專利名稱：控制節(jié)點網(wǎng)絡規(guī)劃裝置及具此規(guī)劃裝置的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制節(jié)點的網(wǎng)絡的規(guī)劃裝置，以及一種具有此規(guī)劃裝置的系統(tǒng)。
背景技術：
工業(yè)自動操作的現(xiàn)代化概念的基礎是分散控制的想法，其中，待執(zhí)行的控制任務 會利用于地理上及功能上皆為最佳的方式而分布于該分散控制系統(tǒng)的多個控制節(jié)點，在 此，該控制節(jié)點可以經(jīng)由工業(yè)地方網(wǎng)絡而與彼此通信，以及與上級系統(tǒng)進行通信。另外，在 該分散控制系統(tǒng)之中，由于該個別的控制節(jié)點會自動地接管相關于其本身區(qū)域的控制任 務，并且僅有在為了協(xié)調(diào)目的時才需要與另外的控制節(jié)點或該上級系統(tǒng)(分別)進行通信， 因此，進行通信程序所需的努力就可以被減少。在此，該分散控制系統(tǒng)作為基礎的基本想法 是將該自動任務分為獨立的多個模塊，且該模塊的功能及邏輯完整、并會接著被以靠近該 程序的方式安排，以降低寫入以及安裝所需的努力。此外，通過細分成為模塊，由于復雜度 被降低，因此，功能的實現(xiàn)就變得更為容易。 開放式系統(tǒng)是自動化技術中的另一個趨勢，其讓使用者能夠結合各種制造商的自 動化組件，而這可提供給使用者的可能性則為，可將最佳的技術解決方案分別使用于個別 的次任務，以及可選擇具有最適合價格的制造商。另外，對于在開放系統(tǒng)中的該自動化組 件的一個必要需求是，它們必須提供連接性，亦即，原則上，該個別的自動化組件必須要能 夠彼此交換數(shù)據(jù)。再者，開放式系統(tǒng)亦需要該自動組件為可互用(interoperable)，亦即， 該個別自動組件必須要包括已定義的特性數(shù)據(jù)(profiles)，以確保執(zhí)行該自動任務時的合 作。最后，在開放式系統(tǒng)中，也需要來自各種制造商的自動化組件間的可交換性，亦即，該制 造商的裝置必須要提供相同的功能范圍。 盡管在自動技術中使用分散開放式控制系統(tǒng)是趨勢，并且也可因此而獲得成本效 益，但在自動化技術中的"投資回報(return-of-investment)"的問題仍由于不斷縮短的產(chǎn) 品周期而越來越常被提出來。雖然現(xiàn)今的產(chǎn)品已經(jīng)是以能讓它們簡單地自動生產(chǎn)的方式而 進行制造，但用于制造該些產(chǎn)品的該自動化系統(tǒng)通常是為了產(chǎn)品而特別設計，因此，要使它 們適應在產(chǎn)品以及程序上的改變，僅有通過高度的努力才有可能達成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一控制節(jié)點網(wǎng)絡規(guī)劃裝置，以及一具此規(guī)劃裝置的系統(tǒng)，
以讓一彈性系統(tǒng)管理成為可能，特別是有關于生產(chǎn)與制造程序上發(fā)生改變的情形。 根據(jù)本發(fā)明，此目的可通過根據(jù)權利要求l的一規(guī)劃裝置以及根據(jù)權利要求ll的
一系統(tǒng)而獲得解決，至于本發(fā)明更進一步具有優(yōu)勢的實施例，則是表示于從屬權利要求之中。 在一種包括一控制節(jié)點網(wǎng)絡的分散控制系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明所提供的一規(guī)劃裝置 可決定在該網(wǎng)絡中的該控制節(jié)點間的通信關系，為此，該規(guī)劃裝置會包括一記錄模塊，以用 于決定連接至該網(wǎng)絡的該控制節(jié)點，再者，亦會提供連接至該記錄模塊的一系統(tǒng)對象模塊，其中，該系統(tǒng)對象模塊會包含代表該網(wǎng)絡的該控制節(jié)點配置的一系統(tǒng)對象模型，并且，該系 統(tǒng)對象模型會決定所決定的控制節(jié)點之間的通信關系，此外，在該規(guī)劃裝置之中，亦有一配 置模塊會連接至該系統(tǒng)對象模塊，其中，該配置模塊會將該網(wǎng)絡中的該控制節(jié)點之間、由該 系統(tǒng)對象模塊所決定的該通信關系傳輸至該控制節(jié)點。 本發(fā)明的配置讓一分散控制系統(tǒng)能夠實施為對該控制節(jié)點具有高度兼容性的一 開放式系統(tǒng)形式，其中，由于該規(guī)劃裝置可以決定該個別控制節(jié)點之間的通信關系，并因此 可以適應所需的生產(chǎn)與制造程序，因此，通過本發(fā)明的該規(guī)劃裝置，在該生產(chǎn)與制造程序中 的改變，特別是生產(chǎn)的擴大以及改變產(chǎn)品，就能夠以一簡單的方式、且在不需要高度努力的 情形下，于該分散控制系統(tǒng)中執(zhí)行。 根據(jù)一較佳實施例，在該規(guī)劃裝置中的該系統(tǒng)對象模塊的配置方式會是，在該控
