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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung (10) zur Simulation eines Automatisierungssystems. Um eine Simulation eines Automatisierungssystems dahingehend zu ermöglichen, dass Simulationskomponenten, die mit stark unterschiedlichen Rechengeschwindigkeiten arbeiten, zu einer Gesamtsimulation verbunden werden können, wird ein Verfahren mit einer mittels einer externen Taktquelle taktbaren Steuerungskomponente (11) und wenigstens einer mittels einer externen Taktquelle taktbaren Simulationskomponente (12, 13, 14) vorgeschlagen, wobei für die Steuerungskomponente (11) und die wenigstens eine Simulationskomponente (12, 13, 14) durch einen steuerungskomponentenunabhängigen Taktkoordinator (17) ein koordiniertes Taktsystem bereitgestellt wird.The invention relates to a method and a device (10) for simulating an automation system. In order to enable a simulation of an automation system in such a way that simulation components operating at widely differing computing speeds can be combined into an overall simulation, a method is implemented with a control component (11) which can be clocked by means of an external clock source and at least one simulation component which can be clocked by means of an external clock source (( 12, 13, 14), wherein a coordinated clock system is provided for the control component (11) and the at least one simulation component (12, 13, 14) by a control component-independent clock coordinator (17).
    公开号:DE102004022558A1
    申请号:DE200410022558
    申请日:2004-05-07
    公开日:2005-12-01
    发明作者:Matthias Ehrmann；Holger Dr. Grzonka；Michael Schlereth
    申请人:Siemens AG；
    IPC主号:G05B17-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Simulationeines Automatisierungssystems.TheThe invention relates to a method and a device for simulationan automation system.
    [0002] ZurSimulation von Automatisierungssystemen wird eine Steuerungskomponentemit einer oder mehreren Simulationskomponenten verbunden, beispielsweiseeiner Antriebssimulation oder einer Kinematiksimulation. Die Steuerungskomponenteund die verschiedenen Simulationskomponenten, welche beispielsweiseauf einem Rechnersystem abgearbeitet werden, laufen dabei unabhängig voneinanderjeweils mit einem eigenen Taktsystem. Die minimale Taktfrequenzist dabei stets durch die Steuerungskomponente vorgegeben, da dieTaktfrequenzen der Steuerungskomponente nicht beeinflusst werden kann.toSimulation of automation systems becomes a control componentconnected to one or more simulation components, for examplea drive simulation or kinematics simulation. The control componentand the various simulation components, which for examplerun on a computer system, run independently of each othereach with its own clock system. The minimum clock frequencyis always specified by the control component, since theClock frequencies of the control component can not be influenced.
    [0003] KomplexeSimulationen wie Antriebssimulationen oder Kinematiksimulationensind jedoch häufigzu langsam, um in der Taktzeit der Steuerungskomponente berechnetzu werden. Da nach dem Stand der Technik die Taktzeit der Simulationskomponentendurch die Steuerungskomponente vorgegeben ist, müssen die Simulationskomponentendaher derart beschleunigt werden, dass sie im Takt der Steuerungskomponentearbeiten. Hierzu müssen entwederdie notwendigen Hardwarevoraussetzungen geschaffen werden derart,dass möglichst schnelleRechner fürdie Ausführungder Simulationskomponenten oder aber spezielle Simulationshardwareeingesetzt wird. Eine andere Möglichkeit bestehtdarin, den Detaillierungsgrad der Simulation soweit herabzusetzen,dass sie auf der vorhandenen Simulationshardware schnell genug ausgeführt werdenkann. Dies hat zur Folge, dass bestimmte Simulationen entweder garnicht beziehungsweise nur mit unbrauchbaren Ergebnissen oder abernur mit einem unverhältnismäßig hohenAufwand durchgeführtwerden können.complexSimulations such as drive simulations or kinematics simulationshowever are commontoo slow to calculate in the cycle time of the control componentto become. As in the prior art, the cycle time of the simulation componentsis predetermined by the control component, the simulation componentsTherefore, be accelerated so that they in time with the control componentwork. For this either mustthe necessary hardware requirements are created sothat as fast as possibleCalculator forexecutionthe simulation components or special simulation hardwareis used. Another possibility existsto minimize the level of detail of the simulationthat they run fast enough on the existing simulation hardwarecan. As a result, certain simulations either donot or only with unusable results oronly with a disproportionately highEffort performedcan be.
