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Title:
METHOD FOR OPERATING A COMPONENT OF AUTOMATION TECHNOLOGY, AND A COMPONENT OF AUTOMATION TECHNOLOGY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/110128
Kind Code:
A1
Abstract:
A component (1) of automation technology has a central unit (2), a boot memory (3), and a system memory (4). When a starting condition is invoked, the central unit (2) implements a boot program (5) stored in the boot memory (3). Because of the implementation of the boot program (5), the central unit (2) is able to communicate with a server (8), accept a system program (6) from the server (8) and, optionally, store the accepted system program (6) in the system memory (4) by overwriting a system program (6) already stored in the system memory (4). The central unit (2) furthermore carries out the system program (6). Because of the implementation of the system program (6), the central unit (2) communicates at least once with at least one peripheral unit (11) which is connected to the central unit (2) and is in operative connection with an industrial engineering process (13). On the other hand, the boot program (5) is configured in such a way that solely because of the implementation of the boot program (5), a communication of the central unit (2) with the at least one peripheral unit (11) is not possible.

Inventors:
SPRINGER FRANK (DE)
Application Number:
PCT/DE2007/000463
Publication Date:
September 18, 2008
Filing Date:
March 14, 2007
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SPRINGER FRANK (DE)
International Classes:
G06F9/445
Domestic Patent References:
WO2000075774A22000-12-14
Foreign References:
US20020138592A12002-09-26
US20010034567A12001-10-25
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Betriebsverfahren für eine Komponente (1) der Automatisierungstechnik, - wobei eine Zentraleinheit (2) der Komponente (1) bei Eintreten einer Startbedingung ein in einem Bootspeicher (3) der Komponente (1) gespeichertes Bootprogramm (5) ausführt,

- wobei die Zentraleinheit (2) auf Grund des Ausführens des Bootprogramms (5) in der Lage ist, mit einem Server (8) zu kommunizieren, vom Server (8) ein Systemprogramm (6) entgegen zu nehmen und - ggf. unter überschreiben eines bereits in einem Systemspeicher (4) der Komponente (1) gespeicherten Systemprogramms (6) - das entgegen genommene Systemprogramm (6) im Systemspeicher (4) abzuspeichern, - wobei die Zentraleinheit (2) weiterhin das Systemprogramm (6) ausführt,

- wobei die Zentraleinheit (2) auf Grund des Ausführens des Systemprogramms (6) mindestens einmal mit mindestens einer mit der Zentraleinheit (2) verbundenen Peripherieeinheit (11) kommuniziert, die mit einem industriellen technischen Prozess (13) in Wirkverbindung steht.

2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Startbedingung eintritt, wenn der Zentraleinheit (2) vom Server (8) oder über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (15) der Komponente (1) von einem Anwender (14) ein Startbefehl vorgegeben wird.

3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass die Startbedingung eintritt, wenn die Zentraleinheit (2) eine vorbestimmte Anzahl von Malen oder während eines vorbestimmten Zeitraums mit der mindestens einen Peripherieeinheit (11) kommuniziert hat.

4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Zentraleinheit (2) quasisimultan zum Systemprogramm (6) ein Anwenderprogramm (10) ausführt und dass die Startbedingung eintritt, wenn der Komponente (1) ein neues Anwenderprogramm (10) zugeführt wird.

5 . Betriebsverfahren nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zentraleinheit (2) auf Grund des Ausführens des Systemprogramms (6) von der mindestens einen Peripherieeinheit (11) mindestens ein Zustandssignal (E) des industriellen technischen Prozesses (13) entgegen nimmt und mindestens ein für den industriellen technischen Prozess (13) bestimmtes Steuersignal (A) an die mindestens eine Peripherieeinheit (11) übermittelt und dass die Zentraleinheit 2) aufgrund des Ausführens des Anwenderprogramms (10) das mindestens eine Steuersignal (A) anhand zumindest des mindestens einen Zu- standssignals (E) ermittelt.

6. Komponente der Automatisierungstechnik, - wobei die Komponente eine Zentraleinheit (2), einen Bootspeicher (3) und einen Systemspeicher (4) aufweist,

- wobei die Zentraleinheit (2) bei Eintreten einer Startbedingung ein im Bootspeicher (3) gespeichertes Bootprogramm

(5) ausführt, - wobei die Zentraleinheit (2) auf Grund des Ausführens des Bootprogramms (5) in der Lage ist, mit einem Server (8) zu kommunizieren, vom Server (8) ein Systemprogramm (6) entgegen zu nehmen und - ggf. unter überschreiben eines bereits im Systemspeicher (4) gespeicherten Systemprogramms (6) - das entgegen genommene Systemprogramm (6) im Systemspeicher

(4) abzuspeichern,

- wobei die Zentraleinheit (2) weiterhin das Systemprogramm

(6) ausführt,

- wobei das Bootprogramm (5) derart ausgestaltet ist, dass aufgrund der Ausführung ausschließlich des Bootprogramms

(5) eine Kommunikation der Zentraleinheit (2) mit mindestens einer mit der Zentraleinheit (2) verbindbaren Periphe-

rieeinheit (11) zu einem industriellen technischen Prozess (13) nicht möglich ist.

7. Komponente nach Anspruch 6 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Startbedingung eintritt, wenn der Zentraleinheit (2) vom Server (8) oder über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (15) der Komponente von einem Anwender (14) ein Startbefehl vorgegeben wird.

8. Komponente nach Anspruch 6 oder 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Startbedingung eintritt, wenn die Zentraleinheit (2) eine vorbestimmte Anzahl von Malen oder während eines vorbe- stimmten Zeitraums mit der mindestens einen Peripherieeinheit (11) kommuniziert hat.

