Steuerbare Verbindung zwischen Datenquellen und Datensenken bei einer Automatisierungslösung

Die Erfindung betrifft eine Engineering Station für eine technische Anlage, insbesondere eine Fertigungs- oder Pro zessanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Leitsystem für eine technische Anlage und eine computerimplementierte, grafische EntwicklungsUmgebung.

Innerhalb einer _C omputerimplementierten Entwieklungsumgebung, die sich der grafischen Programmiersprache "Continuous Func- tion Chart" (kurz: CFG) bedient, ist nur ein einziges, grafi sches Verbindungselement bekannt, welches zur Verbindung ei ner Datenquelle mit einer Datensenke verwendet werden kann. Dieses Verbindungselement wird in der EntWicklungsumgebung üblicherweise als eine Linie oder eine polygonale Linie dar- gestellt, die die Datenquelle mit der Datensenke grafisch verbindet. Semantisch stellt dieses Verbindungselement einen kontinuierlichen Datenstrom von der Datenquelle zu der Daten senke dar. Die EntwicklungsUmgebung wird dazu verwendet, eine Automati sierungslösung für eine technische Anlage wie eine Ferti gungs- oder Prozessanlage zu erstellen. Das grafische (d.h. virtuelle) Verbindungselement entspricht einer zyklischen Da tenübertragung zwischen der Datenquelle (beispielsweise einem Messumformer) und der Datensenke (beispielsweise einer Daten schnittstelle) in der (realen) Automatisierungslösung. Weite re Konfigurationsmöglichkeiten des Verbindungselernentes ste hen in der CFC-basierten Entwicklungsumgebung nicht zur Ver fügung. Ein Nutzer der EntWicklungsumgebung muss bislang auf- wändige Schritte unter Einbezug maschinennaher Programmier sprachen wie STL oder SCL vornehmen, um das Verbindungsele rnent entsprechend umfassender zu konfigurieren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Engineering Station für eine technische Anlage so auszustatten, so dass eine damit erstellte Automatisierungslösung Verbindungen zwi schen Datenquellen und Datensenken effektiv automatisieren kann.

Die zuvor formulierte Aufgabe wird durch eine Engineering Station für eine technische Anlage mit den Merkmalen des An spruchs 1 gelöst.

In der Engineering Station ist eine grafische Entwick lungsumgebung zum Erstellen einer Automatisierungslösung für die technische Anlage auf Basis der grafischen Programmier sprache Continuous Function Chart computerimplementiert. Da- bei sind innerhalb der grafischen EntwicklungsUmgebung Daten quellen und Datensenken grafisch miteinander verbindbar, um in der erstellten Automatisierungslösung eine reale Verbin dung der Datenquellen und Datensenken zu bewirken. Die Engineering Station ist dadurch gekennzeichnet, dass in der EntwicklungsUmgebung die Datenquellen und Datensenken je weils derart grafisch miteinander verbindbar sind, dass in der erstellten Automatisierungslösung eine Datenübertragung zwischen der jeweiligen Datenquelle und der Datensenke nur dann erfolgt, wenn die von der jeweiligen Datenquelle zu übertragenden Daten eine in der Entwicklungsumgebung vorgeb- bare Eigenschaft aufweisen.

Unter einer „Engineering Station" wird vorliegend eine Work- _S tation verstanden, die dazu ausgebildet ist, verschiedene

Hardware- und Software-Projekte für ein (Prozess-)Leit _S ystem einer technischen Anlage zu erstellen, verwalten, archivieren und dokumentieren. Mithilfe von speziellen Software-Entwurfs werkzeugen (Engineering Toolset) sowie vorgefertigten Bau- steinen und Plänen kann mittels der Engineering Station ein Zusammenspiel von leittechnischen Geräten und Einrichtungen der technischen Anlage geplant und verwaltet werden. Als En- gineering Station kann ein gewöhnlicher Rechner, welcher über eine Monitoreinheit verfügt, dienen.

Die von der EntwicklungsUmgebung erzeugte Automatisierungslö- sung kann in an sich bekannter Art und Weise auf ein Automa tisierungsgerät übertragen werden. Automatisierungsgeräte werden zur Realisierung einer Automatisierung benutzt und können beispielsweise speicherprogrammierbare Steuerungen oder Leitsysteme sein, die eine übergeordnete Steuerungsfunk- tion für untergeordnete speicherprogrammierbare Steuerungen darstellen. Unter einer Automatisierung (oder Automatisie rungslösung) wird vorliegend die selbständige (automatisier te) Erfassung und Beeinflussung physikalischer Größen mithil fe technischer Mittel verstanden. Dabei werden in der Regel Maschinen, Anlagen oder sonstige Einrichtungen in die Lage versetzt, selbsttätig zu arbeiten.