制節(jié)點中的該客戶端之間的該通信關系亦會以該系統(tǒng)對象模塊作為基礎而進行決定，并
且，會接著通過該配置模塊而被傳送至該控制節(jié)點，此外，由于在該控制節(jié)點中的程序流程
可以在不需要于該控制節(jié)點本身上實行規(guī)劃工作的情形下進行對于所需生產(chǎn)與制造程序
的適應，因此，利用此配置就可以達成該分散控制系統(tǒng)的更進一步彈性增加。 根據(jù)一另一較佳實施例，在該網(wǎng)絡中的該控制節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸可實施為可于該
網(wǎng)絡上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)封包形式，其中，該控制節(jié)點被配置為可將一控制節(jié)點程序影像、或不屬
于該程序影像的另外數(shù)據(jù)轉換成為數(shù)據(jù)電報，因此，在該控制節(jié)點間的此數(shù)據(jù)流通配置即
使得在該控制節(jié)點間的該通信關系能夠以一簡單且具彈性的方式進行配置，進而達成對于
該生產(chǎn)與制造程序的理想適應。 再者，較佳地是，將在該控制節(jié)點中的該客戶端之間的數(shù)據(jù)傳輸實行為數(shù)據(jù)影像 處理程序的形式，其中，在該控制節(jié)點中的每一個客戶端都會被配置為，可直接接入在該客 戶端間傳輸?shù)脑摽刂乒?jié)點程序影像、或是不屬于該程序影像的其它數(shù)據(jù)，而此于數(shù)據(jù)傳輸 方面的方法則是在該控制節(jié)點中提供了一快速數(shù)據(jù)交換，特別地是，該數(shù)據(jù)影像處理程序 有可能以循環(huán)的方式以及以非循環(huán)的方式實行。


圖1 :其顯示出具有控制節(jié)點以及一規(guī)劃裝置的網(wǎng)絡的示意圖；
圖2 :其顯示一規(guī)劃裝置的配置；以及 圖3A至圖3C :其顯示在一網(wǎng)絡中的一辨識階段、一配置階段、以及一機械操作階 段。
具體實施例方式
在工業(yè)自動操作(亦即，利用軟件控制以及監(jiān)視技術程序)中，分散控制系統(tǒng)的使 用不斷地增加。在該些分散控制系統(tǒng)中，該控制任務則是會分布至多個控制節(jié)點，其中，該 控制節(jié)點是經(jīng)由工業(yè)地方網(wǎng)絡而彼此通信，以及，若有需要時，與上級系統(tǒng)進行通信。圖1 即顯示如此的一分散控制系統(tǒng)，其包括三個控制節(jié)點1A，1B，1C，以及用于配置以及監(jiān)視該 網(wǎng)絡的規(guī)劃裝置2，其中，該控制節(jié)點1的每一個會包括形成該網(wǎng)絡的一實體接口的一網(wǎng)絡 接口 ll，在此，該控制節(jié)點1以及該規(guī)劃裝置2是經(jīng)由適合于工業(yè)需求的一總線系統(tǒng)(bus system) 3 (已知為一現(xiàn)場總線(field bus))而彼此連接，而當該現(xiàn)場總線系統(tǒng)被使用于該處理以及制造技術中時，對于該現(xiàn)場總線系統(tǒng)的主要要求就是其實時的能力，亦即，該現(xiàn)場 總線系統(tǒng)必須要保證每一個發(fā)送的數(shù)據(jù)封包都可以在一限定的確保時間內(nèi)到達其接收器。
該控制節(jié)點本身可以接續(xù)地被細分成為功能與邏輯完整的獨立客戶端。對于該控 制節(jié)點的此模塊化則是讓該控制智能可以有一理想的分散。在此，類似于該上級控制節(jié)點， 該客戶端的配置方式是，它們于實際上會完全接管相關于它們領域的任務，并且，僅需要與 在該控制節(jié)點之中的其它客戶端進行通信，或是分別地，為了合作的理由而與其它的控制 節(jié)點進行通信。圖1顯示具有三個客戶端12A， 12B， 12C的一控制節(jié)點1A，且該客戶端是經(jīng) 由一內(nèi)部總線系統(tǒng)13而連接至該控制節(jié)點的該網(wǎng)絡接口 11。 每一個控制節(jié)點都會包括一控制節(jié)點語句，其會顯示該控制節(jié)點的功能以及通信 特性。對所有控制節(jié)點而言，此控制節(jié)點語句具有標準的形式，且會以一數(shù)據(jù)文件的形式被 儲存在該控制節(jié)點的一存儲區(qū)域14之中。