仿真系統(tǒng)、用于執(zhí)行仿真的方法、控制系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種特別是用于控制系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)控制在技術(shù)設(shè)備中運行的過程（P），其中控制系統(tǒng)包括至少一個作為容器構(gòu)造的第一運行環(huán)境（10），其構(gòu)造為模擬作為設(shè)備的基礎(chǔ)的自動化過程并且具有至控制系統(tǒng)的相應(yīng)的接口（11，12，13）。按照本發(fā)明，仿真系統(tǒng)（300a）除了包括第一運行環(huán)境（10）之外還包括作為容器構(gòu)造的、用于控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備的硬件的仿真的第二運行環(huán)境（20），和作為容器構(gòu)造的、用于作為技術(shù)設(shè)備的基礎(chǔ)的過程的仿真的第三運行環(huán)境（30）。在仿真系統(tǒng)的另一個實施變形（300b）中，所有運行環(huán)境也可以綜合為一個運行環(huán)境（35）。在兩個變形中，所述第一運行環(huán)境（10）的接口（11，12，13）和第二運行環(huán)境（20）的接口（21，22，23）與第三運行環(huán)境（30）的接口（31，32，33）幾乎相同。本發(fā)明還涉及一種用于借助按照本發(fā)明的仿真系統(tǒng)來執(zhí)行仿真的方法。還給出一種相應(yīng)的控制系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。
【專利說明】仿真系統(tǒng)、用于執(zhí)行仿真的方法、控制系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)
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【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特別是用于控制系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)控制在技術(shù)設(shè)備中運行的過程，其中控制系統(tǒng)包括至少一個作為容器構(gòu)造的第一運行環(huán)境，其構(gòu)造為模擬作為設(shè)備的基礎(chǔ)的自動化過程并且具有至控制系統(tǒng)的相應(yīng)的接口。本發(fā)明還涉及一種用于借助按照本發(fā)明的仿真系統(tǒng)來執(zhí)行仿真的方法。還給出一種相應(yīng)的控制系統(tǒng)和計算機程序
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【背景技術(shù)】
[0002]在大型技術(shù)設(shè)備例如發(fā)電場中越來越多地采用訓(xùn)練仿真器，用于培訓(xùn)對于發(fā)電場運行的維護人員并且用于訓(xùn)練在發(fā)電場的實際運行中可能出現(xiàn)的例外情況和關(guān)鍵運行狀態(tài)。但是仿真器也可以應(yīng)用于在技術(shù)設(shè)備的工程的范圍中的測試目的，以便為工程師給出如下可能性:找到在技術(shù)設(shè)備內(nèi)部的功能的連接的最佳解決方案或在設(shè)備的實現(xiàn)之前識別故障并且由此縮短啟動過程。
[0003]仿真器通常是計算機設(shè)備，在該計算機設(shè)備中可以在接近現(xiàn)實的條件下訓(xùn)練或者闡明技術(shù)設(shè)備的運行。
[0004]在發(fā)電場領(lǐng)域中例如在仿真器中原理上作為軟件來模擬發(fā)電場。為了在計算機上盡可能現(xiàn)實地模擬發(fā)電場設(shè)備的運行，需要將在實際的發(fā)電場中運行的并且涉及了發(fā)電場組件的運行特性和共同作用的處理技術(shù)過程，以及包括了為操作和控制而采用的、具有其自動化和操作和觀察組件的過程控制系統(tǒng)的自動化技術(shù)過程，都借助復(fù)雜的軟件來仿真。仿真器相應(yīng)地與現(xiàn)實的發(fā)電場相同地表現(xiàn)。如果發(fā)電場利用特定的控制系統(tǒng)，例如西門子控制系統(tǒng)SPPA-T3000來運行，則在仿真顯示器上的所有細節(jié)與來自于現(xiàn)實設(shè)備的控制室的那些細節(jié)相應(yīng)。