Die Erfindung schlägt in besonders vorteilhafter Weise vor, das grafische Verbindungselement in der (auf CFC basierenden) EntwicklungsUmgebung derart weiterzubilden, dass die Daten übertragung zwischen der Datenquelle und der Datensenke nicht mehr nur zyklisch, sondern bedingungsgesteuert ausgebildet sein kann. Die erfindungsgemäße Engineering Station ermög licht es, Eigenschaften für die zu übertragenden Daten fest- zulegen, die nur dann eine Datenübertragung zwischen der Da tenquelle und der Datensenke erlauben, wenn die zu übertra genden Daten diese Eigenschaft aufweisen. Eine Nutzung von maschinennahen Programmiersprachen, wie zuvor erläutert, ist mit der erfindungsgemäßen Engineering Station obsolet.

Die in der Entwicklungsumgebung vorgebbare Eigenschaft kann ein Schwellwert sein, der insbesondere eine relative Abwei chung eines Wertes eines Datums der Datenquelle bezogen auf einen Sollwert des Datums der Datenquelle darstellen kann. Ein Nutzer der Entwicklungsumgebung kann beispielsweise fest legen, dass eine Datenübertragung zwischen der Datenquelle und der Datensenke nur dann stattfindet, wenn die Daten be tragsmäßige Werte aufweisen, die mehr als 10 Prozent von ei- nem vorgegebenen Sollwert abweichen. Damit kann effektiv und einfach eine kommunikationstechnisch minimal invasive Verbin dung zwischen der Datenquelle und der Datensenke automati siert werden.

Die Datenübertragung zwischen der Datenquelle und der Daten senke muss nicht notwendigerweise unidirektional (von der Da tenquelle zu der Datensenke sein). Vielmehr kann sie auch bidirektional ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass Daten- quelle und Datensenke ihre nominellen Funktionen auch wech seln können. Hierzu können in der EntwicklungsUmgebung ver schiedene (grafische) Verbindungselernente vorgehalten werden. Alternativ kann auch ein einziges Verbindungselement in der EntwicklungsUmgebung entsprechend konfiguriert werden.

Die obenstehende Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Leitsys tem für eine technische Anlage, das eine Engineering Station umfasst, welche wie zuvor erläutert ausgebildet ist. Zusätz lich weist das Leitsystem wenigstens einen Operator Station Server und einen Operator Station Client zum Bedienen und Be obachten der technischen Anlage auf.

Bei der technischen Anlage kann es sich um eine Anlage aus der ProzessIndustrie wie beispielsweise eine chemische, phar- mazeutische, petrochemische oder eine Anlage aus der Nah- rungs- und Genussmittelindustrie handeln. Hiermit umfasst sind auch jegliche Anlagen aus der Produktionsindustrie, Wer ke, in denen z.B. Autos oder Güter aller Art produziert wer den. Technische Anlagen, die zur Durchführung des erfindungs- gemäßen Verfahrens geeignet sind, können auch aus dem Bereich der Energieerzeugung kommen. Windräder, Solaranlagen oder Kraftwerke zur Energieerzeugung sind ebenso von dem Begriff der technischen Anlage umfasst. Unter einem Leitsystem wird im vorliegenden Kontext ein com putergestütztes technisches System verstanden, das Funktiona litäten zum Darstellen, Bedienen und Leiten eines technischen Systems wie einer Fertigungs- oder Produktionsanlage umfasst. Das Leitsystem kann Sensoren zur Ermittlung von Messwerten sowie verschiedene Aktoren umfassen. Zudem kann das Leitsys tem sogenannte prozessnahe Komponenten umfassen, die zur An steuerung der Aktoren bzw. Sensoren dienen.

Unter einem „Operator Station Server" wird vorliegend ein Server verstanden, der zentral Daten eines Bedien- und Be obachtungssystems sowie in der Regel Alarm- und Messwertar chive eines Leitsystems einer technischen Anlage erfasst und Benutzern (sogenannten Operatoren) zur Verfügung stellt. Der Operator Station Server stellt in der Regel eine Kommunikati onsverbindung zu Automatisierungs _S ystemen der technischen An lage her und gibt Daten der technischen Anlage an den soge nannten Operator Station Client weiter, die zur Bedienung und Beobachtung eines Betriebs der einzelnen Funktionselemente der technischen Anlage dienen. Als Operator Station Client kann ein gewöhnlicher Rechner, welcher über eine Monitorein heit verfügt, dienen. Ein Operator Station Client kann aber auch ein Smartphone, ein Tablet oder dergleichen sein.

