
在本方法的一个实施方式中，将第一功能模块分配给第一自动化组件，并且将第二功能模块分配给第二自动化组件。在本方法的另一个实施方式中，能将通信接口参数化和/或模型化。用户可以使接口适合于相应的需求。如果功能模块以不同类型的对象为基础，那么在编程时将这些对象类型实例化。相应的类型也具有对可能的接口的说明。在实例化时可以有利地调整该对象应利用哪些接口实例化。这例如取决于需要相应执行的功能。一个对象例如可以利用一个、两个、三个或多个传感器接口实例化。在本方法的一个实施方式中，借助于接口相互自动的分配关系将基于总线的、在自动化组件之间的通信参数化和/或自动占用逻辑的地址范围。在本方法的一个实施方式中，取决于通信接口的参数化和/或模型化将通信参数化。如果例如在一个功能模块中将两个传感器接口实例化，那么为其预留了相应的传输通道。在本方法的另一个实施方式中，也可以以另外的方式对其进行控制。例如如果传感器接口彼此连接，则仅仅可以为此设置相应的通信(例如通道，或者总线协议中的位置)。由通信连接(地址或带宽)自动实现这种设置。由此减轻了用户的负担。在本方法的一个实施方式中，设置连接器用于分配通信接口，其中连接器具有连接信息。这也可以简化对通信连接的编程。通信接口和连接器例如可以分别是不同类型。 其中仅仅相同类型的接口和连接器是兼容的并且可以共同应用。在本方法的一个实施方式中，将一个通信总线系统分配给一个或两个自动化组件。取决于总线的类型，可以将不同的自动化组件的不同的功能模块之间的通信连接自动地集成在该总线系统中。在本方法的一个实施方式中，如果通信总线系统不能满足通信要求，则拒绝和/ 或标记通信接口的分配关系，该通信要求对于在自动化组件之间的通信连接来说是必要的。在本方法的一个实施方式中，借助于对象特定的脚本产生模型化数据，其中功能模块描述了对象。这样的脚本例如可以设计为和功能模块的实例化相联系。通过通信连接的图形的分配关系例如也得出IO点相对于IO接口的简单的分配关系。此外，对于这个或对于其它通信接口如下地设置、或执行这些步骤中的至少一个 定义自动化系统 具有IO接口的引言和说明，该接口用于IO变量或用于技术对象的外部接口 ； 具有IO接口(通信接口)的引言和说明，该接口用于在同一个自动化系统上的 IO点也或者用于在和通信系统相关的IO模块上的IO点，并且可能具有SW对象在集成的 IO模块上的外部接口(通信接口)的模型化、例如根据PROFIdrive Profile的驱动对象的外部接口的模型化； 将端口(接口)模型化(例如涉及标记、类型、特性、属性、有效信息(存在的连接、还未连接，...))； 通过对象特定的脚本产生模型化数据，其中对象特定的脚本文件特别一同被提供给对象、模块、组件或指定的设计系统中；
通过模型化数据可以选择并且类型确定地分配适合于所选择的IO接口的“伙伴”接口，其中特别地仅仅可以将类型适合的接口彼此连接； 接口包含象征性的名称，并且对于用户来说可以较为简单地选择/分配和操作； 经过接口的模型化的特性进一步支持该选择过程； 作为接口上的属性例如也可以将终端标记模型化； 借助于连接器或链接保持或存储该分配关系； 由系统取决于分配关系和调整的功能来确定内部的通信，其中在此特别进行以下步骤中之一自动的电报调整，自动的通信配置(例如确定PROFIdrive电报、电报扩展和 /或逻辑寻址)。用户随后在技术上的和象征性的层面上并且不在逻辑的地址空间中工作。逻辑的地址空间被有利地遮盖。相应于接口连接和调整的功能性来安排系统的通信(通信区域(逻辑的地址空间)和通信内容(电报))。这例如通过隐含的过程(例如利用翻译设计规划)进行，或者以明确的行动为基础。在本方法的一个实施方式中，功能模块涉及运动控制器，其中在应用DSC方法的情况下将速度预调、位置调节强度和在目标位置和实际位置之间的差值作为对于调节重要的信号发送给驱动器。这些信号可以有利地汇聚在一个唯一的接口中并且构成接口类型。 仅仅该类型的接口然后可以相互连接。具有带有这类接口的模块的驱动器然后产生了原本的位置目标值。在驱动时进行位置调节。在应用DSC方法时，在调节器中模仿了有效的跟踪误差。为了清楚地描述和简单地改变和/或校正IO接口连接，可以为用户提供对此适合的工具。