DE102010020279A1

DE102010020279A1 - Überwachungs- und Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102010020279A1
Application number: DE102010020279A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Saito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2030-05-13
Also published as: CH701662B1; US8204608B2; TW201107912A; DE102010020279B4; US20110046749A1; JP5237223B2; JP2011044833A; TWI438594B; CN101995840A; CN101995840B; CH701662A2

Abstract

Eine Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung (10) mit einer Funktion zum Simulieren eines zu überwachenden und zu steuernden Objekts für die Verifizierung der Betriebstauglichkeit einer Steuerungsverarbeitungseinheit (3) ist mit einer Eingangs-Separiereinheit (2) und einer Ausgangs-Separiereinheit (4) ausgestattet, die von der Steuerungsverarbeitungseinheit (3) verarbeitete DI-Daten und DO-Daten separieren, indem sie die DI-Daten und die DO-Daten in ein Kennsatzformat transformieren, das von einem Kennsatzformat von PDI-Daten und PDO-Daten verschieden ist, die mit dem Eingang und dem Ausgang zwischen dem zu überwachenden und zu steuernden Objekt und der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung (10) in Beziehung stehen. In einem Testbetriebmodus schaltet eine Schalteinheit (7) eine Eingangsvorrichtung der Steuerungsverarbeitungseinheit (3) und eine Ausgangsvorrichtung von dieser auf eine Simulatoreinheit (6) um, die in der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung (10) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungs- und Steuervorrichtung zum Überwachen und Steuern von Einrichtungen und Gerätschaften einer Anlage und befaßt sich insbesondere mit einer Überwachungs- und Steuervorrichtung, die mit einer Einrichtung zum Verifizieren des einwandfreien Zustands bzw. der Betriebstauglichkeit einer Steuerungsverarbeitungseinheit innerhalb der Vorrichtung versehen ist.
Bei einem bekannten herkömmlichen System dieser Art handelt es sich um ein Messungs-Steuersystem, wie es beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung JP-A-1987-276 991 offenbart ist. Bei diesem Messungs-Steuersystem sind ein Erfassungs-Endgerät und ein Betriebs-Endgerät, die vor Ort vorgesehen sind, durch Übertragungsleitungen mit einer Steuereinheit verbunden, und die Steuereinheit sammelt Meßinformation von dem Erfassungs-Endgerät und steuert das Betriebs-Endgerät durch Ausführen eines speziellen Steuerungsverarbeitungsvorgangs.
Das Messungs-Steuersystem beinhaltet eine Dateneingangseinheit und eine Datenanzeigeeinheit, die extern von der Steuereinheit vorgesehen sind, und wenn die Steuereinheit ihren Selbsttest ausführt, veranlaßt die Steuereinheit die Dateneingangseinheit zum Übertragen von simulierten Daten für den Testvorgang, und sie verarbeitet die simulierten Daten mittels eines Steuerungsverarbeitungsprogramms der Steuereinheit und zeigt das Testresultat auf der Datenanzeigeeinheit an.
Bei einem weiteren bekannten System dieser Art handelt es sich um ein herkömmliches Testsupportsystem, wie es beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung JP-A-1997-114 689 offenbart ist. Das Testsupportsystem zum Testen von programmierbaren logischen Steuerungen (PLCs), die in einem Kommunikationsnetz miteinander verbunden sind und als Bestandteile eines dezentralen Systems dienen, ist anstelle der PLCs in dem Netzwerk mit einem PLC-Emulator versehen, um das Senden und Empfangen von Daten an und von einer Gruppe von PCs (Personalcomputern) sowie eine Datenspeicherfunktion zu simulieren.
Bei dem System der vorstehend genannten offengelegten japanischen Patentanmeldung JP-A-1987-276 991 werden der Sendevorgang und der Empfangsvorgang über die Übertragungsleitung zwischen der Steuereinheit und den vor Ort vorgesehenen Geräten zum Zeitpunkt des Testvorgangs unterbrochen oder umgeschaltet, und anschließend werden die simulierten Daten generiert und in die Steuereinheit eingegeben, und das Testresultat wird ausgegeben.
Selbst wenn das System derart konfiguriert ist, daß die simulierten Daten automatisch generiert werden, wie dies in der vorstehend genannten offengelegten japanischen Patentanmeldung JP-A-1997-114 689 beschrieben ist, so ist es notwendig, eine externe Vorrichtung für das Eingeben der simulierten Daten in die Steuereinheit sowie für das Ausgeben von diesen aus der Steuereinheit vorzusehen.
Ferner ist das Umschalten des Sende-/Empfangsvorgangs zwischen der Steuereinheit und den vor Ort vorgesehenen Vorrichtungen, die während des realen Betriebs für den Sende-/Empfangsvorgang zwischen der Steuereinheit und der externen Vorrichtung tatsächlich genutzt werden, nicht einfach, und dadurch ist es schwierig, eine Reduzierung der Größe sowie eine Vereinfachung der Systemkonfiguration zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen der vorstehend geschilderten Probleme des Standes der Technik erfolgt, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Überwachungs- und Steuervorrichtung zum Überwachen und Steuern von Einrichtungen und Gerätschaften einer Anlage, mit der sich die Betriebstauglichkeit einer Steuerungsverarbeitungseinheit mittels einer kompakten und einfachen Systemkonfiguration in einfacher Weise verifizieren läßt, ohne daß eine extern vorgesehene Vorrichtung zum Eingeben und Ausgeben von simulierten Daten erforderlich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Überwachungs- und Steuervorrichtung, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern eines zu überwachenden und zu steuernden externen Objekts durch Ausführen eines speziellen Steuerverarbeitungsvorgangs auf der Basis von Zustandsinformationen, die von dem zu überwachenden und zu steuernden Objekt gesammelt werden, wobei die Vorrichtung eine Eingangseinheit für reale Information, eine Eingangs-Separiereinheit, eine Steuerungsverarbeitungseinheit, eine Ausgangs-Separiereinheit, eine Ausgangseinheit für reale Information, eine Simulatoreinheit und eine Schalteinheit aufweist.
Die Eingangseinheit für reale Information empfängt die Zustandsinformation, bei der es sich um ein von dem zu überwachenden und zu steuernden Objekt eingegebenes physikalisches Signal handelt, und wandelt die Zustandsinformation in ein Kennsatzformat für reale Information um, das mittels Software verarbeitet werden kann. Die Eingangs-Separiereinheit nimmt eine Kennsatzumwandlung der in das Kennsatzformat für reale Information konvertierten bzw. umgewandelten Zustandsinformation in ein Kennsatzformat für separierte Information vor, das von der Steuerungsverarbeitungseinheit unterstützt wird, und gibt die auf diese Weise konvertierte Zustandsinformation an die Steuerungsverarbeitungseinheit aus.
