專利名稱：對技術(shù)設(shè)備進(jìn)行仿真的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對技術(shù)設(shè)備進(jìn)行仿真的方法，該技術(shù)設(shè)備由至少兩個部件組成，這些部件通過真實(shí)接口相互連接并且在它們之間通過該真實(shí)接口進(jìn)行交換對象的交換，其中將交換對象在所述部件之間在真實(shí)接口上的交換按照數(shù)據(jù)日志的形式進(jìn)行記錄，在該方法中同樣將對通過真實(shí)接口連接的部件的控制指令作為控制日志進(jìn)行記錄。本發(fā)明還涉及一種包含本發(fā)明方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
本發(fā)明意義下的技術(shù)設(shè)備包括一方面由至少兩個相互連接的部件組成、另一方面通過部件之間的連接導(dǎo)線進(jìn)行交換對象的交換的任何設(shè)備。在此該技術(shù)設(shè)備可以是電設(shè)備、工藝設(shè)備或過程技術(shù)設(shè)備。優(yōu)選該技術(shù)設(shè)備是通過電站調(diào)度臺控制的電壓網(wǎng)。作為本發(fā)明意義下的交換對象尤其是電能、信息或諸如物質(zhì)或液體的材料。在至少兩個部件之間的一個與這些部件連接的真實(shí)接口上測量交換對象在連接導(dǎo)線中的交換。
在通過添加新部件或通過更改已存在的部件來更改該技術(shù)設(shè)備時，下面所稱的更改的部件在現(xiàn)有技術(shù)中目前只能根據(jù)兩種不同的測試方法來檢查。或者是對更改的部件的測試在技術(shù)設(shè)備之外經(jīng)過專門配置的測試環(huán)境中進(jìn)行，或者在相同構(gòu)造的第二技術(shù)設(shè)備中檢查更改的部件。這些測試的目標(biāo)是測試技術(shù)設(shè)備內(nèi)經(jīng)過更改的部件的一致性和似然性，而不會干擾或中斷該技術(shù)設(shè)備正在進(jìn)行的運(yùn)行。但其缺點(diǎn)是在測試環(huán)境中檢查經(jīng)過更改的部件時該技術(shù)設(shè)備在測試環(huán)境中的真實(shí)映像大多是不完整的或者只涉及所選擇的技術(shù)設(shè)備的運(yùn)行特性。由此產(chǎn)生不能針對該技術(shù)設(shè)備的所有可能運(yùn)行狀態(tài)有效測試所添加部件的缺陷。在現(xiàn)有技術(shù)中的替換解決方案是向技術(shù)設(shè)備添加經(jīng)過更改的部件，而該方案需要兩個相同的設(shè)備，因?yàn)橹辽僖粋€技術(shù)設(shè)備在運(yùn)行而第二技術(shù)設(shè)備只能用于測試新部件，這需要更多的成本。
DE29605847U1公開了一種用于可編程控制器(SPS)的教學(xué)儀器。該教學(xué)儀器由通過輸入/輸出接口與計(jì)算機(jī)連接的可編程控制器組成。該機(jī)算機(jī)包含用于顯示虛擬機(jī)器或設(shè)備的項(xiàng)目庫。通過該可編程控制器產(chǎn)生控制信號并通過輸入/輸出接口傳送給計(jì)算機(jī)并在該機(jī)算機(jī)上可視化。由此可以模擬技術(shù)設(shè)備在測試環(huán)境中的行為，其中通過可編程控制器產(chǎn)生的控制信號只能有條件地反映技術(shù)設(shè)備的運(yùn)行狀況。
DE10018704A1公開了一種用于對技術(shù)設(shè)備建立模型和/或仿真的方法和工具。該發(fā)明的核心思想是在虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)中反映設(shè)備的可能過程狀態(tài)和產(chǎn)品狀態(tài)。在虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真環(huán)境中通過至少一個接口在仿真和應(yīng)用之間交換數(shù)據(jù)。根據(jù)該發(fā)明，該接口分為用于傳輸技術(shù)設(shè)備的虛擬對象的第一子接口以及用于傳輸技術(shù)設(shè)備的過程數(shù)據(jù)的第二子接口。由此對技術(shù)設(shè)備的建模和/或仿真可以與虛擬顯示中的直接顯示同時進(jìn)行。該方法的缺點(diǎn)是需要對整個技術(shù)設(shè)備包括所有部件和連接線的整體映像進(jìn)行虛擬映射，以及需要進(jìn)行大存儲量和耗時的仿真。

發(fā)明內(nèi)容
