(57)【要約】【課題】計画された変更の導入によって自動化システムの連続動作が中断されない自動化システムの構造コンポーネントの交換のための方法を提供する。【解決手段】本発明によれば、自動化システムの連続動作中に構造コンポーネントの機能進行に無関係に、構造コンポーネントの型が先ず計画環境において計画ツールにより変更され、その際に型の識別子が常に維持されたままである。しかる後に機能プランにおいて構造コンポーネントのインスタンスが、変更された構造コンポーネントによって交換され、かつ構造変化が相応に記録される。次のステップにおいて、自動化システムの連続動作に並行してかつ自動化システムの連続動作への影響なしに、交換された構造コンポーネントが自動化システムに伝達される。それから自動化システムにおいて中断なしに、交換された構造コンポーネントを考慮した設定に切り換えられることによって、変更されて交換された構造コンポーネントが活性化される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動化システムのための構造コンポーネントの交換のための方法であって、
構造コンポーネントの型が計画ツールにより計画環境において作成され、かつ一意的に識別子が付され、
構造コンポーネントが機能プランにおいて計画され、パラメータ化され、かつ他のブロックと接続され、
構造コンポーネントの計画されたインスタンスが実行環境において活性化され、それによって機能が自動化システムにおいて実行させられる方法において、
自動化システムの連続動作中に構造コンポーネントの機能進行に無関係に、
・構造コンポーネントの型が計画ツールにより計画環境において開かれて変更され、その際に識別子が維持されたままであり、
・機能プランにおける構造コンポーネントのインスタンスが、変更された構造コンポーネントと交換され、その際に構造変化が記録され、
・自動化システムの連続動作に並行してかつ自動化システムの連続動作への影響なしに、交換された構造コンポーネントが自動化システムに伝達され、
・自動化システムにおいて中断なしに、行なわれた変更に切り換えられることによって、変更されて交換された構造コンポーネントが活性化されることを特徴とする方法。
【請求項２】
含まれているブロック、接続、パラメータまたは外部のインターフェースの付加または除去によって構造コンポーネントの型の変更が行なわれることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
自動化システム内部において計画の少なくとも２つの設定が作成されていて、
連続動作時に常にこの設定の１つが自動化システムにおいて進行し、
進行中の第１の設定における交換された構造コンポーネントが第２の設定へ移され、
しかる後に中断なしに第２の設定へ切り換えられることにより、変更されて交換された構造コンポーネントが活性化されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
自動化システムにおいて中断なしに、必要ならば、先の設定への切換が可能であることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
計画された変更の導入前に自動化システム内における一貫性検査が行なわれることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動化システムの構造コンポーネントの交換のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発電所設備のような大規模設備の自動化は、ますます複雑化する制御調節課題を解決するために、フレキシブルにかつ多面的に使用可能な計測制御システムおよび自動化システムを必要とする。
【０００３】
計測制御システムにおいては、当面の条件に対する変更または調整が計画により行なわれる。その際に今日では主にグラフィック計画ツールが用いられる。計測制御システムおいて計画環境で行なわれる変更は、多数のプログラマブルコントローラからなる階層的に下位に置かれた自動化システムの実行環境において実施される。
【０００４】
国際電気標準会議の標準規格ＩＥＣ６１１３１−３またはＩＥＣ１１３１−３としても知られている欧州規格ＥＮ６１１３１−３において、プログラマブルコントローラのプログラミングを可能にする５つのプログラミング言語が定義されている。フルグラフィック計画ツールの一例が、特に自動化技術におけるプログラマブルコントローラにおいて使用されるグラフィックプログラミング言語「コンティニュアスファンクションチャート（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｃｈａｒｔ、略してＣＦＣ）である。更に、上記規格の構成要素として、機能ブロック言語「ファンクションブロックダイアグラム（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｂｌｏｃｋ  Ｄｉａｇｒａｍ、略してＦＢＳ）が使用されている。これは同様にグラフィック指向のプログラミング言語である。ＦＢＳプログラムにおいては、機能が、入力および出力を有する機能ブロックと、線によるそれらの接続とによって表わされる。更に、変数および定数も含まれている。このようなＦＢＳプログラムはしばしば機能プランとも呼ばれる。