接續(xù)地，類似于該控制節(jié)點，該個別的客戶端亦 會包括其本身的客戶端語句，以描述該客戶端的通信以及功能特性，并且會被儲存在該客 戶端的存儲區(qū)域(未繪出)、或是該控制節(jié)點的該存儲區(qū)域14之中，以作為一標準化的數(shù)據(jù) 文件。 在工業(yè)自動操作中，現(xiàn)有的分散控制系統(tǒng)的問題在于，若產(chǎn)品以及制造操作改變 時，該系統(tǒng)的控制相關內(nèi)容、或是該控制節(jié)點的硬件，分別都必須通過高度的努力才能有所 適應，而此適應在利用根據(jù)本發(fā)明所提供的位于該系統(tǒng)網(wǎng)絡中的該規(guī)劃裝置2之后，則是 可以獲得顯著的降低。 該規(guī)劃裝置2經(jīng)由該現(xiàn)場總線3而分別連接至該控制節(jié)點1、或在該控制節(jié)點中的 該客戶端12，其可以在一第一步驟中決定分別連接至該網(wǎng)絡、或是連接至該控制節(jié)點中的 該客戶端的該控制節(jié)點。在此，通過被提供在該規(guī)劃裝置2中的一系統(tǒng)對象模型，該規(guī)劃裝 置可以分別決定在所決定控制節(jié)點之間、或是在該控制節(jié)點中的所決定客戶端之間的通信 關系，并接著將這些通信關系分別傳送至該控制節(jié)點、或是在該控制節(jié)點中的該客戶端。
該規(guī)劃裝置的示意配置顯示于圖2之中。在此，該規(guī)劃裝置的個別組件是以硬件 的形式，以及以軟件的形式進行配置。該規(guī)劃裝置2包括三種接口 被配置為一網(wǎng)絡接口的 一第一現(xiàn)場總線接口 21，用以經(jīng)由該現(xiàn)場總線3而連接該控制節(jié)點l，一數(shù)據(jù)接口 22，以及 一人機接口 23。 該規(guī)劃裝置2可經(jīng)由該數(shù)據(jù)接口 22而輸出一系統(tǒng)語句，以及舉例而言，一工程系 統(tǒng)4的一產(chǎn)品與程序語句，正如在圖2中所顯示的，而用于制造一產(chǎn)品的系統(tǒng)計劃則是可藉 此而被執(zhí)行。在此，該系統(tǒng)語句會包括關于該整個系統(tǒng)的該網(wǎng)絡客戶的方位以及順序，以及 對于該網(wǎng)絡參數(shù)以及通信終點的一描述。 該系統(tǒng)語句以及該單個產(chǎn)品與程序描述會利用被連接至該數(shù)據(jù)接口 22的一系 統(tǒng)-配置輸入模塊24而被轉換成為一對象模型(object model)，而該對象模型則是可確保 該系統(tǒng)語句以及該產(chǎn)品與程序語句是采用一標準的格式。 該規(guī)劃裝置更進一步地包括一裝置_語句輸入/輸出模塊25，而通過此模塊25， 該規(guī)劃裝置2則是可以分別地輸入、或輸出控制節(jié)點語句、或客戶端語句。在此，該裝置-語 句輸入/輸出模塊25可以經(jīng)由該數(shù)據(jù)接口 22而與一外部數(shù)據(jù)庫交換該裝置與客戶端語 句，或者，其亦可以經(jīng)由該數(shù)據(jù)接口 21而分別向該控制節(jié)點、或是在該控制節(jié)點中的該客 戶端要求該裝置與客戶端語句。再者，也有可能經(jīng)由該裝置_語句輸入/輸出模塊25而將
6已更新的裝置語句儲存回該控制節(jié)點之中、或是在該控制節(jié)點中的該客戶端之中。 為了將包括一標準化系統(tǒng)語句、產(chǎn)品語句、以及程序語句的該對象模型分別與該
控制節(jié)點語句、或該客戶端語句相結合，進而形成一系統(tǒng)對象模型，該系統(tǒng)-配置輸入模塊
24以及該裝置_語句輸入/輸出模塊25會被連接至一系統(tǒng)對象模塊26。該系統(tǒng)對象模塊
26能夠以所標準化的系統(tǒng)語句、產(chǎn)品語句、與程序語句，以及分別該控制節(jié)點語句、或該客
戶端語句作為基礎，而決定分別在該控制節(jié)點1之間、或是在該控制節(jié)點中的該客戶端12
之間的通信關系。 在工業(yè)自動操作的控制系統(tǒng)中，對于該通信關系的一個要求是實時的能力，亦即，
該分散控制系統(tǒng)在所有操作條件下都必須要能在適當?shù)臅r間內(nèi)對所有發(fā)生的事件作出響
應。較佳地是，為了能夠確保一快速且具決定性的通信，在該網(wǎng)絡中的該控制節(jié)點之間、或
是分別在該控制節(jié)點中的該客戶端之間的實時數(shù)據(jù)交換，會以一循環(huán)的方式實行。相反地
不需要被永久且具時間急迫性評估的以上所有參數(shù)，則依需要以一非循環(huán)的方式在該網(wǎng)絡
