ES2247768T3 - Sistema de automatismo distribuido. - Google Patents
Sistema de automatismo distribuido.Info
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Abstract
La presente invención se refiere a un sistema de automatismo distribuido que comprende un autómata programable (API-1), conectado a autómatas programables (API-2, API-3, API-4) y equipado con una unidad central (UC1) y acopladores (CS1) que comunican mediante la barra ómnibus del fondo de panel con la mencionada unidad central, estando unido uno de los acopladores (CS1) por una barra ómnibus (B) a uno de los equipos asociados (P, SAP, C, M) caracterizado por el hecho de que el acoplador (CS1) se puede comunicar gracias a una función servidor con los equipos asociados (P, C, M, SAP) bajo el protocolo TCP/IP y está provisto de una memoria de masa (MS) que comprende por un lado objetos soporte lógico de la información denominados "con variables autómatas" (OV) que generan el acceso a las variables autómatas (VAR) y por otra parte objetos soporte lógico de la información denominados "fabricantes" (OM) que transforma las informaciones de los objetos (OV) en variables autómatas en informaciones del tipo fabricante explotables por los equipos asociados (P, SAP, C, M).
Description
Sistema de automatismo distribuido.
La presente invención se refiere a un sistema de
automatismo distribuido que comprende un autómata programable
equipado con una unidad central capaz de ejecutar un programa en
lenguaje de automatización, y con un acoplador que puede
comunicarse, gracias a una función de servidor, con los equipos
asociados bajo el protocolo TCP/IP y provisto de una memoria de
masa que contiene objetos lógicos conocidos como "de variables
autómatas" que gestionan el acceso a las variables autómatas.
Tradicionalmente, un sistema de automatización
está segmentado en varios niveles. En el nivel inferior se
encuentra la vía de comunicaciones de los captadores/accionadores
que permite los intercambios entre los autómatas programables o
comandos digitales y los captadores y accionadores que les están
asociados. A nivel superior se encuentra una vía de comunicaciones
de tipo informático que conecta los ordenadores encargados de la
supervisión y del sistema de información del lugar de producción. A
un nivel intermedio se encuentran vías de comunicaciones que
realizan la unión entre los niveles anteriores. Este conjunto es,
por tanto, heterogéneo.
Se conoce el hecho de utilizar el protocolo
TCP/IP y las lógicas adaptadas a este protocolo para poner en
comunicación, en sus diferentes niveles, a través de una vía de
comunicaciones de tipo Ethernet por ejemplo, los equipos de una red
de automatismo. Los autómatas programables están entonces equipados
con un módulo o acoplador TCP/IP. Esta solución permite federar
diferentes niveles.
El lenguaje Java ha sido previsto para los
automatismos a diferentes niveles, por ejemplo a nivel de gestión
de la supervisión y de gestión de la producción. Se hará
referencia, por ejemplo, a los artículos aparecidos en CiMax de
Mayo-Junio del 97 o en Mesures de Mayo del 98. Este
lenguaje Java presenta ventajas en relación con la portabilidad y la
orientación de objeto, así como la posibilidad de ejecutar en el
navegador de un puesto local programas escritos en Java conocidos
como "applets" e importados a través de la red.
La presente invención tiene por objetivo
proporcionar una plataforma material y lógica que haga que el
autómata programable sea activo en una red de tipo Intranet o en
sus extensiones por medio de la manipulación y/o la producción de
información a nivel de fabricación, es decir, "no implicadas"
directamente en el control de comando en tiempo real, y que definen
un modelo de objeto adaptado a la estructura actual de los
automatismos. Ello permite integrar los autómatas programables
industriales en el sistema de información de la empresa sin dejar
de lado la estructura de los automatismos. Esto responde a la
creciente necesidad de integración de los equipos de la herramienta
de producción y de los sistemas de gestión (Supervisores, Sistema
automatizado de producción,
etc.).
etc.).
El sistema según la invención está esencialmente
caracterizado por el hecho de que incluye los objetos lógicos
denominados "de fabricación" que transforman las informaciones
de los objetos de variables autómatas en informaciones de tipo de
fabricación explotables por los equipos asociados, estando cada uno
de estos objetos constituido por un objeto servidor en el acoplador
de servidor y por un objeto de cliente que es la imagen del objeto
de servidor, estando el objeto de servidor localizado sobre una
pluralidad de estaciones de cliente.