Der Operator Station Client kann sich zusammen mit dem Opera tor Station Server innerhalb der technischen Anlage befinden. Es ist aber auch möglich, dass der Operator Station Server und/oder der Operator Station Client remote, d.h. außerhalb der technischen Anlage befindlich sind. Insbesondere kann der Operator Station Client in einer Cloud, d.h. in einem Compu ternetzwerk außerhalb der technischen Anlage, realisiert sein. Der Operator Station Server kann über Client-Funktionen ver fügen, um auf die Daten (Archive, Meldungen, Tags, Variablen) anderer Operator Station Server zuzugreifen. Dadurch sind Bilder eines Betriebs der technischen Anlage auf dem Operator Station Server mit Variablen anderer Operator Station Server (Server-Server-Kommunikation) kombinierbar. Bei dem Operator

Station Server kann es sich, ohne sich darauf zu beschränken, um einen SIMATIC PCS 7 Industrial Workstation Server der Fir ma SIEMENS handeln. Unter einem Operator wird ein menschlicher Bediener der tech nischen Anlage verstanden. Der Operator interagiert mittels spezieller Benutzerschnittstellen mit der technischen Anlage bzw. dessen Leitsystem und steuert spezielle technische Funk- tionen der technischen Anlage. Hierzu kann der Operator ein Bedien- und Beobachtungssystem (den Operator Station Client in Verbindung mit dem Operator Station Server) des Leitsystems nutzen. Die obenstehende Aufgabe wird zudem gelöst durch eine compu terimplementierte, grafische EntwicklungsUmgebung für eine Engineering Station für eine technische Anlage, insbesondere Fertigungs- oder Prozessanlage, zum Erstellen einer Automati sierungslösung für die technische Anlage auf Basis der grafi- sehen Programmiersprache Continuous Function Chart, wobei in nerhalb der grafischen Entwicklungsumgebung Datenquellen und Datensenken grafisch miteinander verbindbar sind, um in der erstellten Automatisierungslösung eine reale Verbindung der Datenquellen und Datensenken zu bewirken.

Die EntwicklungsUmgebung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der EntwicklungsUmgebung die Datenquellen und Datensenken je weils derart grafisch miteinander verbindbar sind, dass in der erstellten Automatisierungslösung eine Datenübertragung zwischen der jeweiligen Datenquelle und der Datensenke nur dann erfolgt, wenn die von der jeweiligen Datenquelle zu übertragenden Daten eine in der Entwicklungsumgebung vorgeb- bare Eigenschaft aufweisen. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung des Ausführungsbei spiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert wird. Es zeigen: FIG 1 eine grafische Bedienoberfläche einer Entwick lungsumgebung einer erfindungsgemäßen Engineering Station; und FIG 2 eine funktionelle Darstellung eines Verbindungs- elementes zwischen einer Datenquelle und einer Da tensenke.

FIG 1 zeigt eine grafische Entwicklungsumgebung 1, in welcher eine Datenquelle 2 und eine Datensenke 3 grafisch repräsen tiert sind. Die Entwicklungsumgebung 1 ist auf einer (nicht dargestellten) Engineering Station einer technischen Anlage computerimplementiert. Sie basiert auf der grafischen Pro grammiersprache Continuous Function Chart (CFC) und dient der Erzeugung einer Automatisierung oder Automatisierungslösung für die technische Anlage.

Die Datenquelle 2 kann die grafische (virtuelle bzw. digita le) Repräsentation eines Sensors, eines Messumformers oder einer anderen Komponente einer technischen Anlage darstellen. Die Datenquelle 2 ist vorliegend dazu ausgebildet, Daten an die Datensenke zu übertragen. Aber auch eine Datenübertragung in entgegengesetzter Richtung ist möglich. Die Datensenke 3 kann ein Schnittstellenmodul wie beispiels weise die ET 200 SP der Firma SIEMENS repräsentieren. Die Da tensenke 3 kann Daten der Datenquelle 2 empfangen, aber auch Daten an diese übertragen. Grafisch zwischen der Datenquelle 2 und der Datensenke 3 ist ein Verbindungselement 4 in Form einer einfachen Linie ange ordnet. Die Funktionalitäten dieses Verbindungselementes 4 werden im Folgenden anhand FIG 2 erläutert. FIG 2 zeigt einen bidirektionalen Datenaustausch zwischen der Datenquelle 2 und der Datensenke 3. In einem Speieherelement 5 der Automatisie rungslösung, welches dem Verbindungselernent 4 zugeordnet ist, kann ein Benutzer der Engineering Station ein Kriterium hin terlegen. Dieses Kriterium kann zum Beispiel den Wert der zwischen der Datenquelle 2 und der Datensenke 3 zu übertra genden Daten betreffen. So kann beispielweise festgelegt sein, dass Daten nur dann von der Datenquelle 2 zu der Daten senke 3 übertragen werden, wenn sich der Wert des aktuell an der Datenquelle 2 anliegenden Datums sich gegenüber einem vorherigen Wert geändert hat (absolut oder um einen relativen Wert). Umgekehrt kann die Datenübertragung von der Datensenke 3 zu der Datenquelle 2 anhand eines vergleichbaren Kriteriums erfolgen. Die Kriterien können identisch sein, können sich aber auch voneinander unterscheiden.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel und die Figuren näher illustriert und beschrie ben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom

Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.