從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于檢查技術(shù)設(shè)備部件的改變的簡單途徑。
按照本發(fā)明，該技術(shù)問題是通過權(quán)利要求1的方法解決的。
按照本發(fā)明方法的特征在于，基于數(shù)據(jù)和控制日志產(chǎn)生虛擬接口作為真實(shí)接口的映像。尤其是在控制日志中所記錄的控制指令的時間序列以及作為部件的數(shù)據(jù)日志所記錄的交換對象的交換的反應(yīng)使得可以根據(jù)控制指令獲取記錄在真實(shí)接口中的部件的交換特性。因此基于該數(shù)據(jù)和控制日志可以將虛擬接口仿真為真實(shí)接口的映像。然后在本發(fā)明的方法中，僅在控制指令和交換對象的交換之間的關(guān)系方面才通過連接的真實(shí)接口表示技術(shù)設(shè)備的部件。由此按照本發(fā)明的方法，不是對所有的部件及其連接接口都映射為真實(shí)技術(shù)設(shè)備的仿真映像，而是在考慮數(shù)據(jù)日志和控制日志的情況下只映射連接的接口。因此僅在真實(shí)接口的映像方面才借助虛擬接口隱含地仿真技術(shù)設(shè)備的部件。這明顯降低了仿真成本，因?yàn)椴槐貙φ麄€技術(shù)設(shè)備進(jìn)行虛擬映射。此外通過記錄通過真實(shí)接口進(jìn)行的交換對象的真實(shí)交換而逼真和全面地映射了部件之間的行為。與有限的測試環(huán)境相比本方法具有以下優(yōu)點(diǎn)基于技術(shù)設(shè)備的真實(shí)過程狀態(tài)和/或運(yùn)行狀態(tài)而不是只根據(jù)測試環(huán)境中的測試數(shù)據(jù)來產(chǎn)生技術(shù)設(shè)備的運(yùn)行狀況。優(yōu)選的，將所記錄的涉及真實(shí)接口的數(shù)據(jù)日志存放在對應(yīng)的接口日志中。在該接口目志中還存放了通過相應(yīng)的真實(shí)接口相互連接的部件的控制指令。由此在一個唯一的記錄中首先按照時間采集通過真實(shí)接口相互連接的部件的輸入-輸出特性并進(jìn)行存檔。
優(yōu)選的，在更改技術(shù)設(shè)備的至少一個部件的配置和/或運(yùn)行狀態(tài)時將與該經(jīng)過更改的部件連接的真實(shí)接口映射為虛擬接口。因此該虛擬接口對經(jīng)過更改的部件的配置和/或運(yùn)行狀態(tài)的改變進(jìn)行仿真。然后將由此帶來的、交換對象通過對應(yīng)虛擬接口進(jìn)行的經(jīng)過更改的交換用于檢查經(jīng)過更改的部件的一致性。本發(fā)明含義下的一致性包括檢查經(jīng)過更改的技術(shù)設(shè)備的設(shè)備配置和/或可能運(yùn)行狀態(tài)的似然性和一致性。因此該一致性檢查一方面保證技術(shù)上不會因?yàn)椴考母亩霈F(xiàn)不可能或不期望的設(shè)備配置。此外在一致性檢查的范圍內(nèi)還確定一致的技術(shù)設(shè)備的不期望的或安全臨界的過程狀態(tài)。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方式中基于真實(shí)和/或虛擬交換對象的交換產(chǎn)生真實(shí)接口的數(shù)據(jù)日志和/或控制日志。此外優(yōu)選將該數(shù)據(jù)日志和/或控制日志作為文件來產(chǎn)生并存儲在數(shù)據(jù)庫中。
優(yōu)選的，按照時間間隔在真實(shí)接口中重復(fù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)日志和/或控制日志。此外將各真實(shí)接口的數(shù)據(jù)目志和/或控制日志相互比較并對出現(xiàn)的差異進(jìn)行記錄和進(jìn)行進(jìn)一步處理。通過監(jiān)控保證對真實(shí)接口以及兩個部件之間與真實(shí)接口連接的連接導(dǎo)線的改變進(jìn)行監(jiān)控，并且在確定存在差異時進(jìn)行記錄。該記錄在此可以顯示的形式為操作人員產(chǎn)生或者作為技術(shù)設(shè)備內(nèi)的開關(guān)信號產(chǎn)生。
此外按照本發(fā)明，借助所挑選的控制指令來操作技術(shù)設(shè)備的部件，并將由此初始化的交換對象的結(jié)構(gòu)通過真實(shí)接口記錄為數(shù)據(jù)日志和/或控制日志。借助所選擇的控制指令可以通過真實(shí)接口啟動交換對象的特定交換，并將相應(yīng)的結(jié)果記錄在數(shù)據(jù)日志中。通過對部件的特定控制以及對交換對象的交換的記錄可以保證對技術(shù)設(shè)備部件的自動監(jiān)控。尤其是在自動化技術(shù)設(shè)備中，借助本發(fā)明的方法提供對該技術(shù)設(shè)備的持久監(jiān)控。
