專利名稱：用于運(yùn)行模塊化的自動(dòng)化儀器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行模塊化的自動(dòng)化儀器的方法，該自動(dòng)化儀器的CPU-單 元設(shè)置用于處理用于對(duì)技術(shù)過程進(jìn)行控制的控制程序，并且該自動(dòng)化儀器的供電模塊為消 耗電能的單元供給電能。此外，本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化儀器，該自動(dòng)化儀器具有用于處理用 于對(duì)技術(shù)過程進(jìn)行控制的控制程序的CPU-單元，并且具有供電模塊，該供電模塊為自動(dòng)化 系統(tǒng)的消耗電能的單元供給電能。此外，本發(fā)明涉及一種編碼檢驗(yàn)程序模塊，該編碼檢驗(yàn)程 序模塊適合于應(yīng)用在這種自動(dòng)化儀器中。
背景技術(shù)：
這樣的方法或這樣的自動(dòng)化儀器由Siemens-Katalog ST 70,Kapitel LAusgabe 2007是已知的。這種自動(dòng)化儀器由單獨(dú)的單元、也就是由部件或組件所組成。不同的系統(tǒng) 在此也可在運(yùn)行中擴(kuò)展，因此可以增加單元，特別是插入到為此設(shè)置的插槽中，而可以不必 斷開或關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。恰好在過程自動(dòng)化的領(lǐng)域中或特別是在設(shè)備控制的領(lǐng)域中斷開系統(tǒng) 可能是非常成問題的，這是因?yàn)檫@種停機(jī)時(shí)間當(dāng)然會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)停止。為了能夠?qū)@種 系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，提出了措施，其減少了或避免了當(dāng)增加單元時(shí)過載情況的風(fēng)險(xiǎn)和/或系統(tǒng) 的供電模塊的過大尺寸。由DE 10 2005 039 886 Al已知了一種模塊化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有主模塊和多個(gè) 可連接在其上的單獨(dú)模塊以及為該系統(tǒng)供電的電源。每個(gè)單獨(dú)模塊配有至少一個(gè)描述元 件，該描述元件對(duì)單獨(dú)模塊的、不取決于各自的單獨(dú)模塊的實(shí)際的運(yùn)行的功率需求進(jìn)行編 碼或描述。主模塊讀取連接上的單獨(dú)模塊的描述元件，并且由此確定所有連接上的單元的、 不取決于系統(tǒng)的實(shí)際的運(yùn)行的總體功率需求，以用于防止電源過載。未提出用于節(jié)省能量 的措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在能量-消耗優(yōu)化方面對(duì)開頭所述類型的方法進(jìn)行改進(jìn)。此 外實(shí)現(xiàn)一種具有改進(jìn)的能量-消耗優(yōu)化的自動(dòng)化儀器。此外給出了一種編碼檢驗(yàn)程序模 塊，該編碼檢驗(yàn)程序模塊適合用于這種自動(dòng)化儀器。該目的根據(jù)該方法通過在權(quán)利要求1的特征部分中給出的措施、根據(jù)這種自動(dòng)化 儀器通過在權(quán)利要求4的特征部分中給出的措施以及根據(jù)這種編碼檢驗(yàn)程序模塊通過在 權(quán)利要求7的特征部分中給出的措施來實(shí)現(xiàn)。有利的是，即在控制運(yùn)行的范疇中實(shí)現(xiàn)了一種能量消耗優(yōu)化，其中確保維持用于 對(duì)技術(shù)過程進(jìn)行控制的所需要的自動(dòng)化功能。足夠的是，并不根據(jù)最大的總體能量需求設(shè)計(jì)供電模塊，而是僅僅根據(jù)平均的總 體能量需求設(shè)計(jì)；并且由于能量消耗在控制運(yùn)行的范疇中被持續(xù)優(yōu)化，在此期間一些單元 甚至可以被暫時(shí)切斷，由此不需要提供最大的總體能量需求。因此可以放棄過大尺寸的供 電模塊并且可以節(jié)省成本。此外，如果供電模塊需要的空間越多，則其功率越高。