9. Komponente nach Anspruch 6, 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zentraleinheit (2) quaεisimultan zum Systemprogramm (6) ein Anwenderprogramm (10) ausführt und dass die Startbedingung eintritt, wenn der Komponente ein neues Anwenderprogramm (10) zugeführt wird.

10. Komponente nach Anspruch 9, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zentraleinheit (2) auf Grund des Ausführens des Systemprogramms (6) von der mindestens einen Peripherieeinheit (11) mindestens ein Zustandssignal (E) des industriellen technischen Prozesses (13) entgegen nimmt und mindestens ein für den industriellen technischen Prozess (13) bestimmtes Steuersignal (A) an die mindestens eine Peripherieeinheit (11) übermittelt und dass die Zentraleinheit (2) auf Grund des Ausführens des Anwenderprogramms (10) das mindestens eine Steuersignal (A) anhand zumindest des mindestens einen Zu- standssignals (E) ermittelt.

11. Komponente nach einem der Ansprüche 6 bis 10,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Komponente als zentrale Steuereinrichtung eines mo- dularen Steuerungssystems ausgebildet ist und dass die Komponente eine Steuerungsbusschnittstelle (12) aufweist, über die die mindestens eine Peripherieeinheit (11) mit der Zentraleinheit (2) verbindbar ist.

12. Komponente nach einem der Ansprüche 6 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Komponente als Verteilerknoten eines modularen Steuerungssystems ausgebildet ist und dass die Zentraleinheit (2) aufgrund des Ausführens des Systemprogramms (6) von der mindestens einen Peripherieeinheit (11) mindestens ein Zustands- signal (E) des industriellen technischen Prozesses (13) ent- gegen nimmt und an eine übergeordnete Steuereinrichtung (18) weiterleitet sowie von der übergeordneten Steuereinrichtung (18) mindestens ein für den industriellen technischen Prozess (13) bestimmtes Steuersignal (A) entgegen nimmt und an die mindestens eine Peripherieeinheit (11) weiterleitet.

Description:

Beschreibung

Betriebsverfahren für eine Komponente der Automatisierungstechnik und Komponente der Automatisierungstechnik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Komponente der Automatisierungstechnik. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine derartige Komponente selbst.

Komponenten der Antriebstechnik sind allgemein bekannt. Beispiele derartiger Komponenten sind die Steuereinrichtungen von Steuerungssystemen, beispielsweise die Zentraleinheiten von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPSen) , die Steuer- einrichtungen von numerischen Steuerungen (CNCs) und von Be- wegungssteuerungseinheiten (Motion Control Units, MCU) , Sensormodule, Verteilerknoten von modularen SteuerungsSystemen usw..

Nachfolgend wird anhand des Beispiels einer CPU einer SPS der typische Aufbau und die typische Wirkungsweise einer Komponente der Antriebstechnik näher erläutert. Zur Klarstellung sei hierbei erwähnt, dass nachfolgend die Abkürzung „CPU" stets für die zentrale Steuereinrichtung eines modularen SteuerungsSystems verwendet wird, also für die mechanischkonstruktive Baueinheit. Der Begriff „Zentraleinheit" wird stets für das Element der Komponente der Automatisierungstechnik verwendet, welches die verschiedenen Programme abarbeitet, welche zum ordnungsgemäßen Betrieb der Komponente er- forderlich sind. Wenn die Komponente der Automatisierungstechnik sowohl CPU-Funktionalität umfasst als auch Peripherieeinheiten aufweist, wird von einem Kompaktgerät gesprochen.

Die CPU weist im Stand der Technik einen Systemspeicher auf. Der Systemspeicher ist als Remanentspeicher ausgebildet. Im Systemspeicher ist ein Systemprogramm gespeichert. Auf Grund des Ausführens des Systemprogramms kommuniziert die Zentral-

einheit im Betrieb der CPU mit (mindestens) einer Peripherieeinheit, die mit der Zentraleinheit verbunden ist.

Die (mindestens eine) Peripherieeinheit steht mit einem tech- nischen Prozess in Wirkverbindung. Beispielsweise kann das Systemprogramm bewirken, dass die Zentraleinheit zunächst einen Ausbaugrad des SteuerungsSystems erkennt, also wie viele Peripherieeinheiten mit der Zentraleinheit verbunden sind. Als nächstes kann die Zentraleinheit beispielsweise erkennen, um welche Peripherieeinheiten es sich handelt. Im weiteren Betrieb der Komponente bewirkt das Systemprogramm, dass die Zentraleinheit zyklisch von der mindestens einen Peripherieeinheit mindestens ein Zustandssignal des industriellen technischen Prozesses entgegen nimmt und mindestens ein für den industriellen technischen Prozess bestimmtes Steuersignal an die mindestens eine Peripherieeinheit übermittelt. Hingegen bewirkt das Systemprogramm (zumindest in der Regel) weder die Verarbeitung der entgegen genommenen Zustandssignal noch die Ermittlung der zu übermittelnden Steuersignale. Diese Verar- beitung und Ermittlung erfolgt im Stand der Technik in der Regel dadurch, dass die Zentraleinheit ein Anwenderprogramm ausführt, welches die Verarbeitung und Ermittlung bestimmt. Das Anwenderprogramm ist, wie bereits der Name sagt, von einem Anwender erstellbar. Es kann der CPU vom Anwender zuge- führt werden. Es kann auch gelöscht oder geändert werden. Das Systemprogramm hingegen kann vom Anwender in der Regel nicht geändert werden.