中的控制節(jié)點之間、或是分別在該控制節(jié)點中的客戶端之間進行交換。 該系統(tǒng)對象模塊26會利用分別在該控制節(jié)點1之間、或是在該控制節(jié)點中的該客
戶端12之間的該通信關系，而決定循環(huán)以及非循環(huán)數(shù)據(jù)交換的分布。 在該網(wǎng)絡中的該控制節(jié)點之間的通信的實行是根據(jù)該系統(tǒng)對象模塊26遵循該現(xiàn) 場總線協(xié)議的規(guī)則所做的決定，其中，要在該控制節(jié)點1之間交換的數(shù)據(jù)會被轉譯為數(shù)據(jù) 電報。在此，以太網(wǎng)絡協(xié)議是該現(xiàn)場總線中較佳的通信基礎設施，而且，利用該以太網(wǎng)絡協(xié) 議可以達成高數(shù)據(jù)率。相對的，為了達成快速數(shù)據(jù)傳輸，在該控制節(jié)點中的客戶端之間的數(shù) 據(jù)交換則可較佳地由該系統(tǒng)對象模塊26決定為數(shù)據(jù)影像處理程序的形式，其中，在該控制 節(jié)點中的每一個客戶端12都被配置為可經(jīng)由該內(nèi)部總線13而執(zhí)行對在客戶端之間交換的 數(shù)據(jù)的直接數(shù)據(jù)接入。 再者，該系統(tǒng)對象模塊26會被連接至一記錄模塊27，而通過該記錄模塊27，就可 以分別決定連接至網(wǎng)絡的控制節(jié)點1、或是在該控制節(jié)點1中的客戶端。為此，由于每一 個連接至該網(wǎng)絡的控制節(jié)點、或是在該控制節(jié)點中的每一個客戶端都會包括與其相關的不 同地址，且可由此地址而被尋址，因此，該記錄模塊27就可分別決定連接至網(wǎng)絡的控制節(jié) 點、或是在控制節(jié)點中的客戶端。所以，除了該控制節(jié)點本身所被固定分配的現(xiàn)場總線地址 以外，在控制節(jié)點中的客戶端亦可以獲得此地址，例如，具選擇性地經(jīng)由動態(tài)主機配置協(xié)議 (DHCP)、或是經(jīng)由自動-UP。 為了分別自動識別控制節(jié)點、或在該控制節(jié)點中的客戶端，記錄模塊27可以使用 各種的機制。記錄模塊27可以將已知為廣播電報者分別傳送至經(jīng)由現(xiàn)場總線接口 21而 連接至網(wǎng)絡的所有控制節(jié)點1、或是于該網(wǎng)絡中的所有客戶端12。為了對記錄模塊27分 別揭示控制節(jié)點的地址、或在控制節(jié)點中的客戶端的地址，在網(wǎng)絡中的控制節(jié)點1、或是客 戶端12就會分別利用回復電報來回復此廣播電報，例如，使用者數(shù)據(jù)封包協(xié)議(UDP， User DatagramProtocol)可被使用作為用于傳輸該廣播電報的網(wǎng)絡協(xié)議，其中，該UDP代表一最 小無連接網(wǎng)絡協(xié)議(minimal connectionless network protocol)?；蛘撸鳛橐涣硪贿x 擇，也可以使用通用即插即用協(xié)議(UPNP， Universal Plug andPlay Protocol)。
平行于該地址詢問，該記錄模塊27同樣也可以分別要求該控制節(jié)點1、或是在該 控制節(jié)點中的該客戶端12將該控制節(jié)點語句、或該客戶端語句分別傳送至該裝置-語句輸入/輸出模塊25，其中，該控制節(jié)點語句、或該客戶端語句會描繪該裝置的網(wǎng)絡特性與功 能，且會是以一標準化的格式而分別被儲存在控制節(jié)點之中、或是在控制節(jié)點里的客戶端 之中。 作為經(jīng)由一廣播電報而分別記錄控制節(jié)點1、或是在控制節(jié)點中的客戶端12的另 一個選擇。亦有可能的方式是，當開機時，在該網(wǎng)絡上的每一個控制節(jié)點皆發(fā)送分別伴隨其 地址、或在該控制節(jié)點中的客戶端的地址的一識別至該規(guī)劃裝置的該記錄模塊27。此外，該 控制節(jié)點1亦可以將該控制節(jié)點語句、或該客戶端語句分別傳送至該裝置_語句輸入/輸 出模塊25。 該記錄模塊27會將已記錄的控制節(jié)點、或是在該控制節(jié)點中的客戶端的地址，以 及該控制節(jié)點語句、或該客戶端語句分別前向遞送至系統(tǒng)對象模塊26，然后，該系統(tǒng)對象模 塊26會將根據(jù)該系統(tǒng)對象模塊所分別預期的控制節(jié)點、或在該控制節(jié)點中的客戶端的數(shù) 量，與分別已記錄的控制節(jié)點、或在控制節(jié)點中的客戶端做比較。