在本發(fā)明的一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，將用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能的持續(xù)時(shí)間或激活該自動(dòng)化 功能的時(shí)間間隔設(shè)計(jì)為準(zhǔn)則。例如當(dāng)傳輸了由傳感器檢測(cè)的測(cè)量值之后，在規(guī)定的時(shí)間段 并不為傳感器輸送能量，這是因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)間段中不必使用或分析另外的測(cè)量值。另一個(gè) 準(zhǔn)則例如可以是電動(dòng)機(jī)的停機(jī)時(shí)間，在此期間不需要為該電機(jī)輸送能量。此外，單元的與能 量有關(guān)的并且可機(jī)械分析的生產(chǎn)數(shù)據(jù)(生產(chǎn)特征)、例如加熱設(shè)備的冷卻損耗或電機(jī)的特 征曲線適合于作為用于最佳地接通或切斷能量輸送的準(zhǔn)則。本發(fā)明的另外有利的設(shè)計(jì)方案由另外的從屬權(quán)利要求中得出。


下面根據(jù)實(shí)施例參照唯一的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖示出了自動(dòng)化系統(tǒng) 的組成部分。
具體實(shí)施方式
自動(dòng)化系統(tǒng)以1來示出，該自動(dòng)化系統(tǒng)具有配有CPU-組件7的自動(dòng)化儀器2 ； 分散的外圍儀器3和多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)用儀表4，5，6。自動(dòng)化儀器2具有另外的通過在此未示出的 后連線總線與CPU-組件7相連的組件，例如溫度-調(diào)節(jié)器-組件8、供電組件9、主機(jī)-組 件10以及另外的輸入_/輸出-和/或其它的功能-組件的形式的組件。自動(dòng)化儀器2的 CPU-組件7周期性地處理用于對(duì)技術(shù)過程進(jìn)行控制的程序。顯而易見地，自動(dòng)化系統(tǒng)1可 以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的控制任務(wù)而配有另外的自動(dòng)化儀器和/或分散的外圍儀器。此外，自動(dòng) 化系統(tǒng)1可以通過在此未示出的總線與工程系統(tǒng)、操作-和觀察系統(tǒng)、資產(chǎn)-管理-系統(tǒng)和 /或適合用于過程控制系統(tǒng)的服務(wù)器相連。自動(dòng)化儀器2通過主機(jī)-組件10并且通過設(shè)計(jì) 用于高通信速度的現(xiàn)場(chǎng)總線21(例如形式為自身已知的現(xiàn)場(chǎng)總線“PROFIBUS DP”)連接到 分散的外圍儀器3上，該外圍儀器同樣配有供電-組件11。利用分別另外適合用于過程自 動(dòng)化的通信連接12，13，將現(xiàn)場(chǎng)用儀表5，6連接到分散的外圍儀器3的模塊14，15上。下面提出僅僅需要控制三個(gè)過程；以及通過合適的通信連接22連接到溫度-調(diào) 節(jié)器-組件8上的現(xiàn)場(chǎng)用儀表4是溫度傳感器，該溫度傳感器檢測(cè)了加熱鍋爐的溫度，其中 溫度-調(diào)節(jié)器-組件8控制了用于為加熱鍋爐供給能量的、在此處未示出的單獨(dú)的功率部 份。此外提出了 即模塊15是定位組件；以及現(xiàn)場(chǎng)用儀表5是定位器，其檢測(cè)了步進(jìn)電機(jī)的 位置；以及模塊15是數(shù)字輸入_/輸出-組件和現(xiàn)場(chǎng)用儀表6是用于實(shí)現(xiàn)在裝配技術(shù)中的 彩色的測(cè)試任務(wù)的圖像處理-傳感器。供電-組件9為自動(dòng)化儀器2的組件7，…供電，以及供電-組件11為分散的外 圍儀器3的組件14，…供電，其中在當(dāng)前的實(shí)施例中，供電-組件9，11這樣設(shè)計(jì)，即該組 件也為各自的現(xiàn)場(chǎng)用儀表4，5，6供電。在時(shí)間間隔中，現(xiàn)場(chǎng)用儀表4，5，6、自動(dòng)化儀器2的 和分散的外圍儀器3的組件7··· 10，14，15為自動(dòng)化儀器2的分析-組件16傳輸了其與能 量相關(guān)的數(shù)據(jù)。