该工具用于清楚地描述接口的连接和对连接的可能的改变/校正，其中该通信接口、即IO接口通过IO接口说明数据模型化。这样的工具(用于控制通信连接的系统)例如可以具有以下至少一个功能 描述输出端-接口和分别连接的伙伴-接口(接口的概念也理解为端口)， 显示IO接口类型， 标记未连接的输出端-接口，即分别缺少的伙伴-接口， 标记“路径中断”的伙伴-接口，例如通过从规划中删除伙伴来实现； 标记对连接信息的修改，例如通过给输出端接口或连接伙伴改名来实现， 通过输入有效的、类型适合的接口来简单地修复损坏的(不正确的)连接， 通过文字数字的符号规定来简单地预定连接伙伴，
·通过调用子程序产生连接，和 显示单个的连接的接口类型。此外可以在一个工具中或在不同的工具中实现例如连接显示、连接编辑、连接校正的功能。对于用户来说特别有利的是应用图形的操作方式，这是因为这促使对接口 -连接(即分配关系)清晰地描述、导向地编辑、改变和校正，并且可以以自动化系统中的 IO-接口-模型化和IO-接口-连接为基础。在接口(端口)的连接中，用户可以通过说明数据(例如象征性的符号、类型信息等等)得到支持。
对于用户来说重要的是对IO-接口和组件简单地、在功能/技术方面进行选择并且进行分配，并且这不取决于一个可能存在的受限的通信宽度。如果例如在PROFIdrive 电报中以最大仅仅2个传感器通道传输该通信宽度的话，则这也例如涉及传感器在运行控制器中的简单的技术上的分配关系。用于内部传感器通道的分配关系也应该可以在灵活地规划传感器时被隐藏。因此可以停止直接在相应的通信通道/地址范围上的(例如在 PROFI-drive电报中的传感器1或传感器2上)有针对性的分配。通过所说明的概括可以直接使技术的IO接口的(即技术的通信接口)分配给特别的类型相应的IO点，以及非直接地分配到通信接口上。因此例如可以将自动化系统中的传感器分配给外围组件中的相应的传感器。通过引入并且评估技术上的属性可以隐藏通信接口，其中该分配关系仍然是明确的。用户不必再给出明确的通信通道。这样的属性的例子是管理传感器信号。在自动化系统中例如可以在第一通信通道中总是转移驱动器-调节器的传感器、大多数情况下是发动机传感器；如果在接口上限定了这种技术的标准，那么在连接轴的发动机传感器时不再在驱动器上给出通信通道。通过在受限的通信宽度中接口的明确的分配关系也可以利用数量受限的通信通道进行处理，这通过引入和应用适合的、技术上的属性来实现。例如可以当属性相应于所涉及的技术时，使所选择的通信通道仅仅能分配给所选择的接口。在此，受限的通信宽度、也例如数量受限的通信通道可以利用通过能实现确定地映射到通道上的技术属性来分配接口的方式被隐藏。可以由此使自动化系统的用户减轻负担，即隐藏内部的通信规定或内部的通信条件，这导致用于在符号范围中分配的技术的外视图减小。用户使接口模型化，其中以适合的方法限定技术上的属性，并且该属性用于简化用户显示和通过系统分配通信通道。属性对于对象而言可以特别地用于传感器分配，其借助于PROFIdrive电报传输传感器数据。如果应对传感器数据的通信进行编程或参数化，而并不由用户自己分配逻辑地址，那么这可以例如如下地实现。在为此预设用于在驱动技术中的功能模块之间进行通信的方法中，其中第一通信模块具有第一传感器接口，其中第二功能模块具有第二传感器接口，则将第一传感器接口根据功能分配给第二传感器接口。这例如借助于图形的表面来实现。此外功能模块的接口彼此连接。特别地，可以将第一功能模块分配给第一自动化组件， 并且将第二功能模块分配给第二自动化组件。此外特别地自动确定地址、特别是逻辑地址， 以用于在两个不同的自动化组件之间传输传感器数据。通过用于传输数据的总线系统确保了在自动化组件之间的通信。在本方法的一个实施方式中，第一功能模块是轴模块，其中第二功能模块特别是驱动模块。因此第一自动化组件可以是控制-和/或调节装置、特别是运动控制器，并且第二自动化组件可以是整流器。在本方法的一个实施方式中，轴模块以实例化的轴对象为基础，其中轴对象具有用于接口的说明数据，其中通过实例化生成接口数据，其中第一传感器接口是接口数据。在本方法的一个实施方式中，驱动模块以实例化的驱动对象为基础，其中驱动对象具有用于接口的说明数据，其中通过实例化生成接口数据，其中第二传感器接口是接口数据。