La invención va a ser descrita ahora con
referencia a un modo de realización dado a título de ejemplo y
representado por los dibujos anexos, en los que:
- la figura 1 es un esquema de sistema de
automatismo distribuido;
- la figura 2 es un esquema de la arquitectura
lógica del acoplador de servidor que equipa un autómata según la
invención;
- la figura 3 ilustra los intercambios entre
diferentes objetos lógicos del sistema de automatismo
distribuido;
- la figura 4 ilustra la actualización del
servidor de nombres del acoplador de servidor en caso de
modificación del programa autómata por parte de un taller de
programación; y
- la figura 5 ilustra los intercambios entre
diferentes objetos lógicos.
La arquitectura representada en la figura 1
incluye un autómata referenciado como API-1,
equipado con una unidad central. Este autómata se comunica con otros
autómatas programables API-2,
API-3, API-4, así como con los
equipos asociados SAP, M, C, P. El autómata API-1
está equipado con un acoplador de servidor CS1 que va a ser
descrito en lo que sigue, estando el autómata API-2
equipado igualmente con un acoplador de servidor indicado como
CS2.
La unidad central de cada autómata programable
contiene un programa de aplicación PAP que está escrito en un
lenguaje de automatización habitual ("ladder", etc.), y
gestiona las entradas-salidas utilizando variables
de control de comando en tiempo real, llamadas variables autómatas,
que están indicadas como VAR.
El acoplador con función de servidor CS1 del
autómata programable API-1 comunica mediante una vía
de comunicaciones de fondo de cesta, con la unidad central UC1 del
autómata en el que se ha montado, y con los otros acopladores de
este autómata. El autómata API-1 equipado con el
acoplador CS1 puede comunicar por medio de, por ejemplo, un
acoplador con los otros autómatas programables referenciados como
API-2, API-3, API-4.
El acoplador de servidor CS1 está provisto de un conectador que le
permite comunicar por medio de una vía de comunicaciones B, bajo el
protocolo TCP/IP, con los equipos asociados tales como el servidor
de gestión de producción SAP, un terminal de diálogo P o los
ordenadores
C y M.
C y M.
Con referencia a la figura 2, cada acoplador de
servidor CS1 o CS2 soporta un sistema de explotación en tiempo real
en JAVA, una máquina virtual que interpreta el
"byte-code" de JAVA (código intermedio obtenido
tras la pre- compilación por medio de un compilador de JAVA). Una de
las funciones de este sistema de explotación consiste en asegurar
la conexión del acoplador CS1 a la red de tipo TCP/IP. Cada
acoplador CS1 o CS2 está provisto de una memoria de masa MS y de un
microprocesador.
El acoplador con función de servidor CS1 del
autómata API-1 contiene en su memoria MS, por una
parte, objetos lógicos llamados "de variables autómatas"
referenciados como OV, que gestionan el acceso a las variables
autómatas VAR, y, por otra parte, objetos lógicos llamados "de
fabricación" referenciados como OM. Este acoplador CS1 soporta
un servidor de gestión de un conjunto de páginas de tipo HTML, que
permite la "gestión" del acoplador, en particular la
presentación del estado del acoplador (Marcha, Parada, error) y la
modificación de este estado de los objetos OM y OV del acoplador
(Marcha, Parada, error) y la modificación de este estado.
Un objeto de fabricación OM puede ser
"conectado" fácilmente a diferentes tipos de objetos OV, y por
tanto a diferentes tipos de protocolos, lo que permite la
adaptación del acoplador CS1 a todos los tipos de protocolos
industriales. Un objeto OM1-S que se ejecuta en el
acoplador CS1 del autómata API-1 puede consumir
informaciones producidas por otros objetos OV-3 u
OM-2 ejecutados en un acoplador de servidor CS2
embarcado en el autómata API-2.
Los objetos OV "de variables autómatas"
pueden leer o escribir los valores de una o de varias variables
autómatas VAR utilizando los protocolos de control industrial.