[0005]通常地，為了仿真發(fā)電場設(shè)備采用仿真計算機，其是獨立于控制系統(tǒng)的，即，是本身單獨的計算機系統(tǒng)。為此所需的開銷大多要求所采用的仿真計算機的巨大計算容量。用于仿真計算機的硬件必須在每個采用位置處構(gòu)建、安裝和維護。
[0006]目前存在兩種不同的仿真方案(參見圖1A的描述):其中使用原始的控制系統(tǒng)的操作和觀察系統(tǒng)的仿真器，和將控制系統(tǒng)的操作和觀察系統(tǒng)，即整個用戶界面一起仿真的仿真器，但是這是非常麻煩的并且結(jié)果一般來說也不令人滿意。該解決方案大多僅還在較舊的控制系統(tǒng)中應(yīng)用，例如當(dāng)操作和觀察系統(tǒng)不具有仿真能力時，因為例如不存在仿真器時間支持。
[0007]通常存在如下仿真器，其具有用于硬件(其是控制系統(tǒng)的自動化服務(wù)器和連接到控制系統(tǒng)的硬件諸如I/o組件、電機、閥等)和用于作為技術(shù)設(shè)備的基礎(chǔ)的物理過程的分離的計算機。(參見圖1A的描述)
[0008]在兩種情況中，軟件就像仿真器的硬件一樣與控制系統(tǒng)退耦。通常，使用涉及控制系統(tǒng)的自動化的原始的軟件工程數(shù)據(jù)的部分，即，仿真軟件的輸入端獲得來自于控制系統(tǒng)的值，但是其被寫入與控制系統(tǒng)分離的軟件中。此外該仿真器的配置是非常復(fù)雜的(部分地在過程仿真器情況下用戶根本不能訪問)并且利用與控制系統(tǒng)的配置工具完全不同種類的配置工具進行。不進行在仿真器和控制系統(tǒng)之間的一致性檢查。此外仿真器的配置一般地不考慮用于所連接的硬件(傳感器、執(zhí)行器)的纜線連接或?qū)Ь€連接的工程數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]由此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提出一種仿真系統(tǒng)，通過所述仿真系統(tǒng)，仿真成為控制系統(tǒng)的集成的組成部分。此外本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提出一種具有集成的仿真系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是，提出一種用于仿真的改進的方法。此外要提出一種相應(yīng)的計算機程序產(chǎn)品。
[0010]上述技術(shù)問題通過獨立權(quán)利要求的特征解決。有利的構(gòu)造分別在從屬權(quán)利要求中反映。
[0011]按照本發(fā)明的仿真系統(tǒng)在該變形中包括用于自動化、用于控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備的硬件的仿真和用于在技術(shù)設(shè)備中運行的過程的仿真的運行環(huán)境。所有運行環(huán)境具有相同的接口，并且通過所述接口連接到總線系統(tǒng)。這些運行環(huán)境也可以融合為一個運行環(huán)境。此外每個運行環(huán)境本身表示軟件組件。在運行環(huán)境和軟件組件內(nèi)部存在嵌入的軟件組件，作為功能、組件、設(shè)備和計算機模型或過程的其他計算單元的代表。