本發(fā)明方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式在于技術(shù)設(shè)備是借助電站調(diào)度臺控制的供電網(wǎng)絡(luò)。
此外，根據(jù)本發(fā)明還存在一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中用于對技術(shù)設(shè)備進(jìn)行仿真的機(jī)算機(jī)產(chǎn)品存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上并包括用于執(zhí)行以下步驟的指令按照數(shù)據(jù)日志的形式記錄技術(shù)設(shè)備的部件之間通過真實(shí)接口進(jìn)行的交換對象的交換，其中同樣將通過該真實(shí)接口連接的部件的控制指令記錄為控制日志；基于該數(shù)據(jù)日志和控制日志產(chǎn)生虛擬接口作為真實(shí)接口的映像；通過虛擬接口僅對技術(shù)設(shè)備部件的交換對象的交換進(jìn)行仿真。


其它優(yōu)選措施描述在其它從屬權(quán)利要求中；下面借助實(shí)施例和附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明方法的流程圖；圖2是用于執(zhí)行本發(fā)明方法的設(shè)置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在該挑選的例子中，圖1所示的本發(fā)明方法的流程圖是基于為至少一個部件選擇的控制指令的測試調(diào)用而啟動的。記錄在真實(shí)接口上的數(shù)據(jù)日志和按照控制日志形式的、針對與該真實(shí)接口連接的部件的控制指令在仿真環(huán)境中用于產(chǎn)生作為該真實(shí)接口映像的虛擬接口。接著借助所產(chǎn)生的虛擬接口將整個技術(shù)設(shè)備轉(zhuǎn)換為模型。在此可以借助一個虛擬接口仿真每兩個相互連接的部件，或者可以通過一個虛擬接口表示多個相互連接的部件。然后將這樣產(chǎn)生的技術(shù)設(shè)備的映像用于仿真該技術(shù)設(shè)備內(nèi)經(jīng)過改變的配置以及運(yùn)行流程和/或過程流程。在對技術(shù)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行仿真期間，持續(xù)檢查該仿真的一致性并在存在不一致時檢測與此關(guān)聯(lián)的錯誤并進(jìn)行記錄。
圖2中示意示出的用于執(zhí)行本發(fā)明方法的設(shè)置由技術(shù)設(shè)備1的兩個部件2a、2b組成，這些部件借助真實(shí)接口3連接。通過控制指令來操作部件2a、2b，并啟動和配置與此關(guān)聯(lián)的交換對象在部件2a、2b之間的交換。以數(shù)據(jù)日志的形式記錄在真實(shí)接口3上的交換對象的交換存儲在數(shù)據(jù)庫中。同樣基于針對部件2a、2b的控制指令的控制日志也存儲在數(shù)據(jù)庫5a、5b中并對其進(jìn)行管理。在仿真環(huán)境7中基于存儲在數(shù)據(jù)庫5a、5b中的6個記錄產(chǎn)生虛擬接口4，并由此對真實(shí)接口3的控制特性進(jìn)行仿真。
部件2a、2b的控制指令通過外部輸入流產(chǎn)生并調(diào)整技術(shù)設(shè)備1的運(yùn)行。同樣所選擇的控制指令還可用于產(chǎn)生交換對象通過真實(shí)接口3的特定交換。這通過存儲在數(shù)據(jù)庫5a、5b中的部件2a、2b的6個交換特性的記錄來保證。
權(quán)利要求
1.一種用于對技術(shù)設(shè)備(1)進(jìn)行仿真的方法，該技術(shù)設(shè)備由至少兩個通過真實(shí)接口(3)相互連接的部件組成，并且在這些部件之間通過該真實(shí)接口(3)對交換對象進(jìn)行交換，其中，按照數(shù)據(jù)日志的形式記錄在部件(2a，2b)之間在真實(shí)接口(3)上進(jìn)行的交換對象的交換，在該方法中同樣將針對通過該真實(shí)接口(3)連接的部件的控制指令記錄為控制日志，其特征在于，基于該數(shù)據(jù)日志和控制日志產(chǎn)生作為真實(shí)接口(3)的映像的虛擬接口，然后僅在控制指令和交換對象的交換之間的關(guān)系方面才通過連接的真實(shí)接口(3)表示技術(shù)設(shè)備(1)的部件(2a，2b)，并借助該虛擬接口(4)進(jìn)行仿真。