    [0004] Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es, eine Simulation eines Automatisierungssystemsdahingehend zu ermöglichen,dass Simulationskomponenten, die mit stark unterschiedlichen Rechengeschwindigkeitenarbeiten, zu einer Gesamtsimulation verbunden werden können.taskThe present invention is a simulation of an automation systemto enable thatthat simulation components that with very different computing speedswork, can be connected to an overall simulation.
    [0005] DieseAufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. durch eineVorrichtung nach Anspruch 5 sowie ein Computerprogramm nach Anspruch6 gelöst.TheseThe object is achieved by a method according to claim 1 or by aApparatus according to claim 5 and a computer program according to claim6 solved.
    [0006] Danachweist das Automatisierungssystem eine Steuerungskomponente und wenigstenseine Simulationskomponente auf, wobei sowohl die Steuerungskomponenteals auch die wenigstens eine Simulationskomponente mit Hilfe einerexternen Taktquelle getaktet werden können. Erfindungsgemäß dientein Steuerungskomponenten-unabhängiger Taktkoordinatorzur Bereitstellung eines koordinierten Taktsystems für sämtlicheSystemkomponenten.After thatthe automation system has a control component and at leasta simulation component, wherein both the control componentas well as the at least one simulation component with the aid of aexternal clock source can be clocked. According to the invention servesa control component independent clock co-ordinatorto provide a coordinated clocking system for allSystem components.
    [0007] EinKerngedanke der Erfindung ist es, die Vorgabe der Taktzeit von derSteuerungskomponente loszulösenund einen Steuerungskomponenten-unabhängigen Taktkoordinator vorzusehen,welcher ein externes Taktsystem etabliert. Die Erfindung beruhtzum einen darauf, dass die Steuerungskomponente derart ausgebildetist, dass sie von außengetaktet werden kann, und zum anderen darauf, dass ein externerTaktkoordinator diese Fähigkeitnutzt, um die verschiedenen Systemkomponenten über eine gemeinsame Taktschnittstellezu synchronisieren.OneThe core idea of the invention is the specification of the cycle time of theRelease control componentand to provide a control component independent clock co-ordinator,which establishes an external clock system. The invention is basedon the one hand that the control component is designed in this wayis that from the outsidecan be clocked, and on the other hand, that an externalTact coordinator this abilityuses the various system components via a common clock interfaceto synchronize.
    [0008] Hierbeikommt es nicht darauf an, ob die Steuerungskomponente als realeSteuerungshardware ausgebildet ist, oder aber durch eine Softwareemulationauf einem Rechner ersetzt ist.in this connectionit does not matter if the control component is realControl hardware is formed, or by software emulationis replaced on a computer.
    [0009] DieErfindung kann beispielsweise zur Echtzeitsimulation von Automatisierungssteuerungenund Antrieben wie SIMOTION, SINAMICS, SINUMERIK oder SIMATIC S7,sämtlicheder Fa. SIEMENS AG, verwendet werden.TheFor example, the invention may be used for real-time simulation of automation controllersand drives such as SIMOTION, SINAMICS, SINUMERIK or SIMATIC S7,allfrom SIEMENS AG.
    [0010] VorteilhafteAusführungsformender Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageousembodimentsThe invention are specified in the subclaims.