Es existieren CPUs, bei denen der Inhalt des Systemspeichers, also das Systemprogramm, überhaupt nicht geändert werden kann. Wenn bei einer derartigen CPU das Systemprogramm geändert werden soll oder muss, ist es erforderlich, den Systemspeicher zu wechseln. Es sind jedoch auch bereits CPUs bekannt, bei denen der Inhalt des Systemspeichers geändert wer- den kann. Zum ändern des Inhalts des Systemspeichers ist jedoch eine komplizierte Vorgehensweise einzuhalten, die in der Regel nur von speziell geschultem Personal vorgenommen werden kann. Unabhängig davon, ob das Systemprogramm änderbar ist

oder nicht, muss das Systemprogramm jedoch eine vollständige Systemfunktionalität bereitstellen. Es muss also derart ausgebildet sein, dass es alle Funktionalitäten bereit stellt, die je nach Anwendungsfall und Konfiguration eventuell benö- tigt werden könnten, unabhängig davon, ob in einem bestimmten Anwendungsfall bzw. in einer bestimmten Konfiguration auch alle Funktionalitäten benötigt werden.

Die obigen Ausführungen gelten nicht nur für CPUs von modula- ren Steuerungssystemen. Auch bei anderen Komponenten der Automatisierungstechnik ist zum einen das Systemprogramm entweder gar nicht oder nur auf äußerst umständliche Art und Weise änderbar und muss zum anderen das Systemprogramm stets einen vollständigen Funktionsvorrat bereitstellen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer das Systemprogramm flexibel änderbar ist, insbesondere in Abhängigkeit von Anwendungsfall und/oder Konfiguration oder anderen Kriterien auf einfache Weise anpassbar ist.

Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Komponente mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.

Erfindungsgemäß führt eine Zentraleinheit der Komponente bei Eintreten einer Startbedingung ein in einem Bootspeicher der Komponente gespeichertes Bootprogramm aus. Auf Grund des Aus- führens des Bootprogramms ist die Zentraleinheit in der Lage, mit einem Server zu kommunizieren, vom Server ein Systemprogramm entgegen zu nehmen und - gegebenenfalls unter überschreiben eines bereits in einem Systemspeicher der Komponente gespeicherten Systemprogramms - das entgegengenommene Systemprogramm im Systemspeicher abzuspeichern. Die Zentralein- heit führt weiterhin das Systemprogramm aus. Auf Grund des Ausführens des Systemprogramms kommuniziert die Zentraleinheit mindestens einmal mit mindestens einer mit der Zentraleinheit verbundenen Peripherieeinheit, die mit einem indus-

triellen technischen Prozess in Wirkverbindung steht. Das Bootprogramm ist somit derart ausgestaltet, dass auf Grund der Ausführung ausschließlich des Bootprogramms eine Kommunikation der Zentraleinheit mit der mindestens einen Periphe- rieeinheit nicht möglich ist.

Für das Eintreten der Startbedingung können verschiedene Umstände erforderlich oder hinreichend sein. Beispielsweise kann die Startbedingung eintreten, wenn der Zentraleinheit vom Server oder über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle der Komponente von einem Anwender ein Startbefehl vorgegeben wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Startbedingung eintreten, wenn die Zentraleinheit eine vorbestimmte Anzahl von Malen oder während eines vorbestimmten Zeitraums mit der min- destens einen Peripherieeinheit kommuniziert hat. Auch ist es möglich, dass die Zentraleinheit quasisimultan zum Systemprogramm ein Anwenderprogramm ausführt und die Startbedingung eintritt, wenn der Komponente ein neues Anwenderprogramm zugeführt wird.

Ein häufiger Anwendungsfall der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Zentraleinheit auf Grund des Ausführens des Systemprogramms von der mindestens einen Peripherieeinheit mindestens ein Zustandssignal des industriellen techni- sehen Prozesses entgegen nimmt und mindestens ein für den industriellen technischen Prozess bestimmtes Steuersignal an die mindestens eine Peripherieeinheit übermittelt. In diesem Fall ermittelt die Zentraleinheit das mindestens eine Steuersignal anhand zumindest des mindestens einen Zustandssignals auf Grund des Ausführens des Anwenderprogramms.

Die Komponente kann, wie bereits erwähnt, als zentrale Steuereinrichtung eines modularen Steuerungssystems ausgebildet sein. In diesem Fall weist die Komponente eine Steuerungsbus- schnittsteile auf, über die die mindestens eine Peripherieeinheit mit der Zentraleinheit verbindbar ist.

In einer alternativen Ausgestaltung der Komponente ist die Komponente als Verteilerknoten eines modularen Steuerungssys- tems ausgebildet. Die Zentraleinheit nimmt in diesem Fall auf Grund des Ausführens des Systemprogramms von der mindestens einen Peripherieeinheit mindestens ein Zustandssignal des industriellen technischen Prozesses entgegen und leitet es an eine übergeordnete Steuereinrichtung weiter. Weiterhin nimmt die Zentraleinheit in dieser Ausgestaltung von der übergeordneten Steuereinrichtung mindestens ein für den industriellen technischen Prozess bestimmtes Steuersignal entgegen und leitet es an die mindestens eine Peripherieeinheit weiter.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbin- düng mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:

FIG 1 schematisch ein System der Automatisierungstechnik, einen Server und einen industriellen technischen Prozess,

FIG 2 bis 4 Ablaufdiagramme,

FIG 5 ein weiteres System der Automatisierungstechnik,

FIG 6 ein Ablaufdiagramm,

FIG 7 ein weiteres System der Automatisierungstechnik und

FIG 8 ein Ablaufdiagramm.

Gemäß FIG 1 ist eine Komponente 1 der Automatisierungstechnik als zentrale Steuereinrichtung (CPU) eines modularen Steuerungssystems ausgebildet, beispielsweise als CPU einer SPS. Die Ausgestaltung der Komponente 1 als zentrale Steuereinrichtung ist jedoch rein beispielhaft. Die Komponente 1 der Automatisierungstechnik könnte alternativ anders ausgebildet sein, beispielsweise als Verteilerknoten eines modularen

Steuerungssystems (vergleiche nachfolgende Ausführungen zu FIG 5) oder als Sensoreinrichtung '(vergleiche nachfolgende Ausführungen zu FIG 7) . Auch andere Ausgestaltungen sind möglich.