【０００５】
機能プラン内部には種々の型の機能ブロックが存在する。以下において、特にいわゆる構造コンポーネントが考慮されるべきである。構造コンポーネントは、自由に構成可能でありかつ使用者固有のものとして使用可能であることによって優れている。それゆえに、欧州規格ＥＮ６１１３１−３の意味では、基本型（すなわち、標準ブロック）のパラメータ化および接続により使用者によって自由に作成可能であるブロック型が、構造コンポーネントと呼ばれる。したがって、構造コンポーネント型は標準ブロック型と同様に何度も計画可能である。
【０００６】
このような構造コンポーネントの変更は、従来いつも計画時に大きな費用につながっていた。他のプログラムブロックと同様に、構造コンポーネントは機能プラン内の全ての個所において常に手動で変更されなければならなかった。特に、既に計画されて自動化システム内で活性化された構造コンポーネントを連続動作中にフレキシブルに変更しかつ更新することができない。計画におけるどの変更も常に連続動作の著しい制限につながった。一般には進行中のプロセスが中断されなければならなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、計画された変更の導入によって自動化システムの連続動作が中断されない自動化システムの構造コンポーネントの交換のための方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は独立の請求項１によって解決される。有利な構成は、それぞれ従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明によれば、自動化システムの連続動作中に構造コンポーネントの機能進行に無関係に、構造コンポーネントの型が先ず計画ツールにより計画環境において変更され、その際に型の識別子が常に維持されたままである。引き続き、機能プランにおける構造コンポーネントのインスタンスが、変更された構造コンポーネントと交換され、その際に構造変化が相応に記録される。次のステップにおいて、自動化システムの連続動作に並行してかつ自動化システムの連続動作に対する影響なしに、交換された構造コンポーネントが自動化システムに伝達される。それから自動化システムにおいて中断なしに、交換された構造コンポーネントを考慮した設定に切り換えられることによって、変更されて交換された構造コンポーネントが活性化される。
【００１０】
本発明によって、好ましいことに、計測制御システムまたは自動化システム内において自動化機能を衝撃なしに変更するためのフレキシブルにかつ多面的に使用可能な技術的解決策がもたらされる。
【００１１】
使用者固有の自由に構成可能な構造コンポーネントを作成し、連続動作時に任意に交換することができる。既に計画されて自動化システムにおいて活性化された既存のコンポーネントの更新は、今や中断やプロセスへの影響なしに実行可能である。更に、使用者は、特に、構造コンポーネントの型の更新を先ず特定のインスタンスに制限することができる可能性を有する。内部の一貫性検査が計画変更の悪影響なしの導入を保証する。
【００１２】
本発明の他の利点は、基礎をなす自動化システムに対して追加要求をせず、したがって対象システムに関して中立的な構造コンポーネントが作成可能であることにある。したがって、計測制御システムにおいて、同一の構造コンポーネントが、例えばシーメンス社の自動化システム「ＳＩＭＡＴＩＣ  Ｓ７」においても、Ｊａｖａに基づく自動化コンテナにおいても作動可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は第１の構造コンポーネントＳＫ１の接続図である。
【図２】図２は構造コンポーネントの図１において定義された型のインスタンスを有する機能プランからの部分図である。
【図３】図３は変更された構造コンポーネントＳＫ１の接続図である。
【図４】図４は構造コンポーネントの図３において定義された型のインスタンスを有する機能プランからの部分図である。
【図５】図５は変更された構造コンポーネントＳＫ１の下位に置かれた機能プランの接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において図面に示されている実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