Die Steuerungsverarbeitungseinheit führt den vorstehend geschilderten speziellen Steuerungsverarbeitungsvorgang auf der Basis der Zustandsinformation aus, die einer Kennsatzumwandlung in das Kennsatzformat für separierte Information unterzogen worden ist, und gibt Steuerinformation in dem Kennsatzformat für separierte Information aus. Die Ausgangs-Separiereinheit nimmt eine Kennsatzumwandlung der von der Steuerungsverarbeitungseinheit zugeführten Steuerinformation in das Kennsatzformat für reale Information vor.
Die Ausgangseinheit für reale Information wandelt die Steuerinformation, die einer Kennsatzumwandlung in das Kennsatzformat für reale Information unterzogen worden ist, in ein physikalisches Signal um und gibt das auf diese Weise umgewandelte physikalische Signal an das zu überwachende und zu steuernde Objekt ab.
Die Simulatoreinheit simuliert das zu überwachende und zu steuernde Objekt unter Verwendung der Steuerinformation in dem Kennsatzformat für separierte Information, bei der es sich um ein Ausgangssignal von der Steuerungsverarbeitungseinheit handelt, als Eingangssignal und gibt simulierte Zustandsinformation in dem Kennsatzformat für separierte Information aus. Die Schalteinheit dient zum Umschalten der Überwachungs- und Steuervorrichtung zwischen realem Betrieb zum Überwachen und Steuern des zu überwachenden und zu steuernden Objekts sowie Simulationsbetrieb zum Betreiben der Simulatoreinheit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die Information, die in dem Kennsatzformat für reale Information ausgedrückt werden, welches zu dem Eingang und dem Ausgang zwischen dem zu überwachenden und zu steuernden externen Objekt und der Überwachungs- und Steuervorrichtung in Beziehung steht, und die Informationen, die in dem Kennsatzformat für separierte Information ausgedrückt werden, welches von der Steuerungsverarbeitungseinheit unterstützt wird, unterschiedliche Kennsatzformate auf, die einer gegenseitigen Kennsatzumwandlung unterzogen worden sind.
Aus diesem Grund steht die Information in dem Kennsatzformat für reale Information bezüglich Eingang und Ausgang nicht in direkter Beziehung zu der Steuerungsverarbeitungseinheit, so daß eine Eingangsvorrichtung der Steuerungsverarbeitungseinheit und eine Ausgangsvorrichtung von dieser in einfacher Weise auf die Simulatoreinheit umgeschaltet werden können, die in der Überwachungs- und Steuervorrichtung vorgesehen ist. Auf diese Weise läßt sich die Betriebstauglichkeit der Steuerungsverarbeitungseinheit mit einer in der Größe weiter reduzierten und vereinfachten Systemkonfiguration mit der intern vorgesehenen Simulatoreinheit in einfacher Weise verifizieren.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Kennsatzstruktur von Zustandsinformation in einem Kennsatzformat für separierte Information gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Eingabe-Separiervorgangs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Kennsatzstruktur von Steuerinformation in dem Kennsatzformat für separierte Information gemäß einer Modifizierung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Ausgabe-Separiervorgangs gemäß einer Modifizierung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
7 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Konfiguration einer Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Vorgangs zum Speichern von Momentaufnahmedaten gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
9 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Vorgangs zum Entwickeln von Momentaufnahmedaten gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
10 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Konfiguration einer Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
Erstes Ausführungsbeispiel
Als Überwachungs- und Steuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden eine Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 zum Steuern von Einrichtungen, Gerätschaften usw. beispielsweise einer Anlage 20 unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. 1 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Konfiguration der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wie in der Zeichnung gezeigt, beinhaltet die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10, die mit einzelnen Einrichtungen und Gerätschaften (bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Vorrichtungen A und B) durch Kabel und/oder Kommunikationsleitungen verbunden ist, eine Eingangseinheit 1 für reale Information, eine Eingangs-Separiereinheit 2, eine Steuerungsverarbeitungseinheit 3, eine Ausgangs-Separiereinheit 4, eine Ausgangseinheit 5 für reale Information, einen Analog/Digital-(A/D-)Wandler 8a und einen Digital/Analog-(D/A-)Wandler 8b.
Zustandsinformation, bei der es sich um physikalische Signale, wie z. B. Spannungen und/oder Ströme handelt, die von dem Zustand der Vorrichtung A innerhalb der Anlage 20 abhängig sind, wird von dem A/D-Wandler 8a in die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 eingegeben, die Steuerungsverarbeitungseinheit 3 führt einen bestimmten Steuerungsverarbeitungsvorgang auf der Basis der eingegebenen Zustandsinformation aus, und Steuerinformation, bei der es sich um physikalische Signale, wie z. B. Spannungen und/oder Ströme handelt, wird von dem D/A-Wandler 8b an die Vorrichtung B in der Anlage 20 ausgegeben.
Die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 weist ferner eine Simulatoreinheit 6 und eine Schalteinheit 7 auf, so daß die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 mittels der Schalteinheit 7 zwischen realem Betrieb zum Überwachen und Steuern der Anlage 20 und Simulationsbetrieb umgeschaltet werden kann, um die Steuerungsverarbeitungseinheit 3 durch Betreiben der Simulatoreinheit 6 zu testen, die den Betrieb der Gerätschaften innerhalb der Anlage 20 durch Software simuliert.
Während die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 dafür konfiguriert ist, die Zustandsinformation von einer Vielzahl von Einrichtungen und Gerätschaften innerhalb der Anlage 20 zu sammeln und die Anlage 20 durch Ausgeben der Steuerinformation an die einzelnen Einrichtungen und Gerätschaften zu überwachen und zu steuern, wird das vorliegende Ausführungsbeispiel im folgenden aus Gründen der Vereinfachung nur unter Bezugnahme auf die miteinander in Beziehung stehenden Vorrichtungen A und B beschrieben.
Im folgenden werden die einzelnen Elemente der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 ausführlich beschrieben.
Die Eingangseinheit 1 für reale Information empfängt die Zustandsinformation, bei der es sich um von der Vorrichtung A über den A/D-Wandler 8a eingegebene physikalische Signale handelt, wandelt die Zustandsinformation in ein mittels Software verarbeitbares Kennsatzformat um (das im folgenden als Kennsatzformat für reale Information bezeichnet wird), und gibt die auf diese Weise umgewandelte Information aus. Die in das Kennsatzformat für reale Information umgewandelten Zustandsinformationen werden im folgenden als PDI-Daten (wobei PDI für ”Prozeßdaten Ein” steht) bezeichnet.