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將屬于真實(shí)接口(3)的所述數(shù)據(jù)日志和控制日志綜合為接口日志。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在更改所述技術(shù)設(shè)備的至少一個部件(2a)的配置和/或運(yùn)行狀態(tài)時，將與該更改的部件(2a)連接的真實(shí)接口(3)映射為虛擬接口(4)，并通過該虛擬接口(4)對由該部件(2a)的配置和/或運(yùn)行狀態(tài)的改變而帶來的更改的交換對象的交換進(jìn)行仿真，并對其一致性進(jìn)行檢查。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，基于真實(shí)和/或虛擬交換對象的交換產(chǎn)生所述真實(shí)接口(3)的數(shù)據(jù)日志和/或控制日志。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述數(shù)據(jù)日志和/或控制日志作為文件來產(chǎn)生并存儲在數(shù)據(jù)庫(5a，5b，6)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，按照時間間隔在所述真實(shí)接口(3)中重新產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)日志和/或控制日志。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將各真實(shí)接口(3)的數(shù)據(jù)日志和/或控制日志相互比較并對出現(xiàn)的差異進(jìn)行記錄和進(jìn)行進(jìn)一步處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助所挑選的控制指令來操作所述技術(shù)設(shè)備(1)的部件(2a，2b)，并將由此啟動的交換對象的交換通過所述真實(shí)接口(3)記錄為數(shù)據(jù)日志和/或控制日志。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述技術(shù)設(shè)備(1)是借助電站調(diào)度臺控制的供電網(wǎng)絡(luò)。
10.一種用于對技術(shù)設(shè)備進(jìn)行仿真的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該機(jī)算機(jī)程序產(chǎn)品存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上并包括用于執(zhí)行以下步驟的指令按照數(shù)據(jù)日志的形式記錄技術(shù)設(shè)備(1)的部件之間通過真實(shí)接口(3)進(jìn)行的交換對象的交換，其中，同樣將通過該真實(shí)接口(3)連接的部件(2a，2b)的控制指令記錄為控制日志；基于該數(shù)據(jù)日志和控制日志產(chǎn)生虛擬接口(4)作為真實(shí)接口(3)的映像；通過虛擬接口(4)僅對技術(shù)設(shè)備的部件(2a，2b)的交換對象的交換進(jìn)行仿真。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項(xiàng)所述的方法步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對技術(shù)設(shè)備進(jìn)行仿真的方法，該技術(shù)設(shè)備由至少兩個通過真實(shí)接口相互連接的部件組成。在這些部件之間通過真實(shí)接口進(jìn)行交換對象的交換。按照數(shù)據(jù)日志的形式記錄交換對象的交換；同樣將針對通過真實(shí)接口連接的部件的控制指令記錄為控制日志。借助數(shù)據(jù)日志和控制日志產(chǎn)生真實(shí)接口的虛擬映像，其中部件的交換特性僅隱含地進(jìn)入該虛擬映射中。然后僅借助該虛擬接口對部件的交換特性進(jìn)行仿真。
文檔編號G05B17/02GK1981250SQ200580022952
公開日2007年6月13日 申請日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者于爾根·鮑爾雷斯 申請人:西門子公司