若是分別已記錄的控制節(jié) 點、或在該控制節(jié)點中的客戶端無法完全囊括根據(jù)該系統(tǒng)語句所分別預期的控制節(jié)點、或 在該控制節(jié)點中的客戶端的數(shù)量時，則該系統(tǒng)對象模塊26就會經(jīng)由人機接口 23輸出一錯 誤信息，因此，該規(guī)劃裝置2所進行的系統(tǒng)配置程序接著會被中斷。 再者，該系統(tǒng)對象模塊26會將已經(jīng)從該數(shù)據(jù)庫5中分別讀出的控制節(jié)點、或客戶 端語句與當前所分別記錄的控制節(jié)點語句、或客戶端語句進行比較，并且，若適當?shù)脑?，?可以相對應地分別更新儲存在數(shù)據(jù)庫5中、或分別在控制節(jié)點或客戶端中的該控制節(jié)點語 句、或該客戶端語句。 在網(wǎng)絡中的控制節(jié)點1、或在個別控制節(jié)點中的客戶端12之間的通信關系的每一 個，都可指示傳輸器與接收器關于數(shù)據(jù)傳輸?shù)呐判?sort)以及數(shù)據(jù)的型態(tài)，其中，該通信 關系是通過系統(tǒng)對象模塊26以已利用系統(tǒng)_配置輸入模塊24而完成標準化的對象模型作 為基礎，以及以經(jīng)由記錄模塊27、或經(jīng)由裝置-語句輸入/輸出模塊25而讀入的控制節(jié)點 語句、或客戶端語句作為基礎所決定。在此，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)會被細分成為產(chǎn)品參數(shù)、程序參 數(shù)、以及控制參數(shù)，事件數(shù)據(jù)以及程序數(shù)據(jù)。 在控制節(jié)點、或其客戶端間分別進行參數(shù)化的生產(chǎn)程序之前，產(chǎn)品參數(shù)、程序參
數(shù)、以及控制參數(shù)會非循環(huán)地進行傳輸，因為它們對實時沒有嚴格的要求。 事件數(shù)據(jù)是被用來對分別在控制節(jié)點中、或在控制節(jié)點中的客戶端中的應用程序
進行偶發(fā)事件的通知。此事件數(shù)據(jù)可以是一程序信號的改變、一臨界值的超過、一操作員的
介入、或是一錯誤的發(fā)生等。另外，該事件數(shù)據(jù)會在通信關系的客戶端之間進行非循環(huán)地交
換，并且對實時沒有嚴格的要求。 相對于此，程序數(shù)據(jù)通常是功能數(shù)據(jù)，例如，是該程序與制造循環(huán)所必須、且對實 時有嚴格要求的傳感器數(shù)據(jù)。所以，較佳地是，這些程序數(shù)據(jù)以一循環(huán)的方式在客戶端之間 進行交換，以保證實時的傳輸。不過，該程序數(shù)據(jù)亦能夠以非循環(huán)的方式在客戶端之間進行 交換，而如此以非循環(huán)方式傳輸?shù)某绦驍?shù)據(jù)是用于控制節(jié)點、或在該控制節(jié)點中的客戶端 的程序與產(chǎn)品參數(shù)，以執(zhí)行應用程序。 再者，該系統(tǒng)對象模塊26會利用該通信關系而決定數(shù)據(jù)傳輸是如何被實現(xiàn)。在該 控制節(jié)點、或在一控制節(jié)點中的該客戶端與在一另一控制節(jié)點中的客戶端之間的一數(shù)據(jù)傳 輸中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)是根據(jù)該現(xiàn)場總線協(xié)議，其中，該系統(tǒng)對象模塊會決定電報格式，以
8及特別地是，在該電報中的數(shù)據(jù)結構，接著，該控制節(jié)點l會利用其網(wǎng)絡接口單元ll而將待 傳輸?shù)脑摮绦驍?shù)據(jù)傳送成為預定的電報格式。 當通信僅發(fā)生在一控制節(jié)點中的客戶端之間時，則該系統(tǒng)對象模塊26會決定數(shù) 據(jù)傳輸是一透明的局域通信，其中，在該控制節(jié)點中的該客戶端會實行數(shù)據(jù)影像處理程序， 而在這些程序中，該客戶端則是會執(zhí)行對于所傳輸控制節(jié)點程序影像的一直接數(shù)據(jù)接入， 此外，相對于網(wǎng)絡傳輸，由于并沒有必要將數(shù)據(jù)覆寫進入數(shù)據(jù)電報，因此可以在一區(qū)域節(jié)點 的該客戶端之間得到一特別快速的數(shù)據(jù)傳輸。 該系統(tǒng)對象模塊26會利用已決定的該通信關系來將該數(shù)據(jù)記錄遞送至一配 置_輸出模塊28，而該配置_輸出模塊28則是會將通過該系統(tǒng)對象模塊26所決定的該通 信關系轉變成為電報，進而利用該現(xiàn)場總線接口 21以及該現(xiàn)場總線3而將其分別傳送至該 控制節(jié)點1、或在該控制節(jié)點中的該客戶端12。 再者，連接至該系統(tǒng)對象模塊26的一程序_參數(shù)輸出模塊29會被提供于該規(guī)劃 裝置2之中，該程序_參數(shù)輸出模塊29可以將利用該系統(tǒng)對象模塊26而分別分布于該個 別客戶端、或控制節(jié)點的該程序與產(chǎn)品參數(shù)轉變成為電報，并經(jīng)由該現(xiàn)場總線接口 21以及 該現(xiàn)場總線3而將其分別傳送至該控制節(jié)點1、或在該控制節(jié)點中的該客戶端12。
