[發(fā)明專利]自動化設(shè)備和自動化系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010145568.4
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101881946A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德烈亞斯·比德爾曼;伯恩哈德·魏斯巴赫
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動化設(shè)備，包括：第一功能單元；第二功能單元；用于連接至第一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的第一網(wǎng)絡(luò)端口；以及用于連接外圍組件的總線主控單元。

背景技術(shù)

已知了自動化設(shè)備，其具有車載(On-Board)或可模塊化地插入的外圍設(shè)備。在此，外圍設(shè)備例如理解成輸入/輸出組件或附加的傳感器組件。外圍設(shè)備的輸入/輸出信號由自動化設(shè)備本身進(jìn)行處理或者被傳輸或以電路傳輸給上位計(jì)算單元。優(yōu)選地，該電路傳輸借助于第一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。該第一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)也稱為初級總線系統(tǒng)。特別是，在自動化技術(shù)中還存在多種應(yīng)用情況，其中僅一部分外圍設(shè)備應(yīng)在自動化設(shè)備本身中被處理或者應(yīng)被預(yù)處理。外圍設(shè)備的另一部分應(yīng)被分配給又稱為主機(jī)系統(tǒng)的上位計(jì)算單元。在初級總線系統(tǒng)上可連接用于將附加的外圍設(shè)備連接到上位計(jì)算單元的初級總線裝置。

已知了自動化設(shè)備，其對于過程現(xiàn)場總線來說通過虛擬模塊實(shí)現(xiàn)從連接。該從連接基本上局限于有效數(shù)據(jù)。希望為用于確定的工業(yè)應(yīng)用的自動化設(shè)備給定參數(shù)的使用者為此必須制訂兩個單獨(dú)的方案，一個用于在主機(jī)系統(tǒng)上的輔機(jī)，和一個用于實(shí)際的自動化設(shè)備。附加地，必須配置在外圍設(shè)備和上位計(jì)算單元之間的連接。由應(yīng)用程序?qū)ν鈬O(shè)備的訪問必須進(jìn)行編程，并且數(shù)據(jù)由虛擬模塊復(fù)制或者復(fù)制到虛擬模塊上。缺點(diǎn)在于，通過上位計(jì)算單元控制的外圍設(shè)備的反應(yīng)時間較長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于改善這種自動化設(shè)備的處理速度或者說反應(yīng)時間。

該目的通過開頭所述類型的自動化設(shè)備以下述方式來實(shí)現(xiàn)，即，第一功能單元具有第一接口單元，該第一接口單元配屬有第一網(wǎng)址；第二功能單元具有第二接口單元，該第二接口單元配屬有第二網(wǎng)址，其中借助分配裝置可邏輯地分配外圍組件的地址空間，并且第一地址空間作為地址空間的分離出來的部分可直接地配屬給可通過第一網(wǎng)絡(luò)端口連接的上位計(jì)算單元。因此實(shí)現(xiàn)了多功能的自動化設(shè)備，該自動化設(shè)備不僅可以提供用于自身的中心外圍設(shè)備的一部分的處理能力，而且還顯而易見地為上位主機(jī)系統(tǒng)提供該中心外圍設(shè)備的一部分作為“快速”的非中心外圍設(shè)備。在現(xiàn)在看起來顯而易見地用于上位計(jì)算單元的外圍設(shè)備上的上位計(jì)算單元(主機(jī)系統(tǒng))方面，其對應(yīng)于初級總線裝置上的非中心外圍設(shè)備這一方面。在此，初級總線裝置的功能應(yīng)具有相同的特性，其在未進(jìn)行預(yù)處理的情況下提供標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。為了滿足這些要求，功能單元最大程度地彼此分開。為此，提出兩個具有各自的網(wǎng)址的獨(dú)立的接口單元。在此，網(wǎng)址優(yōu)選設(shè)計(jì)成IP地址。借助兩個不同網(wǎng)址，兩個在配置方面的功能單元和其硬件彼此分離。這種設(shè)備的裝置功能因此不必再由應(yīng)該優(yōu)先承擔(dān)控制任務(wù)并且進(jìn)而應(yīng)該具有高性能的控制系統(tǒng)承擔(dān)。控制系統(tǒng)現(xiàn)在不再受到額外的用于外圍組件的并列任務(wù)(Koordinationsaufgaben)的影響。在此，自動化設(shè)備利用其兩個功能單元而具有兩個獨(dú)立的功能。自動化設(shè)備借助兩個功能單元分為兩個邏輯設(shè)備，對于每個接口單元來說存在一自身的IP地址，該IP地址也能在第一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中看到。這兩個邏輯設(shè)備組成一個多功能的自動化設(shè)備。

在一個改進(jìn)方案中，第一接口單元具有第一網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，第一數(shù)據(jù)線連接到第一網(wǎng)絡(luò)開關(guān)上，第一數(shù)據(jù)線使第一功能單元與第二功能單元連接。優(yōu)選使用一開關(guān)作為網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，該開關(guān)可通過第一網(wǎng)絡(luò)端口連接到第一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上，并且在此同時實(shí)現(xiàn)通過第一數(shù)據(jù)線到第二功能單元的通信連接。從上位計(jì)算單元通過第一功能單元到第二功能單元的訪問路徑利用數(shù)據(jù)技術(shù)連接通過兩個開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。

作為特別有利的可替換方案，第一功能單元設(shè)計(jì)成控制系統(tǒng)，第二功能單元設(shè)計(jì)成用于有效數(shù)據(jù)連接的通信單元。

相反，在一個可替換的設(shè)計(jì)方案變體中，在此第二功能單元設(shè)計(jì)成控制系統(tǒng)，第一功能單元設(shè)計(jì)成用于有效數(shù)據(jù)連接的通信單元。在此，在自動化設(shè)備中的有存儲器可編程的控制器優(yōu)選被理解成控制系統(tǒng)。有存儲器可編程的控制器用于工業(yè)過程的程序控制。在此，用于有效數(shù)據(jù)連接的通信單元優(yōu)選設(shè)計(jì)成DP輔機(jī)。這種DP輔機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)與非中心外圍組件(DP)的數(shù)據(jù)技術(shù)連接。該非中心外圍組件例如可以是用于接收和發(fā)送輸入和輸出信號的輸入/輸出模塊，如其在用于執(zhí)行器和傳感器的工業(yè)過程中所必需的那樣。

此外，有利的是，設(shè)計(jì)成控制系統(tǒng)的功能單元具有總線主控單元。該總線主控單元用于連接外圍組件，在此，外圍組件可以是中心地插在自動化設(shè)備上的輸入/輸出組件，或者還可以是工業(yè)制造過程中非中心分布的外圍組件，這些外圍組件優(yōu)選通過現(xiàn)場總線連接至總線主控器。