Die Eingangs-Separiereinheit 2 empfängt die von der Eingabeeinheit 1 für reale Information eingegebenen PDI-Daten, nimmt eine Kennsatzumwandlung der PDI-Daten in ein Kennsatzformat (das im folgenden als Kennsatzformat für separierte Information bezeichnet wird) vor, das von der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 unterstützt wird, und gibt die der Kennsatzumwandlung unterzogenen Daten aus. Die Zustandsinformationen, die durch Kennsatzumwandlung in das Kennsatzformat für separierte Information umgewandelt worden sind, werden im folgenden als DI-Daten (wobei DI für ”Daten Ein” steht) bezeichnet.
Die Eingangsseite der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 ist mit der Eingangs-Separiereinheit 2 verbunden, und die Ausgangsseite der Steuerverarbeitungseinheit 3 ist mit der Ausgangs-Separiereinheit 4 verbunden. Die Steuerungsverarbeitungseinheit 3 empfängt die von der Eingangs-Separiereinheit 3 eingegebenen DI-Daten, führt den speziellen Steuerungsverarbeitungsvorgang, wie z. B. einen numerischen Steuerungsverarbeitungsvorgang, einen Abfolge-Steuerungsverarbeitungsvorgang oder eine Warnfeststellung auf der Basis der DI-Daten aus und gibt die Steuerinformation aus, die in dem Kennsatzformat für separierte Information ausgedrückt wird. Diese in dem Kennsatzformat für separierte Informationen ausgedrückten Steuerinformationen werden im folgenden als DO-Daten (wobei DO für ”Daten Aus” steht) bezeichnet.
Die Ausgangs-Separiereinheit 4 empfängt die von der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 eingegebenen DO-Daten, nimmt eine Kennsatzumwandlung der DO-Daten in das Kennsatzformat für reale Information vor und gibt die der Kennsatzumwandlung unterzogenen Daten aus. Die Steuerinformationen, die durch Kennsatzumwandlung in das Kennsatzformat für reale Information umgewandelt worden sind, werden im folgenden als PDO-Daten (wobei PDO für ”Prozeßdaten Aus” steht) bezeichnet.
Die Ausgangseinheit 5 für reale Information empfängt die von der Ausgangs-Separiereinheit 4 eingegebenen PDO-Daten, wandelt die PDO-Daten in Steuerinformation um, die in Form von physikalischen Signalen ausgedrückt wird, und gibt die auf diese Weise umgewandelte Steuerinformation aus. Anschließend wird die Steuerinformation von der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 von dem D/A-Wandler 8b an die Vorrichtung B ausgegeben.
Die Eingangsseite der Simulatoreinheit 6 ist mit der Ausgangs-Separiereinheit 4 verbunden, und die Ausgangsseite der Simulatoreinheit 6 ist mit der Eingangs-Separiereinheit 2 verbunden. Die Simulatoreinheit 6 empfängt die von der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 durch die Ausgangs-Separiereinheit 4 ausgegebenen DO-Daten, simuliert die Vorrichtungen A und B, bei denen es sich um die zu überwachenden und zu steuernden Objekte handelt, und gibt simulierte Zustandsinformation (DI-Daten) aus, die in dem Kennsatzformat für separierte Information ausgedrückt wird. Diese simulierte Zustandsinformation (DI-Daten) wird durch die Eingangs-Separiereinheit 2 in die Steuerungsverarbeitungseinheit 3 eingegeben.
Die Steuerungsverarbeitungseinheit 3 führt den Steuerungsverarbeitungsvorgang auf der Basis der simulierten Zustandsinformation (DI-Daten) aus und gibt simulierte Steuerinformation (DO-Daten) aus, und die Simulatoreinheit 6 empfängt die simulierte Steuerinformation (DO-Daten) durch die Ausgangs-Separiereinheit 4 und gibt wiederum die simulierte Zustandsinformation (DI-Daten) aus. Eine derartige Abfolge der Vorgänge wird wiederholt ausgeführt.
Sowohl die DI-Daten als auch die DO-Daten werden nicht als simulierte Information oder als reale Information voneinander unterschieden, sondern werden in der gleichen Weise in der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 verarbeitet.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der 2 beschrieben.
Als erstes wird eine Beurteilung dahingehend getroffen, ob sich die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 im realen Betriebsmodus oder im Testbetriebsmodus (Simulationsbetriebsmodus) befindet (Schritt s1). Ein Umschaltbefehl 7a zum Umschalten der Vorrichtung 10 zwischen dem realen Betriebsmodus und dem Testbetriebsmodus kann in verschiedenartiger Weise erzeugt werden.
Beispielsweise kann der Umschaltbefehl 7a von der in der Vorrichtung 10 vorgesehenen Schalteinheit 7, als externe Eingabe oder durch von einer externen Mensch-Maschine-Vorrichtung bereitgestellt werden. Die Schalteinheit 7 schaltet den Betriebsmodus durch Abgeben eines Umschaltsignals 7b in Abhängigkeit von dem abgegebenen Umschaltbefehl 7a um.
In dem realen Betriebsmodus empfängt die Eingangseinheit 1 für reale Information die Zustandsinformation, bei der es sich um physikalische Signale handelt, von der Vorrichtung A durch den A/D-Wandler 8a und generiert die PDI-Daten (Kennsatz: z. B. PDI01, Wert: 1) durch Umwandeln der Zustandsinformation in das Kennsatzformat für reale Information, das mittels Software verarbeitet werden kann. Insbesondere substituiert die Eingangseinheit 1 für reale Information den Kennsatz und den Wert der PDI-Daten in Eingangsdatenbereichen (Schritt s2: Eingabevorgang für reale Information).
Danach generiert die Eingangs-Separiereinheit 2 die DI-Daten durch Kennsatzumwandlung der von der Eingangseinheit 1 für reale Information zugeführten PDI-Daten in das Kennsatzformat für separierte Information. Insbesondere generiert die Eingangs-Separiereinheit 2 die DI-Daten (Kennsatz: DI01 = PDI01, Wert: 1) durch Substituieren des Kennsatzes und des Wertes der PDI-Daten in Datenbereichen, die bei dem Verarbeitungsvorgang von der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 verwendet werden.
Bei diesem Vorgang handelt es sich um einen Verarbeitungsvorgang zum Separieren der von der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 verwendeten DI-Daten von den PDI-Daten durch Transformieren der DI-Daten in ein Kennsatzformat, das von dem Kennsatzformat der PDI-Daten verschieden ist (Schritt s3a: Eingabe-Separiervorgang).