此外，該規(guī)劃裝置2也可包括一監(jiān)視模塊30，并且，為了在機械操作期間分別監(jiān)視 該控制節(jié)點、或在該控制節(jié)點中的該客戶端，以及實行一錯誤記載，該監(jiān)視模塊30會經(jīng)由 該現(xiàn)場總線接口 21以及該現(xiàn)場總線3而連接至該控制節(jié)點l，其中，該錯誤可以經(jīng)由該現(xiàn)場 總線接口 21而進行傳輸，或是利用該人機接口 23進行顯示。 較佳地是，該規(guī)劃裝置2的該人機接口 23包括可讓操作員使用的一操作接口 31， 且通過此接口，一完整的系統(tǒng)語句、產(chǎn)品語句、以及程序語句就能夠較具優(yōu)勢地以繪圖的方 式執(zhí)行，在此，可描述的包括該控制節(jié)點、或在該控制節(jié)點中的該客戶端，該網(wǎng)絡拓樸與該 網(wǎng)絡參數(shù)，該控制節(jié)點與客戶端語句，以及該程序與產(chǎn)品參數(shù)，再者，該系統(tǒng)對象模塊26所 決定的該數(shù)據(jù)記錄也可以與該通信關系一起顯示于該操作員接口 31之上，更進一步地，除 了該系統(tǒng)對象模型，該系統(tǒng)、產(chǎn)品、與程序語句，個別控制節(jié)點的語句之外，整個系統(tǒng)也都可 以在該操作員接口31上顯示為可見，此外，該操作員接口31也可配置為該個別的描述可經(jīng) 由該操作員而進行改變，然后，該些項目接著會經(jīng)由該人機接口 23而回饋至該系統(tǒng)對象模 塊26。 圖3A至圖3C顯示圖1中所描繪的該分散控制系統(tǒng)的各種操作模式，其中，該分散 控制系統(tǒng)則如圖2所詳細顯示地具有控制節(jié)點1與一規(guī)劃裝置2的一網(wǎng)絡。在圖3A以及 圖3B之中，所顯示的是該規(guī)劃裝置2的二個起始步驟，亦即，該分散控制系統(tǒng)的識別階段以 及配置階段，以及在圖3C中所描繪的是機械操作，另外，相對應的數(shù)據(jù)交換則是在圖式中 利用箭頭作為指示。 在圖3A中所描繪的該識別階段中，為了實行一特定的生產(chǎn)與制造程序，該規(guī)劃裝 置2會輸出，舉例而言，由一工程系統(tǒng)5所產(chǎn)生的該系統(tǒng)語句，其中，該系統(tǒng)語句包括在該網(wǎng) 絡上的該客戶端其關于整個系統(tǒng)的方位以及順序，以用于執(zhí)行該所需的生產(chǎn)與制造程序， 再者，該規(guī)劃裝置2會從該工程系統(tǒng)輸出一程序語句以及一產(chǎn)品語句，以及有關網(wǎng)絡參數(shù) 以及通信終點的信息。 同時間，該規(guī)劃裝置2會分別記錄連接至該網(wǎng)絡的該控制節(jié)點1、或在該控制節(jié)點
9中的該客戶端，然后，當開機的時候，該控制節(jié)點1、或在該控制節(jié)點中的該客戶端會在該現(xiàn) 場總線接口 3處，經(jīng)由DHCP、或自動IP而分別接收一有效地址(例如，從一服務器(未顯 示))，然而，此有效地址也可能已經(jīng)儲存在該控制節(jié)點之中、或該控制節(jié)點中的該客戶端之 中，此外，該控制節(jié)點、或該控制節(jié)點中的該客戶端可自動地在開機期間于該網(wǎng)絡處將此地 址轉交至該規(guī)劃裝置2、或者是在該規(guī)劃裝置要求之后(例如，通過一廣播電報)才執(zhí)行。
平行于對連接至該網(wǎng)絡的該客戶端的識別，該規(guī)劃裝置2亦可以記錄該客戶端特 性，其中，該控制節(jié)點與客戶端語句會描述該客戶端的網(wǎng)絡特征以及其功能，而該規(guī)劃裝置 2則是會經(jīng)由該現(xiàn)場總線3而從一外部數(shù)據(jù)庫(未顯示)、或是分別直接從該控制節(jié)點、或 在該控制節(jié)點中的該客戶端接收這些控制節(jié)點以及客戶端語句。 較佳地是，該規(guī)劃裝置2能夠利用該人機接口 ，而在該操作接口上以一可編輯的 形式顯示輸入的數(shù)據(jù)，因此，該操作員將可實行，舉例而言，在該控制節(jié)點與客戶端語句，該 產(chǎn)品與程序參數(shù)，以及該網(wǎng)絡拓樸與其參數(shù)之中的修飾。 