基于這些數(shù)據(jù)和對(duì)于需要控制的過程的認(rèn)識(shí)，分析組件16根據(jù)加熱鍋爐的 溫度控制、步進(jìn)電機(jī)控制以及圖像分析確定了 必須在何時(shí)、用多少時(shí)間以及在哪一個(gè)周期 中對(duì)過程進(jìn)行控制；需要為該過程提供多少能量；以及將過程完全切斷對(duì)于停機(jī)時(shí)間來說 在能量方面是否合理。例如可能合理的是，并不完全地切斷用于將鍋爐過熱的加熱裝置，這 是因?yàn)橛糜趯⑦^度冷卻的鍋爐加熱的能量需求高于所需要的能量，以便在“靜止階段”將鍋爐保持在很低的溫度，并且只有當(dāng)需要時(shí)才將溫度提高到需要的運(yùn)行溫度。換句話說分 析-組件16(其功能當(dāng)然也可以由CPU-組件7來承擔(dān))在時(shí)間間隔中或在可預(yù)設(shè)的時(shí)刻 確定了自動(dòng)化系統(tǒng)1的當(dāng)前的總體能量需求。分析-組件16具有編碼檢驗(yàn)程序模塊17， 該編碼檢驗(yàn)程序模塊基于自動(dòng)化系統(tǒng)1的確定的當(dāng)前的總體能量需求，在控制程序的周期 19的時(shí)間區(qū)間18中插入了語句20。在對(duì)這種語句的處理的范疇中，在后續(xù)的控制程序周 期中，CPU-組件7通過自動(dòng)化儀器的后連線總線為自動(dòng)化儀器2的供電-組件9傳輸控制 信號(hào)并且通過總線21為分散的外圍儀器3的供電-組件11傳輸控制信號(hào)，該控制信號(hào)為 這些供電-組件9，11顯示了當(dāng)前的總體能量需求。此外，CPU-組件7借助于合適的控制 信號(hào)切斷了自動(dòng)化儀器2的組件和/或分散的外圍儀器3的組件，它們不再需要被用于對(duì) 過程進(jìn)行控制，或者在節(jié)能模式中接通它們。對(duì)于這種情況，即例如不再需要對(duì)加熱鍋爐進(jìn) 行加熱并且可以將其切斷，以及此外不再需要圖像處理-傳感器6，則CPU-組件7為自動(dòng) 化儀器2的溫度-調(diào)節(jié)器-組件8傳輸了控制信號(hào)，基于該控制信號(hào)，溫度-調(diào)節(jié)器-組件 8切斷了用于為加熱鍋爐供給能量的單獨(dú)的功率部件，并且基于該控制信號(hào)，當(dāng)切斷了功率 部件之后溫度-調(diào)節(jié)器-組件8自身斷開。此外，CPU-組件7為分散的外圍儀器3的數(shù)字 輸入_/輸出-組件15傳輸了用于切斷圖像處理-傳感器6的控制信號(hào)，其中在此也可以 提出，即附加地基于該控制信號(hào)斷開數(shù)字輸入_/輸出-組件15。
權(quán)利要求
1.一種用于運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)(1)的方法，所述自動(dòng)化系統(tǒng)的CPU-單元(7)設(shè)置用于處 理用于對(duì)技術(shù)過程進(jìn)行控制的控制程序，并且所述自動(dòng)化系統(tǒng)的供電模塊(9，11)為消耗 電能的單元(7,8,10,16 ；14,15)供給電能，其特征在于，-為分析單元(8)顯示了各自的所述單元(7，8，10，16;14，15)的至少一個(gè)準(zhǔn)則，-通過所述分析單元(8)基于所述準(zhǔn)則確定了當(dāng)前的總體能量需求，-通過所述分析單元(8)自動(dòng)地將至少一個(gè)代表所述當(dāng)前的總體能量需求的程序語句 插入所述控制程序中或使所述控制程序的至少一個(gè)程序語句得到匹配，由此在控制運(yùn)行期 間根據(jù)所述當(dāng)前的總體能量需求調(diào)節(jié)用于所述單元(7，8，10，16;14，15)的電能供給。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)準(zhǔn)則是用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功 能的持續(xù)時(shí)間和/或激活所述自動(dòng)化功能的時(shí)間間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過所述分析單元(8)對(duì)所述時(shí)間間 隔中的所述準(zhǔn)則進(jìn)行詢問。