【００１５】
図１は構造コンポーネントＳＫ１の詳細接続図を示す。構造コンポーネントＳＫ１は、この実施例では３つの標準ブロックＴ ＯＮ，ＢＳＥＬおよびＡＮＤを含み、これらの標準ブロックは定められた機能を得るために相互に接続されている。各ブロックは少なくとも１つの入力および少なくとも１つの出力を有する。この実施例では、ブロックＴ ＯＮの入力ＩＮおよびＴＩＭＥがコネクタＩＮおよびＴＩＭＥに接続されている。それに対応してブロックＢＳＥＬの入力ＩＮ２がコネクタＩＮ２に接続されている。図の左側に配置されているコネクタは構造コンポーネントＳＫ１の入力インターフェースを表わす。インターフェースによって他のプログラム部分との相互作用が規制される。出力インターフェースのコネクタＯＵＴおよびＯＵＴ１が図の右側に配置されている。これらのコネクタはブロックＡＮＤおよびＢＳＥＬの対応する出力端子に接続されている。上述の構成を有する構造コンポーネントＳＫ１が、ここでは型Ａの構造コンポーネントとして定義されている。構造コンポーネントＳＫ１の型の作成時に、内部的に（すなわち、既存のシステムに関連して）構造コンポーネントの型の一意的な識別子が付与される。そのために、例えばＧＵＩＤ（英語：Ｇｌｏｂａｌｌｙ  Ｕｎｉｑｕｅ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、グローバル一意識別子）が付与される。このような構造コンポーネントの作成は一般に計画環境（例えば管理システム）において計画ツール（例えば、エディタ）により手動にて行なわれる。構造コンポーネントＳＫ１の型の作成後に型は、例えばプログラムライブラリに保存される。しかる後に構造コンポーネントＳＫ１は標準ブロックと同様に計画において使用可能である。
【００１６】
図２は、構造コンポーネントＳＫ１の予め定義された型のインスタンスを有する機能プランの部分図を示す。インスタンスとは、機能プランにおける構造コンポーネントの具体的な使用であると理解すべきである。したがって、構造コンポーネントのインスタンス化は、機能プランにおける、したがって全体システムにおける構造コンポーネントの使用を意味する。型Ａの構造コンポーネントが機能プランにおいて計画され、パラメータ化され、他のブロックと接続される。この構造コンポーネントが、この実施例では、論理的な標準ブロックＡＮＤおよびＯＲ間に配置されている。他のブロックとの接続は、インターフェースＩＮ，ＴＩＭＥ，ＩＮ２ならびにＯＵＴおよびＯＵＴ１を介して行なわれ、この例ではインターフェースＩＮおよびＯＵＴ１のみが接続されている。
【００１７】
構造コンポーネントに注がれたノウハウを保護するために、各構造コンポーネントがパスワードまたは特別なライセンスを介して保護されるとよい。構造コンポーネントが保護されていない場合には、使用者はＳＫ１に関して例えば図１に示されているような詳細接続を調べることができる。必要な権限がなければ、使用者は基礎をなす接続を調べることができず、もしくはアクセス保護に応じて開くことはできても変更することはできない。
【００１８】
自動化システムの連続運転時に機能プランはそれの全てのブロックにより活性化されている。構造コンポーネントＳＫ１の活性化は、構造コンポーネントの機能が自動化システムにおいて実行されることを意味する。機能プラン内において、活性化されているブロックの縁部をカラーで描画することによって、構造コンポーネントの活性化が明白にされる。付属の下位に置かれたプランにおいても、図１に構造コンポーネントＳＫ１に関して示されているように、個々のブロックおよびコネクタのカラー描画に基づいて、信号の流れを調べることができる。
【００１９】
引き続いて、図１からの構造コンポーネントＳＫ１の交換が、どのようにして自動化システムの連続運転時において構造コンポーネントの機能進行に無関係に行なわれるかを説明する。
【００２０】
構造コンポーネントの交換は、１つの型の構造コンポーネントについてのみ、すなわち同じ識別子についてのみ行なうことができる。これは、構造コンポーネントの型の変更時に、構造コンポーネントの識別子、例えばそれのＧＵＩＤが変更されないままであることを意味する。バージョン番号は、明示的に使用者によって既に行なわれていなくてもシステムによって自動的に増やされる。
【００２１】
構造コンポーネントの本来の変更は、より正確に表現するならば、構造コンポーネントの型の変更は、計画環境においてオフラインにて行なわれる。全ての型の構造コンポーネントが格納されているライブラリにおいて、この実施例では、構造コンポーネントＳＫ１が開かれ、手動で変更され、そして保存される。構造コンポーネントの型の変更は、含まれるブロック、接続、パラメータまたは外部のインターフェースの付加または除去によって行なわれる。
【００２２】