    [0011] Ineiner Ausführungsformder Erfindung arbeitet der Taktkoordinator in einem festen Taktraster. Hierdurchist es insbesondere möglich,die Geschwindigkeit der Steuerungskomponente herabzusetzen und andie Geschwindigkeiten der Simulationskomponenten anzupassen. Werdenalle Systemkomponenten mit der gleichen Geschwindigkeit betrieben,könnenauch langsame Simulationskomponenten, wie beispielsweise Antriebssimulationen oderKinematiksimulationen mit der Steuerungskomponente verbunden werden.Bei einem derartigen festen Taktraster wird der Takt mit anderenWorten so eingestellt, dass der Taktzyklus so groß ist, dass auchdie langsamste Simulationskomponente alle Simulationsschritte indiesem Raster ausführenkann. Diese Ausführungsformder Erfindung ist besonders einfach zu verwirklichen und zu überwachen.Inan embodimentAccording to the invention, the clock co-ordinator operates in a fixed clock raster. herebyis it possible in particularto reduce and reduce the speed of the control componentto adjust the velocities of the simulation components. Becomeall system components are operated at the same speed,canalso slow simulation components, such as drive simulations orKinematics simulations are connected to the control component.In such a fixed clock grid is the clock with othersWords so adjusted that the clock cycle is so great that toothe slowest simulation component all simulation steps inexecute this gridcan. This embodimentThe invention is particularly easy to implement and monitor.
    [0012] Umdie vergleichsweise geringe Leistungsfähigkeit dieser Ausführungsformzu verbessern, ist es gemäß einerweiteren Ausführungsformder Erfindung vorgesehen, dass der Taktkoordinator jeden Takt zeitvariabeleinstellt. In diesem Fall stößt der Taktkoordinatorden nächstenTaktzyklus nicht in einem festen Raster an, sondern in Abhängigkeitvon dem Zustand wenigstens einer der Systemkomponenten. Vorzugsweiseerfolgt der Anstoß desnächstenTaktzyklus jeweils dann, wenn alle Simulationskomponenten den aktuellenTakt beendet haben. Dadurch wird die vorhandene Rechenleistung injedem Taktzyklus optimal ausgenutzt. Bei einzelnen besonders komplexenSimulationsschritten kann eine hohe Detailtiefe erreicht werden.In order to improve the comparatively low performance of this embodiment, it is provided according to a further embodiment of the invention that the clock coordinator adjusts each clock in a time-variable manner. In this case, the clock coordinator does not trigger the next clock cycle in a fixed grid, but depending on the state of at least one of the system compo components. Preferably, the initiation of the next clock cycle takes place in each case when all simulation components have ended the current cycle. As a result, the available computing power is optimally utilized in each clock cycle. For some particularly complex simulation steps, a high level of detail can be achieved.
    [0013] Besondersvorteilhaft ist eine zweiphasige Taktkoordination, bei der nichtnur der Systemtakt, sondern auch der Datenaustausch zwischen den Systemkomponentenkoordiniert wird. Hierdurch werden die aus dem Stand der Technikbekannten Konsistenzprobleme gelöst,welche bei der Abarbeitungsreihenfolge oder der Datenübergabezwischen Systemkomponenten auftreten können.Especiallyadvantageous is a two-phase clock coordination, not in theonly the system clock, but also the data exchange between the system componentsis coordinated. As a result, those of the prior artsolved known consistency problems,which in the execution order or the data transferbetween system components.
    [0014] Dievorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielennäher beschrieben,die mit Hilfe der Zeichnungen erläutert werden. Hierbei zeigen:TheThe present invention will now be described with reference to exemplary embodimentsdescribed in more detail,which are explained with the aid of the drawings. Hereby show:
    [0015] 1 eineschematische Abbildung einer Automatisierungssystem-Simulation mitasynchronem Simulationstakt nach dem Stand der Technik, 1 a schematic illustration of an automation system simulation with asynchronous simulation clock according to the prior art,
    [0016] 2 einSchema einer koordinierten Simulation in einem Netzwerk, 2 a schematic of a coordinated simulation in a network,
    [0017] 3 einSchema einer koordinierten Simulation auf einem Einzelrechner, 3 a schematic of a coordinated simulation on a single computer,
    [0018] 4 einSchema einer koordinierten Simulation auf einem Einzelrechner mitzweiphasiger Taktkoordination. 4 a scheme of a coordinated simulation on a single computer with two-phase clock coordination.