在本方法的一个实施方式中以图形方式连接传感器接口。如果传感器接口类型不同，那么在连接不同类型的传感器接口时自动地拒绝连接和/或显示出错误连接。如果接口类型相同，系统则接受该连接。该系统例如是设计系统。在本方法的一个实施方式中，将总线通信的自动确定的逻辑地址用于传感器信号。在此如果通信接口、特别是传感器接口被改变，则用于总线通信的逻辑地址可以自动改变。如果例如取消传感器连接或提出新的传感器连接，则属于这种情况。在另一种用于在驱动技术中的功能模块之间进行通信的方法中，自动化系统的第一功能模块具有多个传感器接口，其中外围组件的第二功能模块(11)也具有多个传感器接口。该自动化系统借助于通信总线和外围组件在数据技术方面连接，其中外围组件具有用于多个传感器的硬件接口，这些硬件接口单独地和外围组件连接并且并不一起通过共同的总线连接。在外围组件中，硬件接口和外围组件的传感器接口至少在数据技术方面连接， 其中传感器接口特别涉及通信总线。在本方法的一个实施方式中，总线具有用于多个传感器和至少一个执行器的总线协议，其中所连接的传感器中的一个是发动机传感器。对于用户来说有意义的是，可以通过适合的工具简单地象征性地连接IO接口(即通信接口)。为此可以提供一种软件，通过该软件提供了至少一个以下说明的用于连接接口 (端口)的功能 用于软件的输入参数是IO接口，或者技术对象的外部接口(以下也称为“待连接的接口”)，其应与另一个在同一个装置中或另一个装置中类型合适的IO接口(以下称为 “伙伴-接口”)连接，其中对于两个接口存在有IO接口说明数据，· IO接口利用象征性的符号示出， 为了选择伙伴-接口示出标准化的选择列表， 示出是否已经连接目标接口，是否可以在一定条件下一再连接目标接口， 示出待连接的接口和目标接口的特性， 示出接口类型， 如果待连接的接口的类型包括上一级的类型，例如结构中的元件，或BYTE、W0RD 中的类型“Bit”或“Bool”，则可以在包括相应子结构、元件的数据类型中操纵； 在相应继续进行的模型化中，可以直接由连接工具中激活在伙伴-接口中的调节， 在不存在用于IO接口的IO说明数据时，也可以通过预先确定存储器地址或逻辑地址实现对邻接的通信存储器的预先确定。


以下示例性地参照附图详细地说明并阐述本发明。图中示出图1是具有说明数据的通信接口 ；图2是连接器连接；图3是脚本处理；图4是自动化组件；图5是组件之间的第一连接；
图6是组件之间的第二连接；图7是对连接数据的处理；图8是连接的第一屏幕显示图；图9是连接的第二屏幕显示图；图10是连接的第三屏幕显示图；图11是多个传感器数据的第一连接；图12是多个传感器数据的第二连接；图13是连接控制的原理结构；图14是轴配置；和图15是输出基准(Output-Referenz)的描述。
具体实施例方式根据图1的视图示出了第一通信接口 2和第二通信接口 12。两个通信接口具有说明数据5 :10接口 χ说明和IO接口 y说明。如在图2中示出的，接口 2和12可以借助于连接器40象征性地连接。根据图2，第一接口 2涉及了控制器并且第二接口涉及了驱动器，其中两个接口是相同类型X，并且因此可以彼此连接。借助于这样的带有类型说明的通信接口 2，12可以实现不同的优点，例如 简单、透明、类型确定地、象征性地将IO点分配给对象的IO接口，这些对象位于相同的或特别是不同的、分散的组件上， 一种用于将IO点透明并且类型确定地象征性地分配给局部的和/或也是分散的IO接口和在自动化系统中的简单的方法，借助于 将IO接口模型化·类型确定地连接IO接口·通过模型化数据和关于系统的连接信息形成内部的通信； 借助于脚本文件自动产生用于接口的模型化数据， 利用组件或模块自动提供脚本文件或者在设计系统中提供， 由对象和组件的数据、参数、实际调节产生IO说明数据， 可以将IO接口用作IO在自动化系统中的变量、也或者是单个对象的、特别是技术对象的外部接口， 存储具有IO接口和规划的分配关系信息的连接器， 也在自动化系统上应用标准化的接口，如果实现了分辨象征性的分配关系、确定设计系统中的通信和逻辑地址，则接口在运行时间系统中仅仅通过逻辑地址范围交换数据； 选择性地存储在运行时间系统中的象征性的分配关系以便为HMI操作系统进行读取， 诊断显示带有连接器的对象，在列表中的分配或以图形方式，和/或 通过图形的连接重新规划特性、属性。