[0012]通過按照本發(fā)明的仿真系統(tǒng)，自動化功能本身、控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備的硬件的仿真和作為技術(shù)設(shè)備的基礎(chǔ)的過程的仿真被嵌入到控制系統(tǒng)的軟件中。在具有可通用地采用的對于軟件組件的運行環(huán)境的控制系統(tǒng)中，該運行環(huán)境現(xiàn)在既可以在正常的控制系統(tǒng)中實時地對于例如發(fā)電場的自動化被使用，也可以在其他實例中被使用，以便對自動化、硬件和過程進行仿真。整個自動化的和控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備的硬件的仿真以及過程仿真在此有利地在一個實例中運行。為此僅需要在組件數(shù)據(jù)庫中擴展對于控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備的硬件的仿真組件和必要時對于過程的過程仿真組件。
[0013]控制系統(tǒng)和仿真器以這種方式按照軟件地和由此也在計算機技術(shù)上融合為一個單元，這帶來大量的優(yōu)點:
[0014]-仿真系統(tǒng)的配置利用與控制系統(tǒng)的配置相同的工程工具或規(guī)劃工具進行。
[0015]-仿真系統(tǒng)的規(guī)劃利用在組件技術(shù)上與控制系統(tǒng)內(nèi)部的實際的設(shè)備的規(guī)劃一樣的圖形工具進行。
[0016]-由于對于配置和規(guī)劃使用相同工具，首次可以實現(xiàn)自動化和仿真之間的一致性檢查。由此可以以更大的可靠性保證控制系統(tǒng)的所有功能。
[0017]通過本發(fā)明提供一種用于訓(xùn)練和測試目的的簡化的仿真系統(tǒng)。由此得到在技術(shù)設(shè)備的運行中更短的故障時間、在啟動過程時的縮短和改進以及改進的仿真質(zhì)量，因為在整個仿真器解決方案內(nèi)部存在一致性并且全部在一個平臺上運行。
[0018]以下解釋一些本申請所使用的概念，以確保相同的理解:
[0019]作為軟件組件，一般地指程序，其由直接在操作系統(tǒng)上可運行的軟件代碼組成，并且向外是封閉的，從而至其他軟件組件的通信僅通過精確定義的、至其他軟件組件的接口進行。嵌入的(英語“embedded”)軟件組件是嵌入到另一個軟件組件中的軟件組件。其雖然同樣向外是封閉的并且僅通過精確定義的至其他軟件組件的接口通信，但是其不是直接在操作系統(tǒng)上運行，而是在包圍其的軟件組件的環(huán)境中運行。
[0020]作為容器，在計算機科學(xué)中指程序，其由能夠直接運行的軟件代碼組成并且具有至少一個至嵌入的(embedded)軟件組件的接口和至少一個至操作系統(tǒng)的接口并且直接在操作系統(tǒng)上能夠運行。以下將本身作為軟件組件構(gòu)造的并且形成對于一個或多個嵌入的軟件組件的可通用地采用的運行環(huán)境的容器，稱為“運行容器”。運行容器相應(yīng)地一方面本身表示了在任意的嵌入的軟件組件和操作系統(tǒng)之間的耦合元件并且可以實現(xiàn)嵌入的軟件組件在計算機上的運行。另一方面其在其特征上作為軟件組件也調(diào)解和管理在嵌入的軟件組件和借助外部的接口在容器外部的其他軟件組件之間的通信。
[0021]實例在此理解為系統(tǒng)中軟件組件的類型的具體使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]以下借助在附圖中示出的實施例詳細解釋本發(fā)明。附圖中:
[0023]圖1A示出了具有其硬件組件的技術(shù)設(shè)備的控制系統(tǒng)的可能實現(xiàn)的框圖，SdT
[0024]圖1B示出了示例性控制系統(tǒng)的控制軟件的示意圖，SdT
[0025]圖2示出了按照本發(fā)明的仿真系統(tǒng)的第一實施變形的示意圖，和
[0026]圖3示出了按照本發(fā)明的仿真系統(tǒng)的第二實施變形的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1A以簡化形式示出了技術(shù)設(shè)備的控制系統(tǒng)的可能實現(xiàn)的框圖。在該圖示中僅示出硬件。要借助控制系統(tǒng)控制的、作為基礎(chǔ)的物理過程通過框P表示。在此例如是發(fā)電場中用于獲得能量的過程、垃圾焚燒或化學(xué)過程。原則上作為技術(shù)設(shè)備的基礎(chǔ)的過程也可以是物理、化學(xué)、生物或其他技術(shù)過程。借助傳感器接收的信號傳輸?shù)捷斎牒洼敵鼋M件EA1、EA2至ΕΑΝ。在此可以是純的輸入輸出組件或智能的現(xiàn)場設(shè)備。