Anschließend generiert die Steuerungsverarbeitungseinheit 3 die DO-Daten, die die Steuerinformation bilden, durch Ausführen des speziellen Steuerungsverarbeitungs vorgangs auf der Basis des Zustandsinformation, bei der es sich um die von der Eingangs-Separiereinheit 2 zugeführten DI-Daten handelt. Wenn es sich hierbei bei dem speziellen Steuerungsverarbeitungsvorgang um einen Vorgang zum ”Setzen des Wertes der DO-Daten auf 1, wenn der Wert der DI-Daten 1 beträgt und sonst zum Setzen des Wertes der DO-Daten auf 0” handelt, werden die DO-Daten (Kennsatz: DO01, Wert: 1) generiert (Schritt s4: Steuerungsverarbeitungsvorgang).
Danach empfängt die Ausgangs-Separiereinheit 4 die von der Steuerverarbeitungseinheit 3 eingegebenen DO-Daten, und sie generiert die PDO-Daten durch Kennsatzumwandlung der DO-Daten in das Kennsatzformat für reale Information. Insbesondere generiert die Ausgangs-Separiereinheit 4 die PDO-Daten (Kennsatz: PDO01 = DO01, Wert: 1) durch Substituieren des Kennsatzes und des Wertes der DO-Daten in Datenbereichen der PDO-Daten.
Bei diesem Vorgang handelt es sich um einen Verarbeitungsvorgang zum Separieren der DO-Daten und der PDO-Daten voneinander durch Transformieren der von der Steuerverarbeitungseinheit 3 generierten DO-Daten und der PDO-Daten in unterschiedliche Kennsatzformate (Schritt s5a: Ausgabe-Separiervorgang).
Anschließend wandelt die Ausgangseinheit 5 für reale Information die von der Ausgangs-Separiereinheit 4 zugeführten PDO-Daten in die Steuerinformation um, die in Form von physikalischen Signalen ausgedrückt wird, und gibt die Steuerinformation durch den D/A-Wandler 8b an die Vorrichtung B in der Anlage 20 aus (Schritt s6a: Ausgabevorgang für reale Information).
Wenn anschließend der Betrieb der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 nicht zu stoppen ist (Schritt s8), wird der Betrieb nach einer bestimmten Verzögerungszeitperiode zu dem Schritt s1 zurückgeführt (Schritt s9).
Beim Umschalten der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 von dem realen Betriebsmodus auf den Testbetriebsmodus werden die Eingangseinheit 1 für reale Information und die Ausgangseinheit 5 für reale Information durch das von der Schalteinheit 7 abgegebene Umschaltsignal 7b zum Stoppen des Betriebs veranlaßt.
Danach empfängt die Eingangs-Separiereinheit 2 Information von der Simulatoreinheit 6, und die Ausgangs-Separiereinheit 4 gibt Information an die Simulatoreinheit 6 ab.
Die Simulatoreinheit 6 nimmt beim Empfang der Information von der Ausgangs-Separiereinheit 4 den Betrieb auf und gibt die DI-Daten unter Simulation der Vorrichtungen A und B aus.
Wenn sich die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 dagegen in dem Schritt s1 im Testbetriebsmodus befindet, führt die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 folgende Schritte aus:
Die Eingangseinheit 1 für reale Information stoppt den Eingabevorgang für reale Information und erzeugt keine neuen PDI-Daten (Schritt s2b).
Danach generiert die Eingangs-Separiereinheit 2 die DI-Daten aus den in einem vorangehenden Zyklus (während des realen Betriebs) zugeführten PDI-Daten in einem ersten Zyklus im Testbetriebsmodus. Außerdem verwendet die Eingangs-Separiereinheit 2 in einem zweiten Zyklus sowie später im Testbetriebsmodus DI-Daten, die durch einen noch zu beschreibenden Simulationsvorgang in einem Schritt s7 generiert werden (Schritt s3: Eingabe-Separiervorgang).
Anschließend generiert die Steuerungsverarbeitungseinheit 3 die DO-Daten durch Ausführen eines speziellen Steuerungsverarbeitungsvorgangs auf der Basis der von der Eingangs-Separiereinheit 2 zugeführten DI-Daten in der gleichen Weise wie im realen Betriebsmodus. Beispielsweise wird der Wert der DO-Daten in dem ersten Zyklus in dem Testbetriebsmodus 1 und in dem zweiten Zyklus 0 (Schritt s4: Steuerungsverarbeitungsvorgang).
Als nächstes generiert die Ausgangs-Separiereinheit 4 die PDO-Daten aus den von der Steuerverarbeitungseinheit 3 zugeführten DO-Daten in der gleichen Weise wie im realen Betriebsmodus (Schritt s5: Ausgabe-Separiervorgang).
Da der Ausgabevorgang für reale Information durch die Ausgangseinheit 5 für reale Information gestoppt wird (Schritt s6b), empfängt die Simulatoreinheit 6 die DO-Daten von der Ausgangs-Separiereinheit 4 und generiert die DI-Daten, die zu der simulierten Zustandsinformation werden, durch Simulieren der Vorrichtungen A und B mittels Software. Es sei nun z. B. angenommen, daß es sich bei der Vorrichtung A um eine Vorrichtung handelt, die 1 ausgibt, wenn Eingangsdaten in die Vorrichtung B den Wert 0 haben, und die 0 ausgibt, wenn Eingangsdaten in die Vorrichtung B den Wert 1 haben. Da der Wert der DO-Daten in dem ersten Zyklus in dem Testbetriebsmodus 1 beträgt, wird der Wert der DO-Daten 0 (Schritt s7: Simulationsbetrieb).
Wenn anschließend der Betrieb der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 nicht zu stoppen ist (Schritt s8), springt der Betrieb nach der bestimmten Verzögerungszeitdauer zurück zu dem Schritt s1 (Schritt s9).
Wenn der Vorgang in dem Testbetriebsmodus erneut ausgeführt wird, verwendet die Eingangs-Separiereinheit 2 die DI-Daten, bei denen es sich um die in dem Simulationsbetrieb generierte Zustandsinformation handelt (Schritt s3b), und die Steuerungsverarbeitungseinheit 3 generiert die DO-Daten, die zu der simulierten Steuerinformation werden, durch Ausführen des speziellen Steuerungsverarbeitungsvorgangs auf der Basis der DI-Daten, bei denen es sich um die simulierte Zustandsinformation handelt.
Die Betriebstauglichkeit der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 wird dadurch getestet, daß die Steuerungsverarbeitungseinheit 3 zum Ausgeben der simulierten Steuerinformation (DO-Daten) auf der Basis der simulierten Zustandsinformation (DI-Daten) veranlaßt wird und diese Informationen in der vorstehend beschriebenen Weise auf einer nicht dargestellten Anzeigeeinheit angezeigt werden.