在緊接于該識別階段之后、且被描繪于圖3B的該配置階段中，該規(guī)劃裝置2會決 定在該網(wǎng)絡上的該客戶端之間的該通信參數(shù)，在此，會定義該事件與數(shù)據(jù)流，并且，會決定 數(shù)據(jù)傳輸是否要以循環(huán)的方式(亦即，有實時能力)、或是非循環(huán)的方式實行，接著，通過該 規(guī)劃裝置2，所決定的數(shù)據(jù)記錄以及該通信關系K會一起經(jīng)由該現(xiàn)場總線3而分別被讀入 該控制節(jié)點、或在該控制節(jié)點中的該客戶端之中，在此，對該客戶端而言，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆N類， 數(shù)據(jù)的型態(tài)，以及該數(shù)據(jù)的傳輸器、或接收器等都是有所規(guī)定，此外，該規(guī)劃裝置2會傳送 該個別的控制節(jié)點、或在該控制節(jié)點中的客戶端分別在執(zhí)行該生產(chǎn)與制造程序時很重要的 該程序參數(shù)P，接著，在完成了顯示于圖3A以及圖3B中的該起始步驟之后，為了實行所需 的生產(chǎn)與制造程序，該網(wǎng)絡會切換進入機械模式，而在此操作模式中，該分散控制系統(tǒng)就不 再需要該規(guī)劃裝置2，正如在圖3C中所顯示，因此，該規(guī)劃裝置2不是接著被關閉、就是其 會在該生產(chǎn)與制造程序中具有觀察的功能，這表示，其會提供錯誤監(jiān)視以及診斷的服務，然 而，該規(guī)劃裝置亦可具有一主控計算機的功能，因此可以被整合進入該控制程序之中。
在該生產(chǎn)與制造程序期間，該控制節(jié)點、或在該控制節(jié)點中的該客戶端會自動地 經(jīng)由該規(guī)劃裝置2已預先配置的該通信關系來進行程序與事件數(shù)據(jù)的交換，另外，在一控 制節(jié)點中的客戶端之間的一數(shù)據(jù)交換中，數(shù)據(jù)傳輸可以利用每一個客戶端對于在該客戶端 間傳送的該控制節(jié)點程序影像的一直接數(shù)據(jù)接入、并通過數(shù)據(jù)影像處理程序而透明地執(zhí) 行，此外，在該網(wǎng)絡中的該控制節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸中，數(shù)據(jù)傳輸則是根據(jù)所規(guī)定的網(wǎng)絡協(xié) 議來實行，其中，該控制節(jié)點數(shù)據(jù)會利用該相對應的網(wǎng)絡接口而被轉換成為網(wǎng)絡電報。
權利要求
一種規(guī)劃裝置(2)，用于控制節(jié)點(1)的一網(wǎng)絡(3)，包括一記錄模塊(27)，用于決定連接至該網(wǎng)絡的該控制節(jié)點；一系統(tǒng)對象模塊(26)，連接至該記錄模塊，該系統(tǒng)對象模塊(26)包括代表該網(wǎng)絡的該控制節(jié)點配置的一系統(tǒng)對象模型，該系統(tǒng)對象模塊是被配置為，以該系統(tǒng)對象模型為基礎而定義所決定的控制節(jié)點之間的通信關系；以及一配置輸出模塊(28)，連接至該系統(tǒng)對象模塊，以將該網(wǎng)絡中的該控制節(jié)點之間的通信關傳輸至該控制節(jié)點，該通信關系是由該系統(tǒng)對象模塊所決定。
2. 根據(jù)權利要求l所述的規(guī)劃裝置，其中，該系統(tǒng)對象模塊(26)被配置為，通過相對應 控制節(jié)點的地址以及待實行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆N類而定義在所決定控制節(jié)點間的該通信關系。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的規(guī)劃裝置，其中，該系統(tǒng)對象模塊(26)被配置為，以該系 統(tǒng)對象模型作為基礎而更進一步地決定在該控制節(jié)點(1)中的客戶端(12)之間的該通信 關系，以及其中，連接至該系統(tǒng)對象模塊的該配置輸出模塊(28)被配置為，將該控制節(jié)點 中的該客戶端間已由該系統(tǒng)對象模塊決定的該通信關系傳輸至該控制節(jié)點。
4. 根據(jù)權利要求3所述的規(guī)劃裝置，其中，該系統(tǒng)對象模塊(26)被配置為，利用該客戶 端之間的數(shù)據(jù)影像處理程序、并以該系統(tǒng)對象模型作為基礎，而決定在該控制節(jié)點中的該 客戶端(12)之間的該通信關系。