根据图3的描述示出了用于产生IO模型化数据的脚本文件6的应用。为此应用了对象数据、参数数据或可读的特性和说明数据。这在图3中例如描述为驱动对象。由地址列表可以经过第二脚本6可选择地也对以用户所需的接口为基础的电报进行调整。这样围成了参数数据的回路。对于驱动对象来说可能与类型相关地需要例如下列说明数据 全部可能的接口和可能的特性的说明(最大扩充)， 用于根据参数值确定当前接口的脚本，和眷用于调整以所需的接口(可选的)为基础的电报的脚本。根据图4的描述示出了借助于IO接口模型化的象征性的分配关系。第一自动化组件3例如示出为控制器。在此，用户IO接口 2和硬件接口 39位于同一组件上。发动机M 和传感器例如连接在硬件接口 39上。硬件接口 39通过连接30被象征性地分配。该分配关系在此例如涉及第一功能模块1，其是技术对象(例如技术对象凸轮或技术对象轴)。在示出的IO点上的硬件接口 39如示出的那样例如涉及输入端、输出端、执行器/发动机/驱动器，或传感器/感应器。接口可以有利地可变地模型化，这归结于将用于连接接口的连接器特别地引入设计系统中。由此可以在IO接口和系统通信方面实现技术上的系统模型化。用户在连接过程中例如这样得到支持，即仅仅允许将还是自由的连接点类型适合地连接。通过连接、模型化和可能的补充调节实现系统通信，其中对于用户而言可以隐藏内部的通信和对其的调整。模型化和图形的连接器连接可以用于和应用相关的、技术上适合的设计，因此可以对在应用相关的技术平面上的分配关系进行规划。根据图5的描述示出了两个自动化组件3，13。第一自动化组件具有作为功能模块的技术对象1。该模块具有接口 2，其通过连接器30和IO点12、即另一个组件13的接口连接。组件13是外围组件，通过硬件接口 39将硬件、例如是传感器10或发动机9的发动机电缆连接在该外围组件上。以虚线示出了在组件3和13之间的连接器30。通过具有用于组件的分支的网络结构表明了在组件3和13之间真实的总线，该结构通过加粗的虚线示出。根据图5示出了对于作为接口的IO点12的分散的分配关系，其中将接口 12直接分配给硬件接口 39。根据图6示出了和在图5中相反的描述，即间接地分配。这说明了，接口 2 将组件3的模块1至少部分地仅仅和组件13的模块11的接口 12连接。在此涉及了智能的外围对象。模块11然后和组件13的接口 39连接。根据图7的描述示出了接口 2和12，它们通过连接器40连接。接口 2和12以及连接器40分配有信息数据(特别是类型特殊的信息数据)。由这些信息数据确定系统内部的通信。由此然后得到关于在自动化组件之间的总线的电报结构的数据。根据图8的描述示出了屏幕显示图15，其为用户提供了关于连接的总览。该总览也可以使用户对连接进行校正。根据图9的描述示出了另一个用于连接接口的屏幕显示图15。为了便于更好地理解而应用了标记点1至5，它们说明了相应的显示图的任务或功能1.丢弃对于一个连接(链接)的对象的名称(旧的目标，不再对其连接)；2.说明目标对象、即利用其产生新连接的对象。这对于总的驱动对象来说可以完整地实现(执行器、编码器1、编码器2、BIC0等等)，如在第一行中示出的或(在被占用的后5行中示出的)每个接口的细节图中示出的那样。但该系统不必为此进行预选；3.示出用于驱动器1的开放的树结构。可以开放地识别出，新连接了哪些连接。 在此在左侧(源)说明了例如运动控制器的接口 ；在右侧(目标)说明了在对象下面的需要再次连接的接口；4.对于不存在适合的对象的情况，在选择列表中存在记录条目；如果选择该记录条目，那么所涉及的连接保持不变；和5.用户可以有利地根据需求个别地连接每个接口。根据图10的描述示出了用于显示连接信息的屏幕显示图的另一个可能性。根据图11的描述示出了用于传感器数据的连接实例。示出的轴对象1具有用于执行器和3个传感器的接口 2。附加地，也还存在用于外部的传感器的另一个对象1。