Éstos transmiten el valor de las variables autómatas a los objetos
OM en función del tipo de variable autómata y/o en función de
las
necesidades.
necesidades.
Con referencia a las figuras 3 y 5, el objeto
OV-1 lee o escribe mediante una operación indicado
como 1, el valor de una variable autómata VAR1. El objeto
OM1-S puede leer o escribir, mediante una operación
indicado como 2, el citado valor en la misma forma que es
manipulado por la variable autómata. También puede leer o escribir
el valor, mediante una operación 2a de la figura 5, bajo otra forma
distinta de la variable autómata. En este caso, aunque el valor no
cambia, la forma (o también la dinámica) cambia: por ejemplo, el
valor en lugar de estar codificado sobre dos octetos, estará
codificado sobre cuatro octetos. El objeto OM1-S
puede recibir también un valor pertinente bajo la forma de un
evento.
A cada objeto ligado a una variable autómata OV
se le atribuye un nombre simbólico único que es el de la variable
autómata manipulada por el mismo. El nombre simbólico y la
dirección asociada (también denominados indicación) son
salvaguardados en un servidor de nombres SN implantado en el
acoplador CS1. Los nombres simbólicos y direcciones son
actualizados automáticamente, ya sea en caso de modificación del
nombre de una variable autómata ya sea en caso de modificación de
la dirección de la variable autómata.
Cada objeto llamado "de fabricación" está
constituido por un objeto tal como OM1-S,
localizado en el acoplador de servidor CS1, y por un objeto de
imagen OM1-C localizado sobre un puesto de cliente
tal como P, C, M o SAP. Éste genera, a partir de los valores de las
variables autómatas proporcionadas por un objeto OV o por un objeto
OM, una información de tipo "de fabricación", es decir, una
información destinada, por ejemplo, al sistema de información de la
fábrica. Un objeto OM de ese tipo puede realizar intercambios con
varios autómatas programables industriales.
La información 3 de nivel de fabricación puede
ser, por ejemplo, una alarma generada por una máquina de
producción, un dato de medición (por ejemplo, el número de
vehículos blancos o el número de botellas), un mensaje a distancia a
través de correo electrónico, una información de conexión
autómata/servidor SAP, una información de diagnóstico de sistema,
una información de gestión de alarmas, un mensaje de alarma en
función de valores captados por determinadas variables autómatas, o
una información de gestión de base de datos relacionales o una
información de gestión de archivo de eventos en una base de datos
relacionales, una información que gestiona la presentación de una
vista parcial de la máquina.
A cada objeto "de fabricación" OM se
atribuye un nombre simbólico único almacenado en el servidor de
nombres SN, y adaptado a una explotación en la
red.
red.
El objeto de cliente OM1-C es el
"proxy" o imagen del objeto de servidor OM1-S.
La localización de este objeto de imagen OM1-C
depende de su utilización. Cuando el objeto OM1-C
no se utiliza, se almacena en la base de persistencia BP del
acoplador de servidor CS1. Cuando se utiliza el objeto
OM1-C, se ejecuta en una máquina de cliente del
acoplador de servidor CS1, tras su descarga, a través de la red,
desde la base de persistencia BP. Esta base de persistencia BP
contiene el estado de los objetos OV y OM (comprendiendo este último
el objeto de cliente OM-C).
Por defecto, el objeto de cliente
OM1-C ofrece una vista llamada de gestión del
objeto OM (estado del objeto, posición, parámetro). Ello puede hacer
que los servicios opcionales dependan de la naturaleza misma del
objeto OM, como por ejemplo la interfaz con sistemas exteriores
(SAP), una vista tabular de alarma para un servicio de alarma, un
cuadro sinóptico, etc. El objeto de cliente OM-C
puede tener forma de páginas en HTML, de "applets", de
"Beans" (componente lógico en Java), y/o de otros componentes
lógicos.
Los objetos de fabricación OM suministran datos
pertinentes en forma de eventos (modelo productor/consumidor) y
aseguran el mantenimiento de la coherencia de los nombres de
objetos manipulados. Éste es el acoplador de servidor CS1 que
mantiene la base de nombres, estando las otras lógicas conectadas a
este servidor. Por ejemplo, con referencia a la figura 4, un taller
de programación autómata APA envía la lista de modificaciones al
servidor de nombres SN cada vez que una modificación del programa
autómata modifica una variable autómata ligada a un objeto OV.