Die vorstehend geschilderte Abfolge der Verarbeitungsvorgänge wird wiederholt in speziellen Zyklen ausgeführt, die in dem Schritt s9 um die spezielle Zeitdauer verzögert werden, so daß die PDI-Daten, die DI-Daten, die DO-Daten und die PDO-Daten überschrieben werden und dadurch in jedem Zyklus aktualisiert werden.
Während bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Datensatz (Kennsatz: PDI01, Wert: 1) als PDI-Datensatz veranschaulicht worden ist, gibt es viele Daten-Kennsätze, wie z. B. PDI01, PDI02, ..., die individuell unterschiedliche Eingangsdatenbereiche aufweisen, wenn viele Datensätze vorhanden sind. In diesem Fall gibt es eine entsprechend große Anzahl von DI-Daten, DO-Daten und PDO-Daten, die jeweilige Datenbereiche aufweisen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Simulatoreinheit 6 zum Simulieren der zu überwachenden und zu steuernden Objekte innerhalb der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 vorhanden, um die Betriebstauglichkeit der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 zu testen, indem eine Eingangsvorrichtung der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 und eine Ausgangsvorrichtung der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 in dem Testbetriebsmodus auf die Simulatoreinheit 6 umgeschaltet werden.
Ferner werden die DI-Daten und die DO-Daten, die von der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 verarbeitet werden, separiert, indem diesen Daten die Kennsatzformate zugewiesen werden, die von den Kennsatzformaten der PDI-Daten und der PDO-Daten verschieden sind, die zu dem Eingang und dem Ausgang zwischen den zu überwachenden und zu steuernden Objekten und der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 in Beziehung stehen, so daß die PDI-Daten und die PDO-Daten nicht in direkter Beziehung zu der Steuerverarbeitungseinheit 3 stehen.
Aus diesem Grund ist es möglich, in einfacher Weise eine Anordnung zum Umschalten der Eingangsvorrichtung der Steuerverarbeitungseinheit 3 und der Ausgangsvorrichtung von dieser auf die intern vorgesehene Simulatoreinheit 6 im Testbetriebsmodus vorzunehmen. Durch das Verwirklichen eines solchen Umschaltvorgangs ist es ferner möglich, die Simulatoreinheit 6 innerhalb der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 vorzusehen und dadurch eine weitere Reduzierung der Größe und eine Vereinfachung einer Systemkonfiguration zu erzielen, ohne daß externe Verdrahtungen der Vorrichtung 10 einer Änderung bedürfen. Ferner ist das Umschalten zwischen dem realen Betriebsmodus und dem Testbetriebsmodus so einfach, daß sich eine Verifizierung der Betriebstauglichkeit der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 in einfacher Weise bewerkstelligen läßt.
Die Eingangsseite und die Ausgangsseite der Simulatoreinheit 6 sind in umschaltbarer Weise mit der Ausgangs-Separiereinheit 4 bzw. der Eingangs-Separiereinheit 2 verbunden, so daß die Eingangsvorrichtung und die Ausgangsvorrichtung der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 von dem Umschaltvorgang auf die Simulatoreinheit 6 geschaltet werden, so daß die Simulatoreinheit 6 in dem Testbetriebsmodus Information mit und von der Ausgangs-Separiereinheit 4 und der Eingangs-Separiereinheit 2 austauschen kann.
Durch Verwendung einer derartigen Konfiguration ist es möglich, individuelle Teile der Eingangs-Separiereinheit 2, der Steuerverarbeitungseinheit 3 und der Ausgangs-Separiereinheit 4 im Testbetriebsmodus mit der gleichen Software wie im realen Betriebsmodus zu betreiben. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Prozeßbelastung bei der Anlagenüberwachung und -steuerung.
Ferner müssen die Eingangseinheit 1 für reale Information und die Ausgangseinheit 5 für reale Information lediglich die Verarbeitung stoppen und keinerlei anderen Vorgang ausführen, so daß die Prozeßbelastung bei der Anlagenüberwachung und -steuerung noch weiter reduziert werden kann.
Zweites Ausführungsbeispiel
Im folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem die bei dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 einen Zwangsausschlußvorgang ausführen kann, bei dem die Zustandsinformation oder die simulierte Zustandsinformation der zu überwachenden und zu steuernden Objekte zwangsweise ausgeschlossen wird.
Wenn beispielsweise im Fall eines Defekts einer Vorrichtung in der Anlage 20 von der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 eine Warnung abgegeben wird, dann wird die ausgehende Warnung in kontinuierlicher Weise erzeugt, bis die Reparatur abgeschlossen ist. Aus diesem Grund wird nach der Feststellung des Defekts durch einen Supervisor die Verwendung der Zustandsinformation von der betreffenden Vorrichtung bis zum Abschluß der Reparatur unterbunden. Der Zwangsauschlußvorgang wird durch einen extern eingegebenen Befehl ausgeführt.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Kennsatzstruktur von DI-Daten, bei denen es sich um Zustandsinformation in dem von der Eingangs-Separiereinheit 2 erzeugten Kennsatzformat für separierte Information handelt. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, besitzen die DI-Daten eine Struktur mit einer Kennsatzbezeichnung T1, einem Statusbit T2, das den Eingangsausschluß anzeigt, einem Ausgangsbit T3, das den Datenwert anzeigt, sowie einer physikalischen Adresse T4, in der die Daten physikalisch gespeichert werden.
Wenn ein Befehl zum Ausführen des Zwangsausschlußvorgangs von außen in die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 eingegeben wird, so wird das Statusbit T2 zum Validieren eines Eingangsausschlusses gesetzt.
Die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 führt die Vorgänge der Schritte s3a s3b in der in 4 gezeigten Weise nach der Ausführung des Eingabevorgangs für reale Information gemäß den Schritten s2a, s2b in der in 2 gezeigten Abfolge der Vorgänge bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel aus.
Als erstes wird das Statusbit T2 in dem Datenbereich der DI-Daten beurteilt, das die Eingangs-Separiereinheit 2 erzeugen wird (Schritt s31), und wenn ein Eingangsausschluß nicht gültig ist, führt die Eingangs-Separiereinheit 2 den normalen Eingabe-Separiervorgang aus. Insbesondere generiert die Eingangs-Separiereinheit 2 die DI-Daten, die in das Kennsatzformat für separierte Information umgewandelt werden, indem der Kennsatz und der Wert der von der Eingangseinheit 1 für reale Information zugeführten PDI-Daten in der Kennsatzbezeichnung T1 bzw. das Ausgangsbit T3 in den Datenbereichen der DI-Daten substituiert werden. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Eingangs-Separiereinheit 2 die von der Simulatoreinheit 6 im Testbetriebsmodus generierten PDI-Daten verwendet (Schritt s32).