4.一種自動(dòng)化系統(tǒng)，具有用于處理用于對(duì)技術(shù)過程進(jìn)行控制的控制程序的CPU-單元 (7)和供電模塊(7，11)，所述供電模塊為所述自動(dòng)化系統(tǒng)(1)的消耗電能的單元(7，8，10， 16;14，15)供給電能，其特征在于，-所述單元(7，8，10，16 ； 14，15)為所述自動(dòng)化系統(tǒng)⑴的分析單元⑶或所述CPU-單 元(7)顯示了至少一個(gè)準(zhǔn)則，-所述分析單元(8)基于所述準(zhǔn)則確定了當(dāng)前的總體能量需求并且將代表所述當(dāng)前的 總體能量需求的程序語句插入所述控制程序中或使所述控制程序的程序語句得到匹配，-所述CPU-單元(7)將信號(hào)傳輸給所述供電模塊(7，11)，由此所述供電模塊(7，11) 在控制運(yùn)行期間根據(jù)所述當(dāng)前的總體能量需求調(diào)節(jié)用于所述單元(7，8，10，16;14，15)的 電能供給。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)準(zhǔn)則是用于實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化功能的持續(xù)時(shí)間和/或激活所述自動(dòng)化功能的時(shí)間間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于，所述分析單元(8)對(duì)所述時(shí)間 間隔中的所述準(zhǔn)則進(jìn)行詢問。
7.一種用于自動(dòng)化系統(tǒng)(1)的編碼檢驗(yàn)程序模塊，其中所述自動(dòng)化系統(tǒng)(1)配有用于 處理用于對(duì)技術(shù)過程進(jìn)行控制的控制程序的CPU-單元(7)，并且配有供電模塊(9，11)，所 述供電模塊為所述自動(dòng)化系統(tǒng)⑴的消耗電能的單元(7，8，10，16;14，15)供給電能，其特 征在于，-所述編碼檢驗(yàn)程序模塊(17)是分析單元(8)的或所述CPU-單元(7)的組成部分，-各自的所述單元(7，8，10，16;14，15)為所述編碼檢驗(yàn)程序模塊(17)顯示了至少一 個(gè)準(zhǔn)則，由此所述編碼檢驗(yàn)程序模塊(17)確定了當(dāng)前的總體能量需求并且將代表所述當(dāng) 前的總體能量需求的程序語句插入所述控制程序中或使所述控制程序的所述程序語句得 到匹配，-所述控制程序?qū)⑿盘?hào)傳輸給所述供電模塊(9，11)，由此所述供電模塊在控制運(yùn)行期 間根據(jù)所述當(dāng)前的總體能量需求調(diào)節(jié)用于所述單元的電能供給。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼檢驗(yàn)程序模塊，其特征在于，所述至少一個(gè)準(zhǔn)則是用于 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能的持續(xù)時(shí)間和/或激活所述自動(dòng)化功能的時(shí)間間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的編碼檢驗(yàn)程序模塊，其特征在于，所述編碼檢驗(yàn)程序模塊 對(duì)所述時(shí)間間隔中的所述準(zhǔn)則進(jìn)行詢問。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)(1)的方法，該自動(dòng)化系統(tǒng)的CPU-單元(7)設(shè)置用于處理用于對(duì)技術(shù)過程進(jìn)行控制的控制程序，并且該自動(dòng)化系統(tǒng)的供電模塊(9，11)為消耗電能的單元(7，8，10，16；14，15)供給電能。提出了措施，由此在對(duì)過程進(jìn)行控制期間改進(jìn)了能量-消耗優(yōu)化，其中確保維持用于對(duì)技術(shù)過程進(jìn)行控制的所需要的自動(dòng)化功能。
文檔編號(hào)G05B19/04GK102057339SQ200880129622
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者烏多·多布里希, 羅蘭·黑戴爾 申請(qǐng)人:西門子公司