La modificación de la configuración del acoplador
CS1 por la red no tiene efecto sobre la parte de control de comando
del autómata.
Ahora se va a explicar el funcionamiento:
Si se hace referencia a la figura 3, los objetos
OV-1 y OV-2 reciben informaciones 1
y 5 concernientes a las variables autómatas de la unidad central
UC1. Estos objetos OV-1 y OV-2
suministran una información a la parte de servidor
OM1-S del objeto de fabricación. Además, este
objeto OM1-S puede recibir informaciones de los
objetos OV-3 y OV-4 de otro
autómata API-2. La parte del servidor
OM1-S del objeto de fabricación genera una
información de tipo de fabricación 3.
El objeto de servidor OM1-S
transmite la información 3 de tipo de fabricación mediante un
intercambio referenciado con 7 al objeto de cliente
OM1-C. El objeto OMS-1 transmite
una información de sincronización a la unidad central UC1.
Un puesto de cliente tal como P, C, M o SAP
transfiere a través de un navegador o de otros medios, mediante un
intercambio referenciado con 6, a través de la red B, la parte de
cliente del objeto OM1-C. Esta parte de cliente del
objeto OM1-C se almacena en un puesto de cliente ya
sea puntualmente (caso de una conexión de tipo navegador Web por
ejemplo) ya sea de forma permanente por medio de un servidor SAP por
ejemplo.
Las lógicas 10 de una aplicación exterior,
ejecutadas en el puesto de cliente, reciben mediante un intercambio
8 la información de tipo de fabricación.
El servidor SAP es interrogado por el objeto OM,
o el servidor SAP reenvía los datos solicitados por el OM.
Claims (7)
1. Sistema de automatismo distribuido que
comprende un autómata programable (API-1) equipado
con una unidad central (UC1) capaz de ejecutar un programa en
lenguaje de automatización y con un acoplador (CS1) que puede
comunicar, gracias a una función de servidor, con los equipos
asociados (P, C, M, SAP) bajo el protocolo TCP/IP y provisto de una
memoria de masa (MS) que contiene objetos lógicos llamados "de
variables autómatas" (OV) que gestionan el acceso a las variables
autómatas (VAR), caracterizado por el hecho de que incluye
objetos lógicos llamados "de fabricación" (OM) que transforman
las informaciones de los objetos (OV) de las variables autómatas en
informaciones de tipo de fabricación explotables por los equipos
asociados (P, SAP, C, M), estando cada uno de estos objetos (OM)
constituido por un objeto de servidor (OM1-S)
localizado en el acoplador de servidor (CS1) y por un objeto de
cliente (OM1-C) que es la imagen del objeto de
servidor, estando el objeto de cliente localizado en una pluralidad
de estaciones de cliente (P, C, M o SAP).
2. Sistema de automatismo según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que a cada objeto ligado a
una variable autómata y a cada objeto de fabricación se les
atribuye un nombre simbólico único, incluyendo el acoplador de
servidor (CS1) un servidor de nombres que gestiona los citados
nombres simbólicos únicos atribuidos a cada objeto "de variable
autómata" (OV) y a cada objeto "de fabricación" (OM).
3. Sistema de automatismo distribuido según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que el
acoplador de servidor (CS1) soporta un sistema de explotación en
tiempo real en JAVA capaz de permitir la conexión bajo TCP/IP.
4. Sistema de automatismo según una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que incluye, en el acoplador de servidor, una base de
persistencia (BP) que permite almacenar los objetos de cliente
(OM1-C) que no están en uso y el estado de los
objetos ligados a las variables autómatas (OV) y de los objetos de
servidor (OM1-S) y objetos de cliente
(OM1-C).
5. Sistema de automatismo según una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que está conectado a una pluralidad de autómatas programables
(API-2, API-3,
API-4).
6. Sistema de automatismo según una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que los objetos de fabricación de cliente
(OM1-C) son almacenados en un servidor SAP.
7. Sistema de automatismo según una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que el acoplador de servidor (CS1) soporta un servidor de
HTML.
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