    [0019] 1 zeigteine schematische Darstellung einer Simulation eines Automatisierungssystems nachdem Stand der Technik, bei der die einzelnen Systemkomponenten über einNetzwerk 1 miteinander verbunden sind. Als Steuerungskomponente 2 dienthierbei eine reale Steuerungshardware in Form einer speicherprogrammierbarenSteuerung (SPS). Als Simulationskomponenten sind eine Antriebssimulation 3,eine Kinematiksimulation 4 sowie eine Prozesssimulation 5 vorgesehen.Jede Systemkomponente 2, 3, 4, 5 weisteinen externen Taktgeber 6, 7, 8, 9 auf,so dass die einzelnen Systemkomponenten 2, 3, 4, 5 unabhängig voneinanderjeweils mit einem eigenen Taktsystem laufen. 1 shows a schematic representation of a simulation of an automation system according to the prior art, in which the individual system components via a network 1 connected to each other. As a control component 2 This is a real control hardware in the form of a programmable logic controller (PLC). As simulation components are a drive simulation 3 , a kinematics simulation 4 as well as a process simulation 5 intended. Each system component 2 . 3 . 4 . 5 has an external clock 6 . 7 . 8th . 9 on, so that the individual system components 2 . 3 . 4 . 5 each independently running with its own clock system.
    [0020] 2 zeigteine Vorrichtung 10 zur Simulation eines Automatisierungssystemsgemäß der Erfindung.Diese umfasst als Steuerungskomponente eine softwarebasierte undauf einem Rechner ablaufende Steuerungsemulation 11 einerSPS sowie mehrere softwarebasierte und auf Einzelrechnern ablaufendeSimulationskomponenten, nämlicheine Antriebssimulation 12, eine Kinematiksimulation 13 undeine Prozesssimulation 14. 2 shows a device 10 for simulating an automation system according to the invention. This includes as a control component a software-based and running on a computer control emulation 11 a PLC as well as several software-based and run on individual computers simulation components, namely a drive simulation 12 , a kinematics simulation 13 and a process simulation 14 ,
    [0021] Anstelleder softwarebasierten Steuerungsemulation kann auch eine Controller-Hardwaremit einer speziellen Firmware eingesetzt werden, die die externeSynchronisation unterstützt.Dabei sind sämtlicheSystemkomponenten 11, 12, 13, 14 über einNetzwerk 15 miteinander verbunden sind.Instead of the software-based control emulation, a controller hardware with a special firmware can be used, which supports the external synchronization. Here are all system components 11 . 12 . 13 . 14 over a network 15 connected to each other.
    [0022] JedeSystemkomponente 11, 12, 13, 14 weisteine Schnittstelle 16 auf, über die der Systemtakt derjeweiligen Komponente 11, 12, 13, 14 durch einenexternen Taktkoordinator 17 steuerbar ist. Die Schnittstelle 16 istnach Art eines Clock/Acknowledge-Moduls ausgebildet. Mit anderenWorten ist neben der Taktfunktion (Clock) auch eine Bestätigungsfunktion(Acknowledge) vorgesehen derart, dass der externe Taktkoordinator 17 nachjedem Taktzyklus einer Systemkomponente 11, 12, 13, 14 eineRückmeldung über denAbschluss des Taktzyklus erhält.Wird anstelle dieses zeitvariablen Systems ein festes Taktrasterverwendet, ist die Verwendung des Acknowledge-Signals überflüssig. Die Schnittstelle kanndann ohne diese Funktionalitätausgebildet sein.Each system component 11 . 12 . 13 . 14 has an interface 16 on, over which the system clock of the respective component 11 . 12 . 13 . 14 by an external clock co-ordinator 17 is controllable. the interface 16 is designed in the manner of a clock / acknowledge module. In other words, in addition to the clock function (clock) and a confirmation function (Acknowledge) is provided such that the external clock co-ordinator 17 after every clock cycle of a system component 11 . 12 . 13 . 14 receives a response about the completion of the clock cycle. If a fixed clock grid is used instead of this time-variable system, the use of the acknowledge signal is superfluous. The interface can then be designed without this functionality.