Gemäß FIG 1 weist die Komponente 1 der Automatisierungstech- nik eine Zentraleinheit 2, einen Bootspeicher 3 und einen Systemspeicher 4 auf. Die Zentraleinheit 2 kann beispielsweise ein Mikroprozessor sein. Im Bootspeicher 3 ist ein Boot- programm 5 gespeichert. Im Systemspeicher 4 kann ein Systemprogramm 6 gespeichert sein. Alternativ kann der Systemspeicher 4 leer sein oder anderweitig belegt sein. Weiterhin weist die Komponente 1 (mindestens) eine Kommunikationsschnittstelle 7 auf, über welche die Zentraleinheit 2 mit ei- nem Server 8 kommunizieren kann. Die bisherigen Ausführungen zur Ausgestaltung der Komponente 1 gelten unabhängig davon, ob die Komponente 1 der Automatisierungstechnik als zentrale Steuereinrichtung eines modularen Steuerungssystems ausgebildet ist oder nicht.

In der konkreten Ausgestaltung der Komponente 1 als zentrale Steuereinrichtung eines modularen SteuerungsSystems ist weiterhin ein Anwenderspeicher 9 vorhanden, in dem ein Anwenderprogramm 10 gespeichert sein kann. Alternativ kann der Anwen- derspeicher 9 leer sein oder anderweitig belegt sein.

Unabhängig davon, wie die Komponente 1 der Automatisierungstechnik konkret ausgestaltet ist, führt die Komponente 1 ein Betriebsverfahren aus, das nachfolgend in Verbindung mit FIG 2 näher erläutert wird. Vorab wird jedoch darauf hingewiesen, dass nachfolgend zwischen den Begriffen „Komponente 1 der Automatisierungstechnik" und „zentrale Steuereinrichtung" unterschieden wird. Soweit Ausführungen in Bezug auf die Komponente 1 der Automatisierungstechnik getroffen werden, sind sie allgemein gültig. Soweit Ausführungen in Bezug auf die zentrale Steuereinrichtung getroffen werden, beziehen sie sich speziell auf die zentrale Steuereinrichtung.

Gemäß FIG 2 prüft die Zentraleinheit 2 in einem Schritt Sl, ob eine Startbedingung erfüllt ist. Auf mögliche Startbedingungen wird später noch näher eingegangen werden.

In einem Schritt S2 führt die Zentraleinheit 2 das Bootprogramm 5 aus. Auf Grund des Ausführens des Bootprogramms 5 ist die Zentraleinheit 2 insbesondere in der Lage, mit dem Server 8 zu kommunizieren. Unter welchen umständen und in welcher Form die Zentraleinheit 2 mit dem Server 8 kommuniziert, wird später noch näher erläutert werden.

Wenn die Zentraleinheit 2 mit dem Server 8 kommuniziert, ist die Zentraleinheit 2 auf Grund des Ausführens des Bootprogramms 5 weiterhin in der Lage, vom Server 8 ein (neues) Sys- temprogramm 6 entgegenzunehmen und das neu entgegen genommene Systemprogramm 6 im Systemspeicher 4 abzuspeichern. Soweit erforderlich, kann hierbei ein Systemprogramm 6, das zuvor bereits im Systemspeicher 4 gespeichert ist, überschrieben werden. Unter welchen Bedingungen die Zentraleinheit 2 vom Server 8 das Systemprogramm 6 entgegen nimmt und im Systemspeicher 4 abspeichert, wird nachfolgend ebenfalls noch erläutert werden.

Sodann führt die Zentraleinheit 2 in einem Schritt S3 das Systemprogramm 6 aus, das im Systemspeicher 4 gespeichert ist. Auf Grund des Ausführens des Systemprogramms 6 kommuniziert die Zentraleinheit 2 mindestens einmal mit mindestens einer Peripherieeinheit 11, die mit der Zentraleinheit 2 - gemäß FIG 1 über eine Steuerungsbusschnittstelle 12 der zent- ralen Steuereinrichtung - verbunden ist. Auf die Art der Kommunikation wird nachfolgend ebenfalls näher eingegangen werden. Von Bedeutung ist, dass die Kommunikation der Zentraleinheit 2 mit den Peripherieeinheiten 11 im Rahmen der Ausführung des Systemprogramms 6 erfolgt. Das Bootprogramm 5 hingegen ist derart ausgestaltet, dass auf Grund der Ausführung ausschließlich des Bootprogramms 5 eine Kommunikation der Zentraleinheit 2 mit den Peripherieeinheiten 11 nicht möglich ist.

Die Peripherieeinheiten 11 stehen mit einem industriellen technischen Prozess 13 in Wirkverbindung. Die Peripherieeinheiten 11 sind daher in der Lage, mindestens ein Zustandssig- nal E des industriellen technischen Prozesses 13 zu erfassen und an die Komponente 1 der Automatisierungstechnik weiterzuleiten. Alternativ oder zusätzlich sind die Peripherieeinheiten 11 in der Lage, mindestens ein Steuersignal A an den industriellen technischen Prozess 13 auszugeben und den industriellen technischen Prozess 13 so zu beeinflussen.

Das obenstehende, in Verbindung mit FIG 2 erläuterte erfindungsgemäße Betriebsverfahren wird stets ausgeführt, also unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Komponente 1 der Automatisierungstechnik. In Verbindung mit FIG 3 wird nach- folgend eine Ausgestaltung des Betriebsverfahrens erläutert, die dann sinnvoll ist, wenn die Zentraleinheit 2 auch das Anwenderprogramm 10 ausführt.