Wenn der Eingangsausschluß in dem Schritt s31 gültig ist, substituiert die Eingangs-Separiereinheit 2 den Kennsatz der von der Eingangseinheit 1 für reale Information zugeführten PDI-Daten in der Kennsatzbezeichnung T1 des Datenbereichs der DI-Daten und nimmt eine Zwangssubstituierung von 0 als den Wert des Ausgangsbits T3 vor. Jedoch ist darauf hinzuweisen, daß die Eingangs-Separiereinheit 2 eine Zwangssubstituierung von 0 als den Wert des Ausgangsbits T3 der DI-Daten vornimmt, die von der Simulatoreinheit 6 in dem Testbetriebsmodus generiert werden (Schritt s3a: Zwangsausschlußvorgang).
Anschließend führt die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 die Verarbeitungsvorgänge ausgehend von dem Schritt s4 in der gleichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel aus.
Es ist in einfacher Weise möglich, die Verwendung der Zustandsinformation von den zu überwachenden und zu steuernden Objekten sowie der simulierten Steuerinformation ohne Modifizierung der Software zu unterbinden, indem die DI-Daten eine derartige Struktur erhalten, daß das Statusbit T2 den Eingangsausschluß anzeigt und die Eingangs-Separiereinheit 2 dazu veranlaßt wird, zwangsweise den Wert 0 für das Ausgangsbit T3 vorzugeben, wie dies vorstehend beschrieben worden ist. Dadurch läßt sich die Prozeßbelastung bei der Anlagenüberwachung und -steuerung vermindern.
Während das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel einen Fall veranschaulicht, bei dem die Verwendung der Zustandsinformation von den zu überwachenden und zu steuernden Objekten oder der simulierten Steuerinformation unterbunden wird, so wird ein Vorgang zum Unterbinden einer Ausgabe der Steuerinformation an die zu überwachenden und zu steuernden Objekte sowie der Verwendung der simulierten Steuerinformation in der im folgenden beschriebenen Weise ausgeführt.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Kennsatzstruktur von DO-Daten, bei denen es sich um Steuerinformation in dem von der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 generierten Kennsatzformat für separierte Information handelt. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, besitzen die DO-Daten eine Struktur mit einer Kennsatzbezeichnung TT1, einem Statusbit TT2, das den Ausgangsausschluß anzeigt, einem Ausgangsbit TT3, das den Datenwert anzeigt, sowie einer physikalischen Adresse TT4, in der die Daten physikalisch gespeichert werden.
Wenn ein Befehl zum Ausführen des Zwangsausschlußvorgangs von außen in die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 eingegeben wird, so wird das Statusbit TT2 zum Validieren eines Ausgangsausschlusses gesetzt.
Die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 führt die Vorgänge der Schritte s5a, s5b nach der Ausführung des Steuerungsverarbeitungsvorgangs gemäß dem in 6 gezeigten Schritt s4 in der in 2 gezeigten Abfolge der Vorgänge bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel aus.
Als erstes beurteilt die Ausgangs-Separiereinheit 4 das Statusbit TT2 der von der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 generierten DO-Daten (Schritt s51), und wenn ein Ausgangsausschluß nicht gültig ist, führt die Ausgangs-Separiereinheit 24 den normalen Ausgangs-Separiervorgang aus (Schritt s52).
Wenn der Ausgangsausschluß in dem Schritt s51 gültig ist, generiert die Ausgangs-Separiereinheit 4 die PDO-Daten durch Zwangssubstituierung von 0 als den Wert des Ausgangsbits TT3 der DO-Daten (Schritt s53: Zwangsausschlußvorgang).
Anschließend führt die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 die Verarbeitungsvorgänge ausgehend von den Schritten s6a, s6b in der gleichen Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel aus.
Auch in diesem Fall ist es in einfacher Weise möglich, die Ausgabe der Steuerinformation an die zu überwachenden und zu steuernden Objekte sowie die Verwendung der simulierten Steuerinformation ohne Modifizierung der Software zu unterbinden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Im folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem die bei dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulichte Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 die generierte und in speziellen wiederkehrenden Zyklen aktualisierte Information (PDI-Daten, DI-Daten, DO-Daten und PDO-Daten) speichern und nutzen kann.
7 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Konfiguration einer Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10a gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10a mit einer Speichereinheit 9 versehen, in der Momentaufnahmedaten (PDI-Daten, DI-Daten, DO-Daten und PDO-Daten) gespeichert sind, die zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbar sind. Die Konfiguration der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10a ist im übrigen die gleiche wie bei der des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Anlagen-Überwachungs- und Speichervorrichtung 10a unter Bezugnahme auf 8 beschrieben, und zwar unter Fokussierung insbesondere auf einen Betriebsteil, der zu der Speicherung der Momentaufnahmedaten in der Speichereinheit 9 in Beziehung steht. Die Arbeitsweise der übrigen Teile der Vorrichtung 10a ist die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Ein Befehl zum Speichern der Momentaufnahmedaten in der Speichereinheit 9 kann in verschiedenartiger Weise erfolgen. Beispielsweise kann dieser Befehl durch einen in der Vorrichtung 10a vorgesehenen Schalter, als externe Eingabe oder durch Übertragung von einer externen Mensch-Maschine-Vorrichtung erfolgen. Die Momentaufnahmedaten werden in der Speichereinheit 9 in Abhängigkeit von dem auf diese Weise erteilten Befehl gespeichert.
Die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10a führt den Vorgang des Schrittes s9 aus, um eine spezielle Verzögerungszeitdauer vor einem nachfolgenden Zyklus in der Abfolge der in 2 gezeigten Vorgänge bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel einzuführen.
Als erstes erfolgt eine Beurteilung dahingehend, ob der eine Momentaufnahmedaten-Speicheraufforderung anzeigende Befehl erteilt worden ist (Schritt s91). Ist der Befehl erteilt worden, ermitteln die Eingangs-Separiereinheit 2 und die Ausgangs-Separiereinheit 4 alle zu diesem Zeitpunkt, d. h. in einem vorangehenden Zyklus verfügbaren Informationen (PDI-Daten, DI-Daten, DO-Daten und PDO-Daten) (Schritt s92) und speichern diese Informationen als Momentaufnahmedaten in der Speichereinheit 9 (Schritt s93).
Die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10a führt den vorstehend beschriebenen Vorgang innerhalb der speziellen Verzögerungszeit aus und fährt mit dem Vorgang des nachfolgenden Zyklus fort.
Wenn jedoch in dem Schritt s91 keine Momentaufnahmedaten-Speicheraufforderung erteilt wird, fügt die Anlagen-Überwachungs- und Speichervorrichtung einfach die spezielle Verzögerungszeitdauer vor dem nachfolgenden Zyklus ein.