同時通過組件ΕΑ1、ΕΑ2至EAN在處理中也將控制信號傳輸?shù)浆F(xiàn)場設(shè)備。雙向的信號流通過箭頭表示。組件ΕΑ1、ΕΑ2至EAN在背向過程的一側(cè)上與外部的或內(nèi)部的總線系統(tǒng)BS相連，其收集信號并且例如傳輸?shù)街辽僖粋€自動化服務(wù)器AUTS。組件EAl至EAN可以是智能的現(xiàn)場設(shè)備，其中傳感器和/或執(zhí)行器與處理邏輯一起集成在直接通過總線系統(tǒng)BS與自動化服務(wù)器AUTS相連的設(shè)備中。自動化服務(wù)器AUTS又可以(如在該例子中解釋的)通過通信總線KB與至少一個應(yīng)用服務(wù)器APPS相連。出于可用性原因，在服務(wù)器和總線之間的每個連接大多冗余地構(gòu)造，這通過雙線連接線表示。此外在通信總線KB上還連接任意的用戶界面。在此是任意的圖形用戶接口(英語:“graphical user interface”)GUI。在此可以是例如瘦客戶機(thin client)。GUI在此理解為任何的操作和觀察系統(tǒng)、工程客戶機或其他顯示系統(tǒng)。
[0028]如在引言中已經(jīng)解釋的，按照現(xiàn)有技術(shù)SdT的仿真系統(tǒng)大多這樣構(gòu)造，即要么提供性能非常強的計算機，其仿真控制系統(tǒng)的整個用戶界面GUI (如在圖中通過框SIMl表示的)，要么通過控制系統(tǒng)的用戶界面GUI不是訪問自動化服務(wù)器AUTS而是訪問分開的仿真計算機SIM2。后一種解決方案也可以通過兩個計算機來實現(xiàn)，例如通過計算機SIMHW，其仿真作為基礎(chǔ)的自動化過程的硬件，和通過計算機SIMP，其仿真作為基礎(chǔ)的過程。
[0029]在圖1B中示出了如在圖1A中結(jié)合硬件描述的，對于示例性的控制系統(tǒng)的軟件架構(gòu)的可能實施變形?？刂萍夹g(shù)的軟件在該實施例中被降低到了少數(shù)幾個組件，以確保更好的概覽:作為基本功能，在此提到展示軟件51，其可以實現(xiàn)不同操作圖像的顯示。在此例如可以是在瘦客戶機上運行的Web瀏覽器。運行環(huán)境用50表示。此外存在大量軟件模塊，諸如61、62和63，其例如負(fù)責(zé)設(shè)備的工程、數(shù)據(jù)的存檔、消息管理，或資源管理。所有這些軟件模塊相應(yīng)地滿足不同的功能。它們可以在本身的運行環(huán)境中運行，其在此利用60表示。所有的軟件模塊互相連接，即，在所有模塊之間可以交換數(shù)據(jù)。
[0030]控制系統(tǒng)的自動化功能在該實施例中通過本身的軟件表示。在此是運行容器10，即，本身作為軟件組件I構(gòu)造的并且形成對于一個或多個嵌入的軟件組件101、102、111和112的可通用地采用的運行環(huán)境的容器。運行容器10管理并且執(zhí)行所有存在的自動化功能包括處理功能。典型地，運行容器10具有多個接口。接口在以下始終是指數(shù)據(jù)接口。在此例如是用于工程的接口 13或是接口 11和12，其與其余的控制技術(shù)相連，也與運行環(huán)境的其他實例等相連。此外可以存在對于診斷、對于確定的消息或操作的接口。在圖1B中示出在運行容器10內(nèi)部嵌入的軟件組件101和102。它們又具有內(nèi)部的、標(biāo)準(zhǔn)化的接口，其作為點示出。嵌入的軟件組件101和102包含主功能，諸如全部的自動化任務(wù)、控制、調(diào)節(jié)、計算、處理功能、報警管理和執(zhí)行管理。
[0031]此外示出在運行容器10內(nèi)部所謂的代表模塊111和112。代表模塊基本上代表了存在的硬件組件，諸如輸入或輸出組件。其軟件在此通過81和82表示。代表模塊111和112負(fù)責(zé)向現(xiàn)場設(shè)備或從現(xiàn)場設(shè)備連接輸入原始數(shù)據(jù)并且進行監(jiān)視并且相應(yīng)地負(fù)責(zé)與現(xiàn)場設(shè)備的通信。對于該連接使用總線接口 18。運行容器10的該接口至自動化總線(至總線系統(tǒng)BS的總線接口)，通過其，輸入和輸出組件和智能現(xiàn)場設(shè)備與自動化服務(wù)器相連。通過該接口，代表模塊111和112在運行容器10內(nèi)部與位于自動化服務(wù)器外部(和由此位于運行容器10外部)的輸入和輸出組件(和智能現(xiàn)場設(shè)備)通信。自動化總線根據(jù)實施的不同例如可以是Profibus、Modbus、其他的串行總線或是基于以太網(wǎng)的總線(諸如Profinet或純的TCP/IP或基于UDP的通信)。