5. 根據(jù)權利要求l至4其中任一所述的規(guī)劃裝置，其還包括一系統(tǒng)配置輸入模塊 (24)，連接至該系統(tǒng)對象模塊(26)，以用于輸入在該網(wǎng)絡中的該控制節(jié)點的數(shù)據(jù)相關方位 以及順序，以及用于將該輸入數(shù)據(jù)轉換成為一標準化的系統(tǒng)對象模型。
6. 根據(jù)權利要求5所述的規(guī)劃裝置，其中，連接至該系統(tǒng)對象模塊(26)的該系統(tǒng)配置輸入模塊被更進一步配置為，輸入控制節(jié)點參數(shù)，以及將該輸入數(shù)據(jù)轉換為該對象模型。
7. 根據(jù)權利要求6所述的規(guī)劃裝置，其還包括一程序-參數(shù)輸出模塊(29)，連接至該 系統(tǒng)對象模塊(26)，以用于將該控制節(jié)點參數(shù)輸出至該控制節(jié)點。
8. 根據(jù)權利要求1至7其中任一所述的規(guī)劃裝置，其還包括一裝置_語句輸入/輸出 模塊(25)，連接至該系統(tǒng)對象模塊，以用于輸入以及輸出控制節(jié)點語句。
9. 根據(jù)權利要求1至8其中任一所述的規(guī)劃裝置，其還包括一監(jiān)視模塊(30)，連接至 該系統(tǒng)對象模塊，以用于監(jiān)視該控制節(jié)點。
10. 根據(jù)權利要求1至9其中任一所述的規(guī)劃裝置，其還包括一處理模塊(23,31)，以 用于表示、及/或處理該系統(tǒng)對象模型，該系統(tǒng)語句，該產(chǎn)品語句，或該程序語句。
11. 一種系統(tǒng)，包括具有控制節(jié)點(1)以及一根據(jù)權利要求1至10項其中任一所述的 規(guī)劃裝置(2)的一網(wǎng)絡，其中，該規(guī)劃裝置是被配置來在一起始程序過程中決定該控制節(jié) 點之間、或分別在該控制節(jié)點中的通信關系。
12. 根據(jù)權利要求ll所述的系統(tǒng)，其中，該規(guī)劃裝置(2)中用于決定連接至該系統(tǒng)的該 控制節(jié)點(1)的該記錄模塊(27)，其在所連接的該網(wǎng)絡(3)中發(fā)送一廣播電報，其中，連接 至該網(wǎng)絡的該控制節(jié)點利用一識別電報來回復該廣播電報。
13. 根據(jù)權利要求ll所述的系統(tǒng)，其中，每一個控制節(jié)點(1)在開機時發(fā)送一識別電報 至該規(guī)劃裝置(2)的該記錄模塊(27)。
14. 根據(jù)權利要求11至13其中任一所述的系統(tǒng)，其中，每一個控制節(jié)點(1)被提供一 有效地址，且該有效地址是已明確儲存、或是經(jīng)由DHCP或經(jīng)由自動IP所取得，并接著被傳輸至該規(guī)劃裝置(2)。
15. 根據(jù)權利要求11至14其中任一所述的系統(tǒng)，其中，在該網(wǎng)絡中的該控制節(jié)點(1) 之間的數(shù)據(jù)傳輸是以在該網(wǎng)絡(3)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)封包形式實行，其中，該控制節(jié)點被配置 為實行將一控制節(jié)點程序影像變?yōu)樵摂?shù)據(jù)電報的一轉換。
16. 根據(jù)權利要求11至14其中任一所述的系統(tǒng)，其中，在該控制節(jié)點(1)中的該客戶 端(12)間的數(shù)據(jù)傳輸是以數(shù)據(jù)影像處理程序的形式實施，其中，在該控制節(jié)點中的每一個 客戶端都被配置為執(zhí)行對于在該客戶端間所傳輸?shù)脑摽刂乒?jié)點程序影像的一直接數(shù)據(jù)接 入。
全文摘要
在一控制節(jié)點(1)網(wǎng)絡(3)中，一規(guī)劃裝置(2)具有一記錄模塊(27)，用于決定連接至該網(wǎng)絡的該控制節(jié)點；一系統(tǒng)對象模塊(26)，其連接至該記錄模塊，且包括代表該網(wǎng)絡的該控制節(jié)點配置的一系統(tǒng)對象模型，其中，該系統(tǒng)對象模塊被設計為會以該系統(tǒng)對象模型作為基礎而顯示所記錄控制節(jié)點間的通信關系；以及一配置輸出模塊(28)，連接至該系統(tǒng)對象模塊，以將該網(wǎng)絡中的該控制節(jié)點之間由該系統(tǒng)對象模塊所決定的該通信關系傳輸至該控制節(jié)點。
文檔編號H04L12/28GK101784968SQ200880103816
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月19日 優(yōu)先權日2007年8月21日
發(fā)明者拉爾夫·赫德曼, 格爾德·哈波, 約瑟夫·巴本福特 申請人:倍福自動化有限公司