Die in der vorstehend geschilderten Weise in der Speichereinheit 9 gespeicherten Momentaufnahmedaten werden im Testbetriebsmodus in der nachfolgend erläuterten Weise verwendet. Im folgenden wird dieser Teil der Arbeitsweise der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10a unter Bezugnahme auf 9 erläutert.
Es ist darauf hinzuweisen, daß bei Verwendung der gespeicherten Momentaufnahmedaten die Momentaufnahmedaten in die Datenbereiche unter den Bedingungen vor der Speicherung der Momentaufnahmedaten als die PDI-Daten, DI-Daten, DO-Daten und PDO-Daten zurückgeführt werden oder die Momentaufnahmedaten in den jeweiligen Datenbereichen weiterentwickelt werden. Ein Befehl zum Entwickeln der Momentaufnahmedaten wird auch in diesem Fall von einer externen Quelle erteilt.
Wenn in dem Schritt s1 (vgl. 2) die Beurteilung erfolgt, daß sich die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 in dem Testbetriebsmodus befindet, führt die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10a den Vorgang des Schrittes s10 zum Entwickeln der Momentaufnahmedaten vor dem nachfolgenden Schritt s2b aus, wie dies im folgenden beschrieben wird.
Als erstes wird ein Urteil dahingehend gefällt, ob der Befehl, der eine Momentaufnahmedaten-Entwicklungsaufforderung darstellt, gegeben worden ist (Schritt s11). Wenn der Befehl gegeben worden ist, lesen die Eingangs-Separiereinheit 2 und die Ausgangs-Separiereinheit 4 die Momentaufnahmedaten aus der Speichereinheit 9 aus (Schritt s12) und führen die Momentaufnahmedaten in die ursprünglichen Datenbereiche zurück oder entwickeln die Momentaufnahmedaten zu den PDI-Daten, den DI-Daten, den DO-Daten sowie den PDO-Daten (Schritt s13).
Wenn jedoch in dem Schritt s11 keine Momentaufnahmedaten-Entwicklungsaufforderung gegeben worden ist, fährt die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10a direkt mit dem Schritt s2b fort.
Es ist darauf hinzuweisen daß aufgrund des Stoppens des Eingabevorgangs für reale Information gemäß Schritt s2b in dem Testbetriebsmodus die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10b in Wirklichkeit mit dem Vorgang des Schrittes s3b fortfährt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Speichereinheit 9 zum Speichern der zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbaren Momentaufnahmedaten (PDI-Daten, DI-Daten, DO-Daten und PDO-Daten) der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10a vorgesehen, so daß es möglich ist, einzelne Informationen (PDI-Daten, DI-Daten, DO-Daten und PDO-Daten), die in wiederkehrenden Zyklen aktualisiert werden, zu speichern und zu den gewünschten Zeitpunkten zu nutzen.
Ferner werden in dem Testbetriebsmodus die Momentaufnahmedaten aus der Speichereinheit 9 ausgelesen und in die PDI-Daten, die DI-Daten, die DO-Daten und die PDO-Daten weiterentwickelt, so daß die simulierte Zustandsinformation und die simulierte Steuerinformation unmittelbar vorgegeben werden kann.
Je größer der Umfang der Anlage 20 ist, desto weniger einfach ist das Generieren der simulierten Zustandsinformation und der simulierten Steuerinformation und desto größer ist die Anzahl der vorab vorzugebenden Informationen, wenn das Simulieren eines bestimmten Zustands der Anlage erwünscht ist. Da die den Zustand der Anlage anzeigenden Momentaufnahmedaten aus der Speichereinheit 9 ausgelesen und genutzt werden können, ist es jedoch möglich, die Betriebstauglichkeit der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 durch rasches Simulieren des speziellen Zustands der Anlage zu testen.
Viertes Ausführungsbeispiel
10 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Konfiguration einer Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10b gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, besitzt die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10b eine Wartungstool-Kommunikationseinheit 17 zum Ausführen einer Kommunikation z. B. durch einen universellen seriellen Bus (USB) oder ein Netzwerk, so daß es möglich wird, die Vorrichtung 10b mit einem externen Wartungstool 11 zu verbinden.
Während diese Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10b mit den einzelnen Elementen versehen ist, die bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10 zum Überwachen und Steuern der zu überwachenden und zu steuernden Objekte innerhalb der Anlage 20 vorgesehen sind, sind diese Elemente aus Gründen der Vereinfachung in der Zeichnung nicht dargestellt.
Das Wartungstool 11 beinhaltet ein Steuerungsverarbeitungsprogramm 14, in das eine von der Steuerungsverarbeitungseinheit 3 verwendete Steuerungsverarbeitungslogik eingeschrieben ist, ein Simulationsprogramm 15, in das eine von der Simulatoreinheit 6 verwendete Simulationslogik eingeschrieben ist, eine Compiler-Einheit 13 zum Konvertieren der einzelnen Programme 14, 15 in ein Format, das von der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10b ausgeführt werden kann, eine Datenladeeinheit 12 zum Laden von Daten in die Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10b sowie eine Anzeigeeinheit 16 mit einer Eingabefunktion.
Da es notwendig ist, die Steuerverarbeitungslogik und die Simulationslogik als Resultat einer Veränderung bei den Gerätschaften innerhalb der Anlage 20 zu modifizieren, falls eine Veränderung vorhanden ist, werden das Steuerungsverarbeitungsprogramm 14 und das Simulationsprogramm 15, die in der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10b enthalten sind, in der nachfolgend beschriebenen Weise überarbeitet.
Es sei angenommen, daß es sich bei dem Steuerungsverarbeitungsprogramm 14 und dem Simulationsprogramm 15 innerhalb des Wartungstools 11 bereits um aktualisierte Programme handelt, die in der gleichen Sprache geschrieben sind. Wenn das Wartungstool 11 mit der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung 10b verbunden wird und ein Modifizierungsbefehl in das Wartungstool 11 eingegeben wird, dann werden das Steuerungsverarbeitungsprogramm 14 und das Simulationsprogramm 15 mittels der Compiler-Einheit 13 gleichzeitig umgewandelt und in Speicherbereiche für das Steuerungsverarbeitungsprogramm und das Simulationsprogramm innerhalb der Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung geladen, so daß das Steuerungsverarbeitungsprogramm 14 und das Simulationsprogramm 15 überarbeitet werden.
