[發(fā)明專利]模擬工業(yè)過程、設(shè)施或機器的真實控制器的模擬方法和執(zhí)行該模擬方法的模擬系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680054010.0
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN108027602B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卡爾-約瑟夫·阿姆托爾
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: G05B19/4069
• 分類號: G05B19/4069
• 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: 余剛;李慧

本發(fā)明涉及一種用于模擬工業(yè)過程、設(shè)施或機器的真實控制器的模擬方法以及用于執(zhí)行這種模擬方法的模擬系統(tǒng)。用于模擬工業(yè)過程、設(shè)施或機器的真實控制器(2)的模擬方法應(yīng)該能夠更容易得出在模擬過程中出現(xiàn)的錯誤。為此，本發(fā)明提出，模擬系統(tǒng)(7)存儲在模擬時的中間狀態(tài)并為中間狀態(tài)配備時間戳，其中，所存儲的一個中間狀態(tài)可以在后續(xù)的時間點重新加載到模擬系統(tǒng)(7)中并且可以基于該中間狀態(tài)執(zhí)行模擬。因此，模擬不必始終從要模擬的控制程序的開端開始。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于模擬工業(yè)過程、設(shè)施或機器的真實控制器的模擬方法，其中為模擬系統(tǒng)預(yù)設(shè)用于控制工業(yè)過程、設(shè)施或機器的控制程序，其中，模擬系統(tǒng)在執(zhí)行控制程序的情況下借助于模擬程序得出用于過程、設(shè)施或機器的控制指令，并且其中，模擬系統(tǒng)根據(jù)過程、設(shè)施或機器的模型來得出過程、設(shè)施或機器的期望的實際值并在模擬中考慮實際值。本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行這種模擬方法的模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)

機床是眾所周知的。它們受數(shù)字控制器控制。數(shù)字控制器執(zhí)行由指令步驟組成的用戶程序(控制程序)，例如，符合DIN 66025或DIN 66025+的子程序。用戶程序在此規(guī)定了例如哪些機器流程，例如由機床執(zhí)行哪些行駛移動。

除了機床的數(shù)字控制器外，還有一系列用于工業(yè)過程、設(shè)施或者機器的其他的工業(yè)控制器。這些包括例如可編程邏輯控制器(SPS或PLC)或用于生產(chǎn)機器、機器人等的控制器。

工業(yè)控制器通常具有作為運行系統(tǒng)的實時運行系統(tǒng)。它們還具有控制軟件。控制軟件將用戶程序(控制程序或子程序)的指令步驟轉(zhuǎn)換為控制指令。實時操作系統(tǒng)使得該轉(zhuǎn)換實時實現(xiàn)。

當然，為了例如規(guī)定用于CNC控制系統(tǒng)的子程序?qū)嶋H上在指定的工件中引起哪些加工，可以嘗試對工件進行加工、對加工進行檢驗并且然后可能修正用戶程序。但是，顯而易見的是，該措施首先是耗時的，其次是浪費材料的并且再次是成本高昂的。

出于這個原因，例如由公開文獻DE10352815A1已知一種用于機床對工件的加工的模擬方法。用這種模擬方法可以計算機輔助地模擬機床對工件的加工。

此外，從公開文獻DE19843780A1中已知附加了時間戳的數(shù)據(jù)的記錄。

DE 103 52 815 A1公開了一種用于模擬機床的真實控制器的模擬方法和模擬系統(tǒng)。基于模擬程序，用于機床的控制器的應(yīng)用程序被逐步地執(zhí)行并且為機床得出與機器相關(guān)的控制指令。

由EP 2479630A1中已知一種用于無碰撞地將設(shè)施從待機模式轉(zhuǎn)換到運行模式方法。在此，設(shè)施的無碰撞行駛所需的連續(xù)過程段的設(shè)施運行狀態(tài)信息至少部分地由實時模擬工具的模擬數(shù)據(jù)推導(dǎo)出，該實時模擬工具與實際運行并行地實時模擬設(shè)施運行。

DE10352815A1公開了一種用機床加工工件的模擬方法。在此，為計算機指定了一個應(yīng)用程序，該程序描述了機床在指令步驟中加工工件的情況。計算機在執(zhí)行應(yīng)用程序時基于用于控制機床的模擬程序逐步確定用于機床的機器相關(guān)控制指令。基于機床的計算機內(nèi)部模型和確定的機床相關(guān)控制指令，它可以確定機床的預(yù)期實際狀態(tài)，從而模擬機床相關(guān)控制指令的實現(xiàn)。模擬程序被設(shè)計為控制器的控制軟件。它根據(jù)與實際時間無關(guān)的虛擬時基確定機器相關(guān)的控制指令。

EP2479630A1涉及一種用于無碰撞地將系統(tǒng)從待機模式轉(zhuǎn)換到操作模式的方法，系統(tǒng)的無碰撞啟動所需的連續(xù)過程段的系統(tǒng)運行狀態(tài)信息至少部分地由實時模擬工具的模擬數(shù)據(jù)導(dǎo)出，該模擬工具與實際運行并行地實時模擬系統(tǒng)運行。

在工業(yè)控制器的模擬中，從開端開始按順序地執(zhí)行控制程序。如果模擬過程中出現(xiàn)錯誤，其誘因已經(jīng)在時間上錯置地出現(xiàn)在過去，則必須從頭開始重新執(zhí)行用于故障排除的模擬會話。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種模擬方法和一種模擬系統(tǒng)，借助該模擬方法和模擬系統(tǒng)可以更容易地確定在模擬過程中出現(xiàn)錯誤的原因。