[0032]在控制系統(tǒng)的進行的運行中發(fā)生軟件組件I的運行并且由此也發(fā)生軟件組件101、102和代表模塊111和112的運行，它們是在I內(nèi)部嵌入的并且通過其內(nèi)部的接口這樣連接，使得整個自動化過程實現(xiàn)。
[0033]在圖2和圖3中示出了按照本發(fā)明的仿真系統(tǒng)的實施變形。在此分別是軟件架構(gòu)，其可以直接與在圖1B中示出的架構(gòu)聯(lián)合并且連接到其上。這樣按照本發(fā)明的仿真系統(tǒng)在于圖2中示出的實施例300a中由三個運行環(huán)境組成。在于圖3中示出的實施例300b中所有運行環(huán)境綜合為一個運行環(huán)境并且仿真系統(tǒng)300b在此僅包括該一個運行環(huán)境。
[0034]這樣在圖2中按照本發(fā)明的仿真系統(tǒng)300a在該第一實施例中除了包括在圖1B中描述的對于自動化功能的運行環(huán)境10之外還包括另一個運行環(huán)境20，其按照軟件模擬具有所有其接線的、控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備的硬件并且在此作為運行環(huán)境30構(gòu)造過程仿真器。在該運行環(huán)境20中嵌入了所謂的代表模塊211和212，其代表了例如直接連接到圖1A的總線系統(tǒng)上的控制系統(tǒng)外圍設(shè)備。這例如可以是組件、其他總線連接模塊、智能現(xiàn)場設(shè)備如執(zhí)行器(伺服驅(qū)動裝置、電機控制設(shè)備)和傳感器或至外來系統(tǒng)的通信組件。軟件組件201例如利用在開和閉的方向上的命令和相應(yīng)的反饋消息來仿真伺服驅(qū)動裝置的特性或?qū)τ谔幚砑夹g(shù)組件的電機的開關(guān)設(shè)備的插入部分的特性。軟件組件201、211、212為此分別具有內(nèi)部接口(英語“internal interfaces”),通過其例如可以交換物理參量或其他數(shù)據(jù)和參數(shù)。在各個組件和接口之間的連接線代表了在實際的設(shè)備中例如通過在控制系統(tǒng)中存在的纜線/電線或通過在現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸進行的該信號交換。(根據(jù)電線連接或纜線連接變形的不同也可以將接線柱位置例如作為現(xiàn)場總線中的分配器或中繼器來考慮。這些組件在圖形中為簡化起見沒有示出)。代表模塊211和212與代表模塊111和112相反地構(gòu)造。相反地在此是指，各自的接口的輸入和輸出端交換。如111和112類型的代表模塊通常負(fù)責(zé)輸入原始數(shù)據(jù)到控制技術(shù)接口的連接或從控制技術(shù)接口的連接，而如211和212類型的代表模塊則已經(jīng)仿真組件并且由此負(fù)責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)到對于更高設(shè)置的軟件模塊的輸入原始數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。
[0035]整個運行環(huán)境20現(xiàn)在按照上面描述的容器定義作為運行容器構(gòu)造或作為軟件組件2。在兩種情況下存在特定數(shù)量的外部的接口(英語“external interfaces”)如21、22和23，其可以實現(xiàn)與控制系統(tǒng)的其余程序部分的通信。接口 23可以如負(fù)責(zé)自動化的第一運行環(huán)境10的接口 13那樣負(fù)責(zé)利用工程數(shù)據(jù)填充容器并且與組件總線90相連。在軟件組件I和2或者說運行環(huán)境10和20之間的通信可以通過接口 18和28進行。