Gemäß FIG 3 ist der Schritt S3 in drei Schritte Sil, S12 und S13 aufgeteilt. Im Schritt Sil führt die Zentraleinheit 2 einen ersten Teil des Systemprogramms 6 aus . Im Rahmen des Schrittes Sil nimmt die Zentraleinheit 2 von den Peripherieeinheiten 11 die Zustandssignale E des industriellen technischen Prozesses 13 entgegen. Im Schritt S12 führt die Zent- raleinheit 2 das Anwenderprogramm 10 aus, das im Anwenderspeicher 9 gespeichert ist. Das Anwenderprogramm 10 enthält Vorschriften, anhand derer die Zentraleinheit 2 die im Schritt Sil entgegen genommenen Zustandssignale E auswertet. Weiterhin ermittelt die Zentraleinheit 2 anhand der Zustands- Signale E - gegebenenfalls unter zusätzlicher Verwendung interner Zustandssignale der Komponente 1 (Beispiele derartiger Zustandssignale sind die Werte von Timern, Zählern und Merkern) - die Steuersignale A für den industriellen technischen Prozess 13. Im Schritt S13 führt die Zentraleinheit 2 einen zweiten Teil des Systemprogramms 6 aus. Im Rahmen des Schrittes S13 übermittelt die Zentraleinheit 2 die für den industriellen technischen Prozess 13 bestimmten Steuersignale A an die Peripherieeinheiten 11.

Gemäß FIG 3 wird das dortige Ablaufdiagraπun zyklisch ausgeführt. Eine Zykluszeit (also die Zeit, die für ein einmaliges Durchlaufen des Ablaufdiagramms von FIG 3 benötigt wird) liegt in der Regel bei wenigen Millisekunden, in manchen Fäl- len auch unter einer Millisekunde, z. B. bei 125 Mikrosekun- den. Die Zentraleinheit 2 muss daher laufend zwischen der Ausführung des Systemprogramms 6 (Stichwort „Entgegennehmen der ZustandssignaIe E und übermitteln der Steuersignale A") einerseits und der Ausführung des Anwenderprogramms 10 (Stichwort „Auswerten der Zustandssignale E und Ermitteln der Steuersignale A") hin und her schalten. Die Zentraleinheit 2 führt somit das Systemprogramm 6 und das Anwenderprogramm 10 quasisimultan aus.

Die bisher beschriebene Vorgehensweise von FIG 3 wird insbesondere dann ausgeführt, wenn die Komponente 1 der Automatisierungstechnik den industriellen technischen Prozess 13 steuert. Es kann sich, soweit es die bisher beschriebene Vorgehensweise der FIG 3 betrifft, bei der Komponente 1 der Au- tomatisierungstechnik somit um eine der folgenden Einheiten handeln :

- eine zentrale Steuereinrichtung eines modularen Steuerungssystems (siehe FIG 1) , beispielsweise eine CPU einer SPS wie - rein beispielhaft - eine CPU der Baureihe SIMATIC S7- 300 der Siemens AG, oder

- eine Steuereinrichtung, bei der Peripherieeinheiten 11 bereits in die Steuereinrichtung integriert sind. Ein Beispiel einer derartigen Steuereinrichtung ist eine Kompakt- SPS der früheren Baureihen SIMATIC S5-90 oder SIMATIC S5-95 der Siemens AG.

Wenn die Peripherieeinheiten 11 bereits in die Steuereinrichtung integriert sind, ist es sogar möglich, dass das jeweili- ge Kompaktgerät (Definition siehe oben) mittels weiterer Peripherieeinheiten 11 erweitert wird. Beispielsweise weist die Baugruppe SIMATIC S5-95 der Siemens AG bereits auf dem Kompaktgerät (onboard) Peripherieeinheiten 11 auf. Zusätzlich

sind an dieses Kompaktgerät jedoch Peripherieeinheiten 11 des .nodularen Steuerungssystems SIMATIC S5-100 anschließbar.

Wenn die Zentraleinheit 2 quasiparallel zum Systemprogramm 6 das Anwenderprogramm 10 ausführt - sei es auf die bisher in Verbindung mit FIG 3 beschriebene Art und Weise, sei es auf andere Art und Weise -, kann die Startbedingung so realisiert sein, wie dies nachfolgend in Verbindung mit FIG 3 weiter erläutert wird.

Gemäß FIG 3 prüft die Zentraleinheit 2 in einem Schritt S14, ob ihr ein neues Anwenderprogramm 10 zugeführt wird. Wenn der Zentraleinheit 2 kein neues Anwenderprogramm 10 zugeführt wird, wird eine geeignete Reaktion ergriffen. Welche Reaktion geeignet ist, kann von den Umständen des Einzelfalls abhängen. Wenn beispielsweise das von der Zentraleinheit 2 ausgeführte Anwenderprogramm 10 ein Anwenderprogramm einer speicherprogrammierbaren Steuerung ist, kann direkt zum Schritt Sil zurückgegangen werden. Wenn andererseits das Anwenderpro- gramm 10 eine Fertigungsvorschrift für ein herzustellendes einzelnes Werkstück (nicht mehrere) ist, kann zum Schritt S14 zurückgegangen werden. Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 3 eine Vorgehensweise erläutert, die stets anwendbar ist.

Denn gemäß FIG 3 wird in dem Fall, dass der Komponente 1 kein neues Anwenderprogramm 10 zugeführt wird, zum Schritt Sl zurückgegangen. Der Schritt Sl von FIG 3 ist mit dem Schritt Sl von FIG 2 identisch und muss daher nicht noch einmal erläutert werden.