既述の実施例の型Ａの構造コンポーネントの変更された型が図３の接続図に示されている。付属の出力インターフェースＯＵＴを有するＳＫ１のブロックＡＮＤが除去され、ブロックＯＲによって置き換えられている。構造コンポーネント内の接続が相応に変更されている。同じことが出力インターフェースＯＵＴについても当てはまり、出力インターフェースＯＵＴが今やＯＵＴ ＮＥＷに変更されている。
【００２３】
次のステップでは、計画環境において、前述の型の既にライブラリに置かれた変更された構造コンポーネントの更新が行なわれる。その際に構造コンポーネントは適切な識別子によって識別されている。更新のために全てのインスタンスまたは下位集合が選択される。これは、構造コンポーネントＳＫ１の変更が機能プランの全ての個所において行なわれることを意味する。この場合に自動化システムの進行環境における元の構造コンポーネントの機能の実行が乱されることはない。なぜならば、変更がここまでは計画環境においてのみ行なわれたからである。
【００２４】
変更された構造コンポーネントを有する機能プランの部分図が図４に示されている。インスタンスには新しい出力ＯＵＴ ＮＥＷが見え、もともと存在した出力は、元の機能プランがこの時点で進行環境においてなおも処理されるにもかかわらず、もはや見えない。
【００２５】
図５に示されているような付属の下位に置かれたプランにおいて、行なわれた変更を詳細に調べることができる。もともと存在するブロックＡＮＤが依然として見えるが、しかしカラー的には除去され、したがってグラフィック的にマークされている。これは、このブロックが自動化装置において実際に進行していてなおも活性化されていることを意味する。しかし、グラフィックマークによって、このブロックがこの実施例では既に消去されたものとして特徴づけられ、すなわち次の活性化の過程ではブロックが消去されるべきであることが認識可能にされている。したがって、構造変更がこのやり方で記録されている。新しく付加されたブロックＯＲは、それがまだ活性化されていないことが認識可能であるようにグラフィック表示されている。例えば、ブロックＯＲの縁部がカラーにより、活性化されているブロックの縁部とは異なって標示されるとよい。
【００２６】
機能プランにおける構造コンポーネントのインスタンスの交換によって、内部的に構造コンポーネントの型において予め実行された変更は、全てのインスタンスにおいて計画環境で、あたかも使用者が実際に同時に全ての当該インスタンスについて変更を手動で実行したかのように、遡ってたどられている。
【００２７】
最後のステップにおいて、自動化システムにおける構造コンポーネントの変更および更新が実行されるように、交換された構造コンポーネントが活性化させられなければならない。これは、衝撃なしに、すなわち連続動作の中断なしに行なわれる。そのために、自動化システムの連続動作に並行して、かつ自動化システムの連続動作に対する影響なしに、行なわれた変更が自動化システムに伝達される。更に、自動化システムの内部では、自動化システムにおいて進行している現在のプログラムに関係のない別個の設定領域に、変更されたプログラムが作成される。変更されたプログラムは、変更された構造コンポーネントによって変更されたブロック構造ならびに変更されたパラメータもしくは接続を含んでいる。この並行した設定が完全に実行された後で、この設定によって変更されたプログラムへの切換が、中断なしにかつ自動化システムにとって完全にトランスペアレントに、次のサイクル開始時に行なわれる。切換後に先のプログラム設定がなおも自動化装置内に存在していることから、更に、手動または（例えばプログラム過負荷の場合における）内部操作に基づいて、先の設定に切り換え得る可能性が存在する。
【００２８】
活性化後に図３および図４に示された機能プランが現われ、今やＯＲブロックが活性化されていて、このことが同様にグラフィック表示される。
【００２９】
上述の方法は、例えばプログラム言語Ｊａｖａにおいても実現可能である。アプリケーションレベルにおけるソフトウェアツールが重要である。
【符号の説明】
【００３０】
ＡＮＤ          標準ブロック
ＢＳＥＬ        標準ブロック
ＳＫ１          構造コンポーネント
ＩＮ            入力、コネクタ
ＩＮ２          入力、コネクタ
Ｔ ＯＮ        標準ブロック
ＴＩＭＥ        入力、コネクタ
ＯＲ            標準ブロック
ＯＵＴ          出力、コネクタ
ＯＵＴ１        コネクタ
ＯＵＴ ＮＥＷ  出力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2010519615.tif 000009
2010519615.tif 000010
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