Das Steuerungsverarbeitungsprogramm 14 und das Simulationsprogramm 15 können durch den parallelen Verarbeitungsvorgang von dem externen Wartungstool 11 modifiziert werden, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, so daß sich die Wartungsmöglichkeiten verbessern lassen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Anzeigeeinheit 16 innerhalb des Wartungstools 11 zum Verifizieren der Zustandsinformation und der Steuerinformation während des normalen Überwachungs- und Steuervorgangs sowie zum Anzeigen des Resultats in dem Testbetriebsmodus verwendet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Eingangseinheit für reale Information
2: Eingangs-Separiereinheit
3: Steuerverarbeitungseinheit
4: Ausgangs-Separiereinheit
5: Ausgangseinheit für reale Information
6: Simulatoreinheit
7: Schalteinheit
8a: A/D-Wandler
8b: D/A-Wandler
9: Steuereinheit
10: Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung
10a: Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung
10b: Anlagen-Überwachungs- und Steuervorrichtung
11: externes Wartungstool
12: Datenladeeinheit
13: Compiler-Einheit
14: Steuerungsverarbeitungsprogramm
15: Simulationsprogramm
16: Anzeigeeinheit
17: Wartungstool-Kommunikationseinheit
20: Anlage
A, B: Vorrichtungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 1987-276991 A [0002, 0005]
JP 1997-114689 A [0004, 0006]

Claims

Überwachungs- und Steuervorrichtung (10) zum Steuern eines zu überwachenden und zu steuernden externen Objekts durch Ausführen eines speziellen Steuerungsverarbeitungsvorgangs auf der Basis von Zustandsinformationen, die von dem zu überwachenden und zu steuernden Objekt gesammelt werden, wobei die Überwachungs- und Steuervorrichtung (10) folgendes aufweist: – eine Eingangseinheit (1) für reale Information zum Empfangen der Zustandsinformation, bei der es sich um ein von dem zu überwachenden und zu steuernden Objekt eingegebenes physikalisches Signal handelt, und zum Umwandeln der Zustandsinformation in ein Kennsatzformat für reale Information, das mittels Software verarbeitet werden kann; – eine Eingangs-Separiereinheit (2) für die Kennsatzumwandlung der in das Kennsatzformat für reale Information umgewandelten Zustandsinformation in ein Kennsatzformat für separierte Information sowie zum Ausgeben der auf diese Weise umgewandelten Zustandsinformation; – eine Steuerungsverarbeitungseinheit (3) zum Ausführen des speziellen Steuerungsverarbeitungsvorgangs auf der Basis der Zustandsinformation, die einer Kennsatzumwandlung in das von der Eingangs-Separiereinheit (2) ausgegebene Kennsatzformat für separierte Information unterzogen worden ist, sowie zum Ausgeben der Steuerinformation in dem Kennsatzformat für separierte Information; – eine Ausgangs-Separiereinheit (4) für die Kennsatzumwandlung der von der Steuerungsverarbeitungseinheit (3) zugeführten Steuerinformation in das Kennsatzformat für reale Information; – eine Ausgangseinheit (5) für reale Information zum Umwandeln der in das Kennsatzformat für reale Information umgewandelten Steuerinformation in ein physikalisches Signal und zum Ausgeben des auf diese Weise umgewandelten physikalischen Signals an das zu überwachende und zu steuernde Objekt; – eine Simulatoreinheit (6) zum Simulieren des zu überwachenden und zu steuernden Objekts unter Verwendung der Steuerinformation in dem Kennsatzformat für separierte Information, die von der Steuerungsverarbeitungseinheit ausgegeben wird, als Eingangssignal und zum Ausgeben der simulierten Zustandsinformation in dem Kennsatzformat für separierte Information; und – eine Schalteinheit (7) zum Umschalten der Überwachungs- und Steuervorrichtung (10) zwischen realem Betrieb zum Überwachen und Steuern des zu überwachenden und zu steuernden Objekts und Simulationsbetrieb zum Betreiben der Simulatoreinheit (6).
Überwachungs- und Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsseite der Steuerungsverarbeitungseinheit (3) und deren Ausgangsseite mit der Eingangs-Separiereinheit (2) bzw. der Ausgangs-Separiereinheit (4) verbunden sind, die Eingangsseite der Simulatoreinheit (6) und deren Ausgangsseite in umschaltbarer Weise mit der Ausgangs-Separiereinheit (4) bzw. der Eingangs-Separiereinheit (2) verbunden sind, und daß die Schalteinheit (7) eine Eingangsvorrichtung der Steuerungsverarbeitungseinheit (3) und eine Ausgangsvorrichtung von dieser auf die Simulatoreinheit (6) umschaltet, indem ein Umschaltvorgang ausgeführt wird, der der Simulatoreinheit (6) das Austauschen von Informationen mit und von der Ausgangs-Separiereinheit (4) und der Eingangs-Separiereinheit (2) während des Simulationsbetriebs ermöglicht.
Überwachungs- und Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verarbeitungsvorgang von der Eingangseinheit (1) für reale Information und der Verarbeitungsvorgang von der Ausgangseinheit (5) für reale Information während des Simulationsbetriebs gestoppt werden.
Überwachungs- und Steuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsinformation in dem Kennsatzformat für separierte Information, das von der Eingangs-Separiereinheit (2) generiert wird, ein Ausgangsbit und ein extern vorgebbares Statusbit aufweist, das einen Eingangsausschluß anzeigt, und daß bei Anzeige eines Eingangsausschlusses durch das Statusbit die Eingangs-Separiereinheit (2) den Wert des Ausgangsbits zwangsweise auf 0 setzt.
Überwachungs- und Steuervorrichtung (10a) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Informationen in dem Kennsatzformat für reale Information und in dem Kennsatzformat für separierte Information durch einen von dem realen Betrieb und dem Simulationsbetrieb in speziellen wiederkehrenden Zyklen aktualisiert werden und alle zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbaren Informationen in Abhängigkeit von einer extern eingegebenen Aufforderung in einer Speichereinheit (9) gespeichert werden.
Überwachungs- und Steuervorrichtung (10a) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen in der Speichereinheit (9) ausgelesen und in Abhängigkeit von der extern eingegebenen Aufforderung für den Simulationsbetrieb verwendet werden.
Überwachungs- und Steuervorrichtung (10b) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein externes Wartungstool (11) zum Modifizieren eines von der Steuerverarbeitungseinheit (3) verwendeten Steuerungsverarbeitungsprogramms (14) und eines von der Simulatoreinheit (6) verwendeten Simulationsprogramms (15) mit der Überwachungs- und Steuervorrichtung (10b) verbindbar ist, wobei das Wartungstool (11) in der Lage ist, das Steuerungsverarbeitungsprogramm (14) und das Simulationsprogramm (15) durch einen parallelen Verarbeitungsvorgang zu modifizieren.
Überwachungs- und Steuervorrichtung (10b) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen von einzelnen Informationen in dem Kennsatzformat für reale Information und in dem Kennsatzformat für separierte Information vorgesehen ist, wobei die Anzeigeeinheit auch als Anzeigeeinheit (16) des Wartungstools (11) dient.