Wenn der Komponente 1 hingegen ein neues Anwenderprogramm 10 zugeführt wird, führt die Zentraleinheit 2 Schritte S15 und S16 aus. Im Schritt S15 übernimmt die Zentraleinheit 2 das neue Anwenderprogramm 10. Der Schritt S15 kann insbesondere ein Abspeichern des neuen Anwenderprogramms 10 im Anwenderspeicher 9 umfassen. Im Schritt S16 setzt die Zentraleinheit 2 die Startbedingung auf „erfüllt". Nach der Ausführung des Schrittes S16 geht die Zentraleinheit 2 zum Schritt Sl über.

Der Schritt S2 von FIG 2 ist in FIG 3 inhaltlich ebenfalls enthalten. Er ist jedoch in Schritt S17 bis S21 aufgeteilt. Im Schritt S17 setzt die Steuereinrichtung 2 die Startbedingung auf „nicht erfüllt". Der Schritt S17 ist erforderlich, damit die Schritte S17 bis S21 nach dem Zuführen eines neuen Anwenderprogramms 10 nur einmal durchlaufen werden.

Im Schritt S18 prüft die Zentraleinheit 2, ob das derzeitige Systemprogramm 6 für das neu zugeführte Anwenderprogramm 10 optimal ist. Wenn dies der Fall ist, wird direkt zu einem Schritt S22 übergegangen. Anderenfalls werden die Schritte S19 bis S21 ausgeführt. Der Schritt S18 ist nur optional. Wenn er entfällt, werden die Schritte S19 bis S21 stets ausgeführt .

Im Schritt S19 nimmt die Zentraleinheit 2 Kontakt zum Server 8 auf. Sie übermittelt hierbei an den Server 8 zumindest eine Identifikation, aus welcher der Typ der Komponente 1 hervorgeht. Weiterhin übermittelt sie - zumindest in der Regel - eine Information, anhand welcher der Server 8 das optimale Systemprogramm 6 ermitteln kann. Beispielsweise kann die Zentraleinheit 2 an den Server 8 das Anwenderprogramm 10, eine Typisierung des Anwenderprogramms 10 oder eine Identifikation für das optimale Systemprogramm 6 („ich brauche System- programm Nr. 7") übermitteln.

Die Zentraleinheit 2 kann im Rahmen des Schrittes S19 auch weitere Informationen an den Server 8 übermitteln. Beispielsweise kann sie zusätzlich eine Identifikation übermitteln, anhand derer die Komponente 1 eindeutig von anderen Komponenten unterschieden werden kann, also insbesondere auch von baugleichen Komponenten 1. Auch andere Informationen können übermittelt werden, beispielsweise ein Aktualisierungsstand des derzeit im Systemspeicher 6 gespeicherten Systemprogramms 6.

Im Schritt S20 nimmt die Zentraleinheit 2 vom Server 8 das neue, optimale Systemprogramm 6 entgegen. Im Schritt S21

speichert die Zentraleinheit 2 das entgegengenommene Systemprogramm 6 im Systemspeicher 4 ab.

Im Schritt S22 prüft die Zentraleinheit 2, ob das Anwender- programm 10 abgearbeitet werden soll. Wenn das Anwenderprogramm 10 abgearbeitet werden soll, geht die Zentraleinheit 2 zum Schritt Sil über. Anderenfalls geht die Zentraleinheit 2 zum Schritt S14 über. Der Schritt S22 ist nur optional. Auf Grund des Schrittes S22 kann jedoch begrenzt werden, wie oft das Anwenderprogramm 10 ausgeführt wird. Denn je nach Lage des Einzelfalls kann alternativ eine einmalige Ausführung, eine mehrmalige Ausführung oder eine kontinuierliche Ausführung (d. h. bis zum Eintreten einer Abbruchbedingung, z. B. der Vorgabe eines Stoppbefehls durch einen Anwender 14) sinn- voll sein.

Nachfolgend werden in Verbindung mit FIG 4 weitere Möglichkeiten erläutert, anhand derer geprüft werden kann, ob die Startbedingung erfüllt ist. Die Möglichkeiten können alterna- tiv einzeln, gruppenweise oder insgesamt gegeben sein. Ihre Reihenfolge ist beliebig. Auch können die Möglichkeiten der FIG 4 mit der Bedingung „neues Anwenderprogramm 10 vorgegeben" kombiniert sein.

Gemäß FIG 4 prüft die Zentraleinheit 2 in einem Schritt S31, ob ihr der Anwender 14 über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 15 einen Startbefehl vorgegeben hat. Weiterhin prüft die Zentraleinheit 2 in einem Schritt S32, ob ihr vom Server 8 ein Startbefehl vorgegeben wurde (d. h. eine Kommunikati- onsanforderung übermittelt wurde) . Weiterhin prüft die Zentraleinheit 2 in einem Schritt S33, ob sie das Anwenderprogramm 10 hinreichend oft ausgeführt hat. Sie vergleicht also im Rahmen des Schrittes S33 die Anzahl von Malen, die sie das Anwenderprogramm 10 ausgeführt hat, mit einer vorbestimmten Anzahl. Diese Prüfung korrespondiert auf Grund der zyklischen Ausführung der Schritt Sl bis S3 (vergleiche FIG 2) mit der Anzahl von Malen, die die Zentraleinheit 2 mit der Peripherieeinheiten 11 kommuniziert hat. Sie prüft also im Rahmen

des Schrittes S34, ob sie mit den Peripherieeinheiten 11 beispielsweise mindestens vier Stunden oder drei Tage kommuniziert hat oder ob ein bestimmter Zeitpunkt erreicht ist, ein absolut vorgegebener Zeitraum also abgeschlossen ist.