    [0023] Derexterne Taktkoordinator 17, der als Software auf einemRechner implementiert ist, umfasst die Funktionalität einerSignalquelle 18 und einer Signalsenke 19. Dabeiläuft dieKoordinierung des Systemtaktes wie folgt ab: Von der Signalquelle 18 des Taktkoordinators 17 wirdein entsprechendes Taktsignal 20 an die Clock-Schnittstelle 16 derSteuerungsemulation 11 gesendet. Nach Abarbeitung des Takteserfolgt eine Rückmeldung 21 derSteuerungsemulation 11 von der Acknowledge-Schnittstelle 16 zu derSignalsenke 19 des Taktkoordinators 17. Im Anschlussdaran erfolgt die Übermittlungeines Taktsignals 20 von der Signalquelle 18 desTaktkoordinators 17 zur Clock-Schnittstelle 16 derAntriebssimulation 12 und im Anschluss an die Abarbeitungdes Taktes eine entsprechende Rückmeldung 21 vonder Acknowledge-Schnittstelle 16 der Antriebssimulation 12 zurück zur Signalsenke 19 desTaktkoordinators 17. Entsprechend erfolgt die Koordinierungbei der Kinematiksimulation 13 und der Prozesssimulation 14.The external clock co-ordinator 17 , which is implemented as software on a computer, includes the functionality of a signal source 18 and a signal sink 19 , The coordination of the system clock proceeds as follows: From the signal source 18 the beat coordinator 17 will be a corresponding clock signal 20 to the clock interface 16 the control emulation 11 Posted. After execution of the clock, a feedback occurs 21 the control emulation 11 from the acknowledge interface 16 to the signal sink 19 the beat coordinator 17 , This is followed by the transmission of a clock signal 20 from the signal source 18 the beat coordinator 17 to the clock interface 16 the drive simulation 12 and following the execution of the clock a corresponding feedback 21 from the acknowledge interface 16 the drive simulation 12 back to the signal sink 19 the beat coordinator 17 , Accordingly, coordination takes place during kinematics simulation 13 and the process simulation 14 ,
    [0024] Besonderseinfach zu bedienen ist eine derartige Automatisierungssimulation,wenn die Systemkomponenten 11, 12, 13, 14 nichtin einem Netzwerk 15 verteilt sind, sondern auf einem einzigenSimulationsrechner 22 ablaufen. Eine derartige Ausführungsformder Erfindung ist in 3 dargestellt.Particularly simple to use is such an automation simulation when the system components 11 . 12 . 13 . 14 not in a network 15 but on a single simulation computer 22 expire. Such an embodiment of the invention is in 3 shown.
    [0025] Sollnicht nur der Takt, sondern auch der Datenaustausch zwischen deneinzelnen Systemkomponenten 11, 12, 13, 14 koordiniertwerden, wird die Clock/Acknowledge-Schnittstelle 16 jederSystemkomponente 11, 12, 13, 14 umeinen Load-Eingang 23 ergänzt, vgl. 4.Der Taktkoordinator 17 arbeitet dann in einem zweiphasigenVerfahren. In einer ersten Phase werden dabei sämtliche Systemkomponenten 11, 12, 13, 14 getaktet.Hierbei ändertsich ein fürjede Systemkomponente 11, 12, 13, 14 vorgesehenerZustandsvektor, währendein jeweiliger Ausgangsvektor konstant gehalten wird (Clock/Acknowledge-Schnittstelle). Ineiner zweiten Phase wird dann der Zustandsvektor der einzelnen Systemkomponenten 11, 12, 13, 14 konstantgehalten, während derAusgangsvektor gemäß der Übertragungsfunktionvom Zustandsvektor aktualisiert wird (Load-Schnittstelle).Not only the clock, but also the data exchange between the individual system components 11 . 12 . 13 . 14 be coordinated, the clock / acknowledge interface 16 every system component 11 . 12 . 13 . 14 around a load input 23 added, cf. 4 , The clock co-ordinator 17 then works in a two-phase process. In a first phase, all system components will be used 11 . 12 . 13 . 14 clocked. This changes one for each system component 11 . 12 . 13 . 14 provided state vector, while a respective output vector is kept constant (clock / acknowledge interface). In a second phase then the state vector of the individual system components 11 . 12 . 13 . 14 held constant while the output vector is updated according to the transfer function of the state vector (load interface).