接口 28根據(jù)總線類型的不同要么與接口 18相同(一般地對于基于以太網(wǎng)的總線系統(tǒng))，要么根據(jù)總線系統(tǒng)的不同提供對于接口 18的互補的接口(一般地對于具有主機-從機功能的串行總線系統(tǒng))。附加地可以存在另一個接口 24，其允許到過程的連接。通過該接口 24可以傳輸過程數(shù)據(jù)，所述過程數(shù)據(jù)由過程仿真器、即僅負(fù)責(zé)技術(shù)過程的仿真計算機傳輸。過程仿真器在此由按照軟件來模擬作為技術(shù)設(shè)備的基礎(chǔ)的過程的運行環(huán)境30組成。作為技術(shù)設(shè)備的基礎(chǔ)的過程可以是物理、化學(xué)、生物或其他技術(shù)過程。在圖2中過程仿真器例如作為本身的運行環(huán)境30和/或作為本身的軟件組件3構(gòu)造。過程仿真器的軟件架構(gòu)由此與運行環(huán)境10和20的和軟件組件I和2的架構(gòu)一致并且使得容易集成到控制系統(tǒng)中。類似地，過程仿真器在該情況中包含多個嵌入的軟件組件諸如71、72和73，其例如代表了技術(shù)設(shè)備的物理模型。軟件組件71、72和73也可以包含其他計算模塊。在發(fā)電場中作為基礎(chǔ)的過程例如是在產(chǎn)生煙氣的情況下在輸送空氣的條件下通過燃燒煤粉獲得能量。此外產(chǎn)生蒸汽并且達到不同的溫度，以驅(qū)動對于產(chǎn)生電流而采用的渦輪。每個這些過程步驟的仿真例如可以安排在軟件組件中。材料流和過程信號然后通過接口被傳輸。在各個組件71、72和73和接口31和32之間的虛線示出的連接線代表了過程信號的交換并且與實線相反不表示導(dǎo)線連接器。
[0036]按照本發(fā)明自動化功能的，即運行環(huán)境10的接口 11、12、13和運行環(huán)境20的接口
21、22、23與運行環(huán)境30的接口 33、32、33幾乎相同。這意味著，容器10、20和30的通信通過相同的接口進行，所述接口引導(dǎo)到控制系統(tǒng)。接口 11、12、13、21、22和23在其功能上和物理上與接口 31、32、33相同地實施?？赡苡形⑿〉母淖円云ヅ涮囟ǖ倪吔鐥l件。原則上運行環(huán)境的連接的多個變形是可能的。運行環(huán)境10例如可以如在圖2中示出的那樣通過特別的接口如總線接口 18與接口 28的連接線或通過接口的轉(zhuǎn)換通過在接口 11和12與接口 21和22之間的連接線而被連接到運行環(huán)境20上。負(fù)責(zé)過程仿真器的運行環(huán)境30同樣可以直接通過不同的接口而被連接到負(fù)責(zé)硬件外圍設(shè)備的仿真的運行環(huán)境20上。一方面過程仿真器30可以通過額外的為此設(shè)置的接口 33與硬件仿真器的同樣額外地為此設(shè)置的接口 24相連。另一方面過程仿真器30可以通過硬件仿真器的接口 21和22到過程仿真器的接口 31和32的轉(zhuǎn)換而被連接。[0037]在按照本發(fā)明的仿真系統(tǒng)的第二實施變形300b中，如在圖3中所示，運行環(huán)境10、20和30綜合為一個運行環(huán)境35。自動化、硬件和過程仿真在一個實例中運行。嵌入的軟件組件和各個軟件組件1、2和3的代表模塊現(xiàn)在在一個運行環(huán)境35中實施。此外新形成的運行環(huán)境35本身可以表示軟件組件35'。在嵌入的組件和由前面的10、20和30構(gòu)成的模塊之間的之前的包圍容器的連接或接線現(xiàn)在變?yōu)槿萜鲀?nèi)部的連接或接線。之前的外部的接口現(xiàn)在變?yōu)閮?nèi)部的(在容器中包含的)接口或者可以完全省去。虛線示出的例如在各個組件71、72和73之間的連接線在此代表了過程信號的交換并且與實線相反不表示導(dǎo)線連接器。在該實施變形中仿真系統(tǒng)300b現(xiàn)在僅由一個運行環(huán)境組成。對于與控制系統(tǒng)的通信現(xiàn)在至少有接口 11和12可用。附加地在此還可以存在另一個接口 13，其允許用來自于總線系統(tǒng)90的工程數(shù)據(jù)來填充容器。
[0038]控制系統(tǒng)或其部分的仿真現(xiàn)在按照以下進行:
[0039]-借助控制系統(tǒng)的規(guī)劃工具產(chǎn)生第一運行環(huán)境10。
[0040]-同樣借助事先對于第一運行環(huán)境使用的、控制系統(tǒng)的規(guī)劃工具產(chǎn)生具有全部嵌入的軟件組件諸如201、代表模塊211、212和接線的第二和第三運行環(huán)境20和30。甚至可以自動地產(chǎn)生類型211、212的模塊。
[0041]-構(gòu)造為模擬作為設(shè)備的基礎(chǔ)的、具有其接線自動化過程的運行環(huán)境10或其部分發(fā)生運行并且由此控制所述設(shè)備。
[0042]-不取決于在現(xiàn)實的設(shè)備中的情況，與運行環(huán)境10并行地，運行環(huán)境20和30要么互相分離地要么一起運行，其中進行技術(shù)設(shè)備或技術(shù)設(shè)備的部分的仿真。
【權(quán)利要求】
1.一種特別是用于控制系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)(300a)，所述控制系統(tǒng)控制在技術(shù)設(shè)備中運行的物理過程(P)， 其中所述控制系統(tǒng)包括至少一個作為容器構(gòu)造的第一運行環(huán)境(10)，其構(gòu)造為模擬作為設(shè)備的基礎(chǔ)的自動化過程并且具有至控制系統(tǒng)的相應(yīng)的接口( 11，12，13)， 其特征在于， 所述仿真系統(tǒng)(300a，300b)除了包括第一運行環(huán)境(10)之外還包括作為容器構(gòu)造的第二運行環(huán)境(20)，其構(gòu)造為，模擬具有其接線的控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備的硬件并且具有至控制系統(tǒng)的接口(21，22，23)，和 包括作為容器構(gòu)造的第三運行環(huán)境(30)，其構(gòu)造為，仿真作為所述設(shè)備的基礎(chǔ)的物理過程(P)， 其中所述第一運行環(huán)境(10 )的接口( 11，12，13 )與所述第二運行環(huán)境(20 )的接口( 21，22，23)幾乎相同并且與所述第三運行環(huán)境(30)的接口(31，32，33)幾乎相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng)(300b)，其特征在于，所述第一運行環(huán)境(10)、所述第二運行環(huán)境(20)和所述第三運行環(huán)境(30)綜合為一個運行環(huán)境(35)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng)(300a)，其特征在于，所述運行環(huán)境(10，20，30)本身表示軟件組件(1，2，3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2 所述的仿真系統(tǒng)(300b)，其特征在于，所述運行環(huán)境(35)本身表示軟件組件(35')。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的仿真系統(tǒng)(300a)，其特征在于，在所述第一運行環(huán)境(10)或軟件組件(I)和所述第二運行環(huán)境(20)或軟件組件(2)之間的通信通過總線接口(18，28)進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的仿真系統(tǒng)(300a，300b)，其特征在于，所述運行環(huán)境(10，20)或軟件組件(1,2)包括嵌入的軟件組件(101,102,201)和代表模塊(111,112,211，212)，其相應(yīng)于功能而互相連接，并且在調(diào)用該功能時軟件組件和代表模塊發(fā)生運行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿真系統(tǒng)(300a，300b)，其特征在于，所述第二運行環(huán)境(20)包括嵌入的軟件組件(201)和代表模塊(211，212)，這些嵌入