[發(fā)明專利]處理模塊耦合入模塊化技術(shù)系統(tǒng)的方法和模塊化技術(shù)系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810921699.3
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN109407604A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 勒內(nèi)·格拉夫
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;C02F1/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

本發(fā)明涉及一種用于將處理模塊計算機輔助地耦合到模塊化技術(shù)系統(tǒng)中的方法。技術(shù)系統(tǒng)包括：主機系統(tǒng)，設(shè)計為提供至少一個具有實時能力的虛擬機；和至少一個處理模塊。其包括：硬件單元，具有至少一個傳感器和/或致動器；和連接單元，具有用于借助控制指令驅(qū)控硬件單元的通信組件和數(shù)據(jù)存儲器，其中存儲有用于提供控制指令的配置數(shù)據(jù)和控制程序。至少一個處理模塊經(jīng)由其連接單元與主機系統(tǒng)耦合以交換數(shù)據(jù)報文。執(zhí)行以下步驟：從數(shù)據(jù)存儲器讀取配置數(shù)據(jù)和控制程序；在主機計算機上實例化虛擬機；將配置數(shù)據(jù)和控制程序加載到主機計算機上的虛擬機中；執(zhí)行虛擬機，以至少提供控制指令并將控制指令輸送到至少一個處理模塊，以驅(qū)控硬件單元。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于將處理模塊計算機輔助地在模塊化技術(shù)系統(tǒng)中耦合和解耦的方法。本發(fā)明還涉及一種存儲介質(zhì)以及模塊化技術(shù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著數(shù)據(jù)處理的集中和中央化，許多計算過程被合并到服務器中，服務器又被安置在數(shù)據(jù)處理中心的服務器場中。這大大簡化了各個服務器的維護，并集中了現(xiàn)場的具體技術(shù)。

可編程邏輯控制器(SPS)領(lǐng)域也存在類似的發(fā)展。這些設(shè)備用于控制或調(diào)節(jié)機器或設(shè)備(通常：技術(shù)系統(tǒng))并以數(shù)字基礎(chǔ)編程。為了最大限度地減少通常的布線工作，傳感器和致動器通過現(xiàn)場總線連接到SPS。

在不久之前，現(xiàn)代系統(tǒng)中的總線系統(tǒng)已被網(wǎng)絡(luò)所取代或補充。與總線系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡(luò)(例如，以太網(wǎng))在數(shù)據(jù)傳輸時更靈活且更快。然而，這些與可編程邏輯控制器相聯(lián)系的系統(tǒng)的高可靠性只能在實時系統(tǒng)的環(huán)境中實現(xiàn)。實時系統(tǒng)及時響應所有事件，并且處理數(shù)據(jù)與技術(shù)過程“保持同步”。在滿足實時條件的軟件的情況下，最大傳輸時間必須是可確定的，并且不得受制于任何不被影響或僅有條件地影響的因素，換句話說：它必須是確定性的。在特定時間間隔內(nèi)實施一個過程被稱為確定性的。

在本發(fā)明中考慮的技術(shù)系統(tǒng)總體上是實時系統(tǒng)，即，特別是所有相互作用的硬件和軟件組件都確定性地進行反應。

從現(xiàn)有技術(shù)中已知的虛擬化技術(shù)(VT)基本上用于將硬件劃分為更小的部分，例如，一個多核處理器，其借助于虛擬化技術(shù)分解為只有一個或幾個核的虛擬處理器。同樣地，可以相應地共享物理上僅存在一次的隨機存取存儲器，使得每個虛擬處理器獲得工作存儲器的固定份額。這種劃分可以是靜態(tài)的，但也可以動態(tài)地執(zhí)行，也就是說，在運行期間的分派變化也是允許的。這同樣適用于計算機系統(tǒng)中存在的外圍設(shè)備，例如硬盤，網(wǎng)絡(luò)連接等。

虛擬處理器、共享的存儲器和相關(guān)外圍設(shè)備的系統(tǒng)或集合稱為虛擬機(VM)。因此，具有相應資源的物理計算機可以運行或提供幾乎任何數(shù)量的虛擬機。物理計算機本身稱為主機計算機。在虛擬機的運行期間，主機計算機或簡稱主機本身必須是活動的，特別是如果虛擬機中的硬件沒有物理對應物而是僅模擬它的話。例如，從WO2013/064181A1已知在處理器設(shè)備上仿真具有實時能力的虛擬網(wǎng)卡。

在模塊化技術(shù)系統(tǒng)中，也就是在設(shè)施或機器中，靈活性尤為重要。這意味著設(shè)施或機器的各個模塊能被容易地移除或放置在其他地方，以便整個設(shè)施或機器可以適應當前產(chǎn)品及其生產(chǎn)過程。這些設(shè)施或機器的自動化必須始終考慮到這種靈活性，因此不能像過去那樣靜態(tài)地構(gòu)造。同樣，它們的控制器應該在服務器場或服務器集群中實現(xiàn)。

上述這兩個要求的組合對系統(tǒng)或機器的開發(fā)提出了很高的要求。到目前為止，無論可編程邏輯控制器被虛擬地還是真實地提供，可編程邏輯控制器都是手動生成的，并且利用與可編程邏輯控制器相關(guān)聯(lián)的模塊手動互連，可編程邏輯控制器包括接口和傳感器和/或致動器。這具有互連易出錯的缺點。另一方面，在服務器集群或服務器場中提供可編程邏輯控制器需要有關(guān)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的大量知識。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種方法，通過該方法，處理模塊可以以更簡單的方式集成在模塊化技術(shù)系統(tǒng)中。本發(fā)明的另一個目的是提供相應的模塊化技術(shù)系統(tǒng)，其允許處理模塊在系統(tǒng)中的更容易的耦合或解耦。

這些目的通過根據(jù)本發(fā)明的方法、存儲介質(zhì)和模塊化技術(shù)系統(tǒng)來實現(xiàn)。