    [0026] DieKoordination des Systemtaktes erfolgt dabei derart, dass an denKommunikationsausgängen 24 dereinzelnen Systemkomponenten 11, 12, 13, 14 innerhalbeines Taktes immer ein konsistenter Ausgangswert vorhanden ist.Mit anderen Worten wird sichergestellt, dass sich der Ausgangswerteiner Systemkomponente 11, 12, 13, 14 während derBerechnungszeit nicht ändert,da sonst die übrigenSystemkomponenten 11, 12, 13, 14 fehlerhafteEingangswerte verarbeiten würden. Übergibtbeispielsweise die Steuerungsemulation 11 der Antriebssimulation 12 über eineKommunikationsverbindung 25 die Anweisung, den Betriebsstromzu erhöhen,so bewirkt dies in dem simulierten Antrieb beispielsweise eine bestimmteDrehzahländerungeines Antriebsmotors, welche wiederum von der Antriebssimulation 12 andie Steuerungsemulation 11 zurückgemeldet werden muss, wobeidie Steuerungsemulation 11 aus dieser Rückmeldung einen erneuten Stromwert zur Übertragungan die Antriebssimulation 12 ermittelt. Arbeiten die verschiedenenSystemkomponenten 11, 12, 13, 14 mitunterschiedlichen Takten, muss sichergestellt sein, dass an denKommunikationsausgängen 24 dereinzelnen Systemkomponenten 11, 12, 13, 14,beispielsweise am Ausgang der Antriebssimulation 12, innerhalbeines Taktes stets ein konsistenter Ausgangswert vorliegt. Diesist besonders im Hinblick darauf von Bedeutung, dass dieser Ausgangswertnicht nur von der Steuerungsemulation 11, sondern auchvon der Kinematiksimulation 13 usw. verwendet wird. Gehtman von einem Systemzeitpunkt t(0) aus, so versucht zunächst jedeSystemkomponente 11, 12, 13, 14,ihren eigenen Zustand für diesenZeitpunkt t(0) zu berechnen. Dafürbenötigen dieSystemkomponenten 11, 12, 13, 14 jedochInformationen von den anderen Systemkomponenten 11, 12, 13, 14 zumZeitpunkt t(0). Erfolgt nun beispielsweise zunächst die Berechnung durch dieAntriebssimulation 12, dann berechnet diese ihren Zustand zumZeitpunkt t(1) auf Basis ihres Zustands im Zeitpunkt t(0). Benötigt anschließend dieKinematiksimulation 13 Daten von der Antriebssimulation 12,muss sichergestellt sein, dass die Kinematiksimulation 13 nichtbereits die Daten fürden Zeitpunkt t(1) erhält, dazuvor noch die Berechnung des Schrittes t(0) bis t(1) erfolgen muss.Mit anderen Worten muss sichergestellt sein, dass für die Kinematiksimulation 13 nochdie Daten der Antriebssimulation 12 vom Zeitpunkt t(0)zur Verfügungstehen.The coordination of the system clock is carried out in such a way that at the communication outputs 24 the individual system components 11 . 12 . 13 . 14 Within a clock there is always a consistent output value. In other words, it ensures that the output value of a system component 11 . 12 . 13 . 14 does not change during the calculation time, otherwise the other system components 11 . 12 . 13 . 14 would process erroneous input values. For example, passes the control emulation 11 the drive simulation 12 via a communication connection 25 the instruction to increase the operating current, this causes in the simulated drive, for example, a certain speed change of a drive motor, which in turn from the drive simulation 12 to the control emulation 11 must be reported back, with the control emulation 11 From this feedback a new current value for transmission to the drive simulation 12 determined. Working the different system components 11 . 12 . 13 . 14 with different clocks, it must be ensured that at the communication outputs 24 the individual system components 11 . 12 . 13 . 14 , for example at the output of the drive simulation 12 , there is always a consistent output value within one cycle. This is particularly important in view of the fact that this output value is not just from the control emulation 11 , but also from the kinematics simulation 13 etc. is used. Assuming a system time t (0), so first tries every system component 11 . 12 . 13 . 14 to calculate their own state for this time t (0). For this you need the system components 11 . 12 . 13 . 14 however, information from the other system components 11 . 12 . 13 . 14 at time t (0). Now, for example, the calculation is first carried out by the drive simulation 12 , then it calculates its state at time t (1) on the basis of its state at time t (0). Then needs the kinematics simulation 13 Data from the drive simulation 12 , it must be ensured that the kinematics simulation 13 does not already receive the data for the time t (1), since previously the calculation of the step t (0) to t (1) must be done. In other words, it must be ensured that for kinematics simulation 13 still the data of the drive simulation 12 from the time t (0) are available.