Wenn eine der Prüfungen der Schritte S31 bis S34 erfüllt ist, geht die Zentraleinheit 2 zu einem Schritt S35 über, in dem sie die Startbedingung auf „erfüllt" setzt. Der Schritt S35 von FIG 4 entspricht dem Schritt S16 von FIG 3. An den Schritt S35 schließt sich der Schritt Sl an, der bereits in Verbindung mit FIG 2 erläutert wurde.

Die vorliegende Erfindung wurde obenstehend in Verbindung mit einer Steuereinrichtung eines Steuerungssystems erläutert. Das SteuerungsSystem konnte hierbei modular oder nicht modu- lar sein. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Steuereinrichtungen beschränkt. Sie ist beispielsweise - insbesondere soweit es die Ausgestaltungen gemäß FIG 2, gemäß FIG 3, Schritte S17 bis S21 und gemäß FIG 4 betrifft - auch bei anderen Komponenten 1 der Automatisierungstechnik anwendbar. Ein Beispiel einer derartigen Komponente wird nachfolgend in Verbindung mit den FIG 5 und 6 näher erläutert.

Gemäß FIG 5 ist die Komponente 1 als Verteilerknoten eines .nodularen Steuerungssystems ausgebildet. Der Verteilerknoten 1 ist über eine Peripherieschnittstelle 16 mit den Peripherieeinheiten 11 verbunden. Die Peripherieeinheiten 11 können Zustandssignale E des industriellen technischen Prozesses 13 erfassen und/oder Steuersignale A an den industriellen tech- nischen Prozess 13 ausgeben. Der Verteilerknoten 1 ist weiterhin über eine Steuerungsbusschnittstelle 17 mit einer übergeordneten Steuereinrichtung 18 verbunden. Die Steuereinrichtung 18 von FIG 5 kann beispielsweise die zentrale Steuereinrichtung von FIG 1 sein. Es kann sich jedoch alternativ auch um eine andere Steuereinrichtung handeln. Es ist möglich, dass der Verteilerknoten 1 ein Anwenderprogramm 10 abarbeitet. Alternativ ist möglich, dass der Verteilerknoten 10 kein Anwenderprogramm abarbeitet. Die Kommunikation mit dem

Server 8 kann direkt erfolgen. Alternativ kann die Kommunika- tion über die übergeordnete Steuereinrichtung 18 erfolgen. Weiterhin ist möglich, dass die übergeordnete Steuereinrichtung 18 mit dem Server 8 identisch ist.

Gemäß FIG 6 führt der Verteilerknoten 1 von FIG 5 das obenstehend in Verbindung mit FIG 2 beschriebene Betriebsverfahren aus. Der Schritt S3 ist hierbei in FIG 6 in Schritt S41 bis S44 aufgeteilt.

Im Schritt S41 nimmt die Zentraleinheit 2 von den Peripherieeinheiten 11 ZustandsSignale E des industriellen technischen Prozesses 13 entgegen. Im Schritt S42 leitet die Zentraleinheit 2 die Zustandssignale E an die übergeordnete Steuerein- richtung 18 weiter. Im Schritt S43 nimmt die Zentraleinheit 2 von der übergeordneten Steuereinrichtung 18 die Steuersignale A für den industriellen technischen Prozess 13 entgegen. Im Schritt S44 leitet die Zentraleinheit 2 die Steuersignale A an die Peripherieeinheiten 11 weiter.

In Verbindung mit den FIG 7 und 8 wird nachfolgend eine weitere mögliche Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Gemäß FIG 7 ist die Komponente 1 der Automatisierungstechnik als Sensoreinrichtung ausgebildet. An die Sensoreinrichtung 1 sind mehrere Sensoren 19 angeschlossen. Die Sensoren 19 können Bestandteil der Sensoreinrichtung 1 sein. Es kann sich alternativ um eigenständige Elemente handeln. Die Sensoren 19 entsprechen den Peripherieeinheiten 11.

Die Sensoreinrichtung 11 von FIG 7 ist über eine Kommunikationsschnittstelle 20 mit einer Auswertungseinrichtung 21 verbunden. Die Kommunikation mit dem Server 8 erfolgt entweder über die Auswertungseinrichtung 21 oder direkt mit dem Server 8. Auch kann - analog zur Ausgestaltung von FIG 5 - die Auswertungseinrichtung 21 mit dem Server 8 identisch sein.

Gemäß FIG 8 sind die Schritte Sl bis S3 von FIG 2 wie folgt implementiert :

In einem Schritt S51 prüft die Zentraleinheit 2, ob die zu erfassende Größe gewechselt werden soll. Ein Wechseln der zu erfassenden Größe entspricht dem Eintreten der Startbedingung.

In einem Schritt S52 (der mit dem Schritt Sl von FIG 2 kor- respondiert) prüft die Zentraleinheit 2, ob die Startbedingung erfüllt ist.

Wenn die Startbedingung erfüllt ist, nimmt die Zentraleinheit 2 in einem Schritt S53 Kontakt zum Server 8 auf. Sie übermit- telt im Rahmen des Schrittes S53 zumindest eine Typidentifikation. In der Regel übermittelt sie auch eine Identifikation für das erforderliche Systemprogramm 6 oder für die zu erfassende Größe. Der Schritt S53 von FIG 8 korrespondiert im Wesentlichen mit dem Schritt S19 von FIG 3.

In einem Schritt S54 nimmt die Zentraleinheit 2 vom Server 8 das erforderliche Systemprogramm 6 entgegen. In einem Schritt S55 speichert die Zentraleinheit 2 das entgegengenommene Systemprogramm 6 im Systemspeicher 4 ab. Die Schritte S54 und S55 von FIG 5 korrespondieren mit den Schritten S20 und S21 von FIG 3.