的軟件組件和代表模塊用于在控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備中的組件和設(shè)備及其接線或連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的仿真系統(tǒng)(300a，300b)，其特征在于，所述第二運行環(huán)境(20)的代表模塊(211，212)的接口這樣構(gòu)造，即，其模擬所述控制系統(tǒng)的導(dǎo)線連接器的輸入端和輸出端的接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的仿真系統(tǒng)(300a，300b)，其特征在于，所述第二運行環(huán)境(20)的代表模塊(211，212)與所述第一運行環(huán)境(10)的代表模塊相反地構(gòu)造，其中所述接口的輸入端和輸出端交換。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的仿真系統(tǒng)(300a，300b)，其特征在于，能夠既將真實的過程參量又將預(yù)先給出的或仿真的參量傳輸?shù)剿龅诙\行環(huán)境(20)的代表模塊(211，212)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的仿真系統(tǒng)(300a，300b)，其特征在于，所述第三運行環(huán)境(30 )包含嵌入的軟件組件(71，72，73 )，通過其實現(xiàn)技術(shù)設(shè)備的物理模型。
12.—種用于借助按照權(quán)利要求1至11中任一項所述的仿真系統(tǒng)執(zhí)行仿真的方法，其特征在于， -借助控制系統(tǒng)的規(guī)劃工具產(chǎn)生第一運行環(huán)境(10)， -同樣借助之前對于第一運行環(huán)境使用的、控制系統(tǒng)的規(guī)劃工具產(chǎn)生具有其嵌入的軟件組件(201)、代表模塊(211，212 )和接線的第二運行環(huán)境(20 )， -借助控制系統(tǒng)的規(guī)劃工具產(chǎn)生和配置第三運行環(huán)境(30)， -構(gòu)造為用于模擬作為設(shè)備的基礎(chǔ)的、具有其接線的自動化過程的運行環(huán)境(10)被轉(zhuǎn)換到仿真模式而不改變存在的規(guī)劃， -并且然后在所述運行環(huán)境(10，20，30)中執(zhí)行技術(shù)設(shè)備或技術(shù)設(shè)備的部分的仿真。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，從設(shè)備的硬件規(guī)劃中自動地產(chǎn)生所述第二運行環(huán)境(20)的硬件的規(guī)劃。
14.一種控制在技術(shù)設(shè)備中運行的物理過程(P)的控制系統(tǒng)，其特征在于， 包括按照權(quán)利要求1至11中任一項所述的仿真系統(tǒng)(300a，300b)并且按照權(quán)利要求12或14所述的方法進行仿真。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制系統(tǒng)，其特征在于， 利用與控制系統(tǒng)的其他部分相同的規(guī)劃工具來配置所述仿真系統(tǒng)(300a，300b )。
16.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的控制系統(tǒng)，其特征在于， 圖形地在組件技術(shù)中規(guī)劃所述仿真系統(tǒng)(300a，300b)。
17.一種計算機程序產(chǎn)品，其被加載到計算機的存儲器中并且包括軟件代碼段，用以當(dāng)所述產(chǎn)品在計算機上運行時實施按照權(quán)利要求11或12所述的方法。
【文檔編號】G05B17/02GK103608735SQ201280028176
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月9日
【發(fā)明者】A.拉思格布, R.斯派赫, M.昂凱爾巴赫 申請人:西門子公司