    [0027] Andersausgedrücktunterscheidet man für jedeSystemkomponente 11, 12, 13, 14 undjeden Zeitpunkt t einen internen Zustandsvektor sowie einen externenAusgangsvektor. Dabei ist jeder dieser Vektoren als eine Art Datensatzausgebildet, der beispielsweise den momentanen Stromwert, die momentaneLeistung oder die momentane Drehzahl etc. abbildet. Der Zustandsvektorist dabei derart ausgebildet, dass er nur innerhalb einer Systemkomponente 11, 12, 13, 14 sichtbarist, währendder Ausgangsvektor Informationen für die Kommunikation mit anderenSystemkomponenten 11, 12, 13, 14 bereitstellt.In other words, one differentiates for each system component 11 . 12 . 13 . 14 and every time t, an internal state vector and an external output vector. In this case, each of these vectors is designed as a kind of data record which, for example, maps the instantaneous current value, the instantaneous power or the instantaneous speed, etc. The state vector is designed such that it only within a system component 11 . 12 . 13 . 14 is visible while the output vector is information for communication with other system components 11 . 12 . 13 . 14 provides.
    [0028] Wäre einesolche Ausgestaltung mit Zustandsvektor und Ausgangsvektor nichtvorgesehen, dann wäredie Simulation des Automatisierungssystems abhängig von der Abarbeitungsreihenfolgeinnerhalb der einzelnen Systemkomponenten 11, 12, 13, 14.So jedoch ist es möglich,intern bereits den jeweils nächstenZustandsvektor zu berechnen, ohne dabei den Ausgangsvektor zu ändern. DieReihenfolge der internen Abarbeitung spielt somit keine Rolle mehr.Da fürden Datenaustausch ausschließlichdie Ausgangsvektoren relevant sind, kann die Reihenfolge der Abarbeitungnach anderen Gesichtspunkten optimiert werden.If such an embodiment with state vector and output vector were not provided, the simulation of the automation system would depend on the execution order within the individual system components 11 . 12 . 13 . 14 , However, it is possible to calculate the next state vector internally without changing the output vector. The sequence of internal processing thus no longer matters. Since only the output vectors are relevant for the data exchange, the order of processing for other aspects can be optimized.
    [0029] DerTaktkoordinator weist zur Ausführung dieserFunktionalitäteine weitere Signalquelle 26 auf, von der aus entsprechendeSteuerungssignale 27 an die Load-Schnittstellen 23 derSystemkomponenten 11, 12, 13, 14 gesendetwerden.The clock coordinator has another signal source to perform this functionality 26 on, from the corresponding control signals 27 to the load interfaces 23 the system components 11 . 12 . 13 . 14 be sent.
    权利要求:
    Claims (6)
    [1]
    Verfahren zur Simulation eines Automatisierungssystemsmit einer mittels einer externen Taktquelle taktbaren Steuerungskomponente(11) und wenigstens einer mittels einer externen Taktquelle taktbarenSimulationskomponente (12, 13, 14), wobeifür dieSteuerungskomponente (11) und die wenigstens eine Simulationskomponente(12, 13, 14) durch einen Steuerungskomponenten-unabhängigen Taktkoordinator(17) ein koordiniertes Taktsystem bereitgestellt wird.Method for simulating an automation system with a control component that can be clocked by means of an external clock source ( 11 ) and at least one simulation component which can be clocked by means of an external clock source ( 12 . 13 . 14 ), where for the control component ( 11 ) and the at least one simulation component ( 12 . 13 . 14 ) by a control component independent clock co-ordinator ( 17 ) a coordinated clock system is provided.