In einem Schritt S56 erfasst die Zentraleinheit 2 die zu erfassende Größe. Gegebenenfalls führt sie weitere Maßnahmen durch. Weitere Maßnahmen können beispielsweise im Speichern oder Vorauswerten der erfassten Größe bestehen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die erfasste Größe - zumindest von Zeit zu Zeit - an die Auswertungseinrichtung 21 übermittelt wird. Der Schritt S56 entspricht einer Implemen- tierung des Schrittes S3 von FIG 2.

Auf Grund der obenstehend erläuterten Prinzipien sind viele Ausgestaltungen möglich.

Beispielsweise ist es möglich, im Server 8 zentral Informationen vorzuhalten, aus denen hervorgeht, wann welches Systemprogramm 6 für welche Komponente 1 bestimmt ist. In diesem Fall ist es zum einen nicht erforderlich, dass die jeweilige Komponente 1 dem Server 8 mitteilt, welches Systemprogramm 6 sie benötigt. Weiterhin ist es in diesem Fall möglich, dass der Server 8 selbsttätig die jeweilige Komponente 1 anspricht und sodann das Systemprogramm 6 übermittelt.

Weiterhin ist es möglich, dass die Komponente 1 der Automatisierungstechnik periodisch - z. B. einmal pro Tag, einmal pro Woche oder einmal pro Monat - beim Server 8 anfragt, ob eine Aktualisierung des Systemprogramms 6 vorliegt.

Weiterhin ist es möglich, beim Hochlauf der Komponente 1 zuerst ein erstes Systemprogramm 6 auszuführen, mit dem Prüfungen und Initialisierungsvorgänge der Komponente 1 vorgenommen werden, und sodann ein zweites Systemprogramm 6 und gegebenenfalls auch weitere Systemprogramme 6 nachzuladen, welche im laufenden Betrieb der Komponente 1 nacheinander benötigt werden.

Weiterhin ist es möglich, das Systemprogramm 6 in Bezug auf die Anforderungen des Anwenderprogramms 10 zu optimieren. Wenn beispielsweise die Komponente 1 eine Steuereinheit einer CNC oder einer MCU ist, kann ein Anwenderprogramm 10, bei dem nur zwei oder drei Achsen angesteuert werden müssen, schneller ausgeführt werden als ein Anwenderprogramm 10, bei dem beispielsweise fünf oder sechs oder sogar noch mehr Achsen angesteuert werden müssen.

In der Regel ist der Systemspeicher 4 ein Remanentspeieher, das heißt der Inhalt des Systemspeichers 4 bleibt auch dann erhalten, wenn die Energieversorgung des Systemspeichers 4 abgeschaltet wird. Ein Beispiel eines derartigen Remanent- speichers ist ein Flash-EPROM. Es ist alternativ jedoch möglich, dass der Systemspeicher 5 ein flüchtiger Speicher ist, z. B. ein einfaches RAM.

In der Regel ist im Systemspeicher 4 entweder kein Systemprogramm 6 oder nur ein einziges Systemprogramm 6 gespeichert. Alternativ ist jedoch möglich, den Systemspeicher 4 derart zu dimensionieren und zu betreiben, dass im Systemspeicher 4 gleichzeitig zwei Systemprogramme 6 gespeichert sind. In diesem Fall ist es beispielsweise möglich, im laufenden Betrieb der Komponente 1 (also während eines der im Systemspeicher 4 gespeicherten Systemprogramme 6 ausgeführt wird) allmählich ein neues Systemprogramm 6 zusätzlich in den Systemspeicher 4 zu laden und nach Beendigung des Ladevorgangs auf das neu geladene Systemprogramm 6 umzuschalten. Diese Vorgehensweise weist nicht nur den Vorteil auf, dass sie auch im laufenden Betrieb der Komponente 1 ausführbar ist. Darüber hinaus steht in dem Fall, dass das Nachladen des neuen Systemprogramms 6 fehlerhaft ausgeführt wird (egal, aus welchen Gründen) im

Systemspeicher 4 ein lauffähiges Systemprogramm 6 zur Verfügung.

Weiterhin verarbeitet das Systemprogramm 6 in der Regel keine Zustandssignale E des Prozesses 13 und ermittelt auch keine Steuersignale A des Prozesses 13. In Einzelfällen ist dies jedoch möglich.

Der Bootspeicher 3 ist stets ein Remanentspeicher. Das im Re- manentspeicher 3 hinterlegte Bootprogramm 5 kann unveränderbar sein. Alternativ ist es möglich, dass auch das Bootpro- graitim 5 aktualisierbar ist. Analog zu der Möglichkeit, im Systemspeicher 4 simultan zwei Systemprogramme 6 zu speichern, wobei jedoch nur eines der Systemprogramme 6 aktiviert ist, ist eine derartige Vorgehensweise auch bezüglich des Bootspeichers 3 und der Bootprogramme 5 möglich.

Die Verbindung der Komponente 1 mit dem Server 8 ist prinzipiell beliebiger Natur. Sie kann direkt oder indirekt sein. Sie kann leitungsgebunden oder leitungslos sein. Es kann sich um eine Netzwerkanbindung oder um eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung handeln. Vorzugsweise erfolgt die Kommunikation zwischen der Komponente 1 und dem Server 8 über das Internet.

Mittels der vorliegenden Erfindung ist insbesondere auf einfache Weise eine Aktualisierung des Systemprogramms 6 möglich. Weiterhin sind auf einfache Weise Anpassungen des Systemprogramms • 6 an spezielle Umstände (z. B. an ein auszufüh- rendes Anwenderprogramm 10) möglich. Eine umständliche Interaktion mit dem Anwender 14 ist nicht erforderlich.

Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.