接口 2通过自动生成的电报由第一自动化组件3到第二自动化组件13进行传输。第二自动化组件13是外围组件，其为发动机9和传感器10准备好接口 39。在作为对象被编程的功能模块11中，接口 39和接口 12连接。根据图12的描述对于图11补充地示出了以图形方式实现在组件3和13之间的连接30。在此得出了以下分配关系。将轴_p分配给驱动器_q(轴/执行器通过系统连接)。将轴_p_传感器_1同样分配给驱动器_q (发动机传感器_1 (M)通过系统连接在传感器-IO接口 1上)。将轴_p_传感器—2同样分配给驱动器_q (直接传感器通过系统连接在传感器-IO 接口 2上)。将轴_p_传感器_3同样分配给驱动器_q (直接传感器通过系统连接在传感器-IO 接口 2上)。将外部的传感器分配给驱动器_q (外部的传感器通过系统连接在传感器-IO接口 2上)。为了通过两个组件3，13连接传感器数据，因此在每个组件中使对象1，11设置有接口，其中接口可以以图形方式连接而无需地址说明，并且可以自动地由接口信息确定地址和电报生成。为了连接接口特别存在例如象征性的符号、类型信息等等的说明数据。根据图13的描述示出了连接控制的结构，其中示出了哪些部段可以具有这样的描述16。根据图14的描述示出了，可以如何在屏幕15上向用户示出轴配置和驱动器分配关系。因此可以以简单的方法说明轴的连接。根据图15的描述示出了用于IO点的连接的实例。
权利要求
1.一种用于在自动化技术中的功能模块之间进行通信的方法，其中第一功能模块(1) 具有第一通信接口 O)，其中第二功能模块(11)具有第二通信接口(12)，其中将所述第一通信接口( 分配给所述第二通信接口(12)，其中存储了分配关系(30)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一功能模块(1)分配给第一自动化组件 (3)，其中将所述第二功能模块(11)分配给第二自动化组件(13)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中能将所述通信接口0,1 参数化和/或模型化。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中借助于所述分配关系(30)将基于总线的、在所述自动化组件(3，1；3)之间的通信参数化和/或自动占用逻辑的地址范围。
5.根据权利要求4所述的方法，其中取决于所述通信接口0，12)的参数化和/或模型化将通信参数化。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中设置连接器00)用于分配所述通信接口(2，12)，其中所述连接器00)具有连接信息。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中将通信总线系统分配给所述自动化组件(3，13)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中如果所述通信总线系统不能满足通信要求， 则拒绝和/或标记所述通信接口 0，12)的分配关系。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中借助于对象特定的脚本产生模型化数据，其中所述功能模块(1，11)描述了对象。
全文摘要
本发明涉及一种用于在自动化技术中的功能模块之间进行通信的方法，其中第一功能模块(1)具有第一通信接口(2)，其中第二功能模块(11)具有第二通信接口(12)，其中将第一通信接口(2)分配给第二通信接口(12)，其中存储了分配关系(30)。
文档编号G05B19/418GK102478851SQ20111037679
公开日2012年5月30日 申请日期2011年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者克劳斯·埃梅斯, 凯·加贝尔, 安德烈亚斯·乌尔, 曼弗雷德·鲍勃, 海科·施密特, 赖纳·默林, 雷蒙德·克拉姆, 马丁·基泽尔, 马丁·布鲁克斯 申请人:西门子公司