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Taktkoordinator(17) in einem festen Taktraster arbeitet.The method of claim 1, wherein the clock co-ordinator ( 17 ) works in a fixed cycle.
    [3]
    Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Taktkoordinator(17) jeden Takt in Abhängigkeitvon dem Zustand wenigstens einer der Systemkomponenten (11, 12, 13, 14)einstellt.The method of claim 1, wherein the clock co-ordinator ( 17 ) each clock depending on the state of at least one of the system components ( 11 . 12 . 13 . 14 ).
    [4]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer zweiphasigenTaktkoordination durch den Taktkoordinator (17), wobeizugleich auch der Datenaustausch zwischen einzelnen Systemkomponenten (11, 12, 13, 14)koordiniert wird.Method according to one of claims 1 to 3, with a two-phase clock coordination by the clock co-ordinator ( 17 ), whereby the data exchange between individual system components ( 11 . 12 . 13 . 14 ) is coordinated.
    [5]
    Vorrichtung (10) zur Simulation eines Automatisierungssystems – mit einermittels einer externen Taktquelle taktbaren Steuerungskomponente(11), – mitwenigstens einer mittels einer externen Taktquelle taktbaren Simulationskomponente(12, 13, 14), und – mit einemSteuerungskomponenten-unabhängigen Taktkoordinator(17) zur Bereitstellung eines koordinierten Taktsystemsfür dieSteuerungskomponente (11) und die wenigstens eine Simulationskomponente(12, 13, 14).Contraption ( 10 ) for simulating an automation system - with a control component which can be clocked by means of an external clock source ( 11 ), - with at least one by means of an external clock source clockable simulation component ( 12 . 13 . 14 ), and with a control component independent clock co-ordinator ( 17 ) for providing a coordinated clock system for the control component ( 11 ) and the at least one simulation component ( 12 . 13 . 14 ).
    [6]
    Computerprogramm zur Simulation eines Automatisierungssystemsmit einer mittels einer externen Taktquelle taktbaren Steuerungskomponente (11)und wenigstens einer mittels einer externen Taktquelle taktbarenSimulationskomponente (12, 13, 14), mitComputerprogrammbefehlen zum Bereitstellen eines koordinierten Taktsystemsfür dieSteuerungskomponente (11) und die wenigstens eine Simulationskomponente(12, 13, 14) durch einen steuerungskomponentenunabhängigen Taktkoordinator (17),wenn das Computerprogramm auf einem Rechner (22) ausgeführt wird.Computer program for simulating an automation system with a control component which can be clocked by means of an external clock source ( 11 ) and at least one simulation component which can be clocked by means of an external clock source ( 12 . 13 . 14 ) with computer program instructions for providing a coordinated clock system for the control component ( 11 ) and the at least one simulation component ( 12 . 13 . 14 ) by a control component independent clock co-ordinator ( 17 ), if the computer program is on a computer ( 22 ) is performed.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2007536659A|2007-12-13|
    DE102004022558B4|2011-12-08|
    JP4733695B2|2011-07-27|
    WO2005111746A1|2005-11-24|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-01| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2011-07-12| R016| Response to examination communication|
    2011-07-25| R016| Response to examination communication|
    2011-08-01| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2012-06-14| R020| Patent grant now final|Effective date: 20120309 |
    2021-12-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410022558|DE102004022558B4|2004-05-07|2004-05-07|Method and device for simulating an automation system|DE200410022558| DE102004022558B4|2004-05-07|2004-05-07|Method and device for simulating an automation system|
    PCT/EP2005/051946| WO2005111746A1|2004-05-07|2005-04-28|Verfahren und vorrichtung zur simulation eines automatisierungssystems|
    JP2007512172A| JP4733695B2|2004-05-07|2005-04-28|自動化システムのシミュレーションのための方法及び装置|
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