当前位置: 首页 > 专利查询>西门子公司专利>正文

用于模拟自动化工业设备的方法和模拟装置制造方法及图纸

技术编号:11766440 阅读:103 留言:0更新日期:2015-07-23 18:20
本发明专利技术涉及一种用于模拟自动化工业设备的方法,其中工业设备映射到设备模型中且设备模型分为多个子模型;在此子模型利用具有计算算法或数学方程的性能描述建模;每个子模型根据工业设备到设备模型中的映射与至少一个其他子模型连接,其中在准备模拟时通过编译运行使设备模型或子模型编译为能由实施模拟的计算机系统实施的形式;在此附加地确定子模型的实施顺序,其中在编译运行之前子模型分别扩大了一运行时间模型,其中运行时间模型具有对应于相应子模型的计算时间,其中根据实施顺序和扩大了的运行时间模型的子模型,以子模型的计算时间的粒度的形式推导出并图像地示出设备模型的总计算时间,由此在设备模型中能识别和定位实时关键的流程路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于模拟自动化工业设备的方法,其中,使工业设备映射到设备模型中,并且使设备模型分为多个子模型;在此,子模型利用具有计算算法或者数学方程的性能描述来建模;根据工业设备到设备模型中的映射,使每个子模型与至少一个其他的子模型连接,其中,在准备模拟时,通过编译运行,使设备模型或者子模型编译为能够由实施模拟的计算机系统实施的形式;在此,附加地确定子模型的实施顺序。另外,本专利技术涉及一种用于模拟自动化的工业设备的包括计算机系统的模拟装置,计算机系统具有模拟软件、带有多个子模型的库、用于为工业设备建立设备模型的组件编辑器;其中,工业设备借助子模型的连接能够映射到设备模型上,其中,子模型具有计算算法或者数学方程;计算机系统具有编译装置和调度装置,编译装置设计用于,通过编译使得设备模型变为能由具有用于模拟的模拟软件的计算机系统实施的形式,调度装置设计用于根据子模型的连接确定子模型的实施顺序。
技术介绍
例如在Operator Training System(OTS,操作员培训系统)中或者在用于虚拟运行(VIBM)的系统中,在加工业的环境中优选地使用有实时能力的模拟模型。在本专利技术的意义中,实时或者有实时能力意味着,模拟的时间单位(时间片)在时间长度上等于自动化装置的采样时间。因此,实时运行理解为计算器系统的运行,其中,程序持续地准备用于处理累积的数据,也就是说,在预设的时间间隔之内能提供处理结果。根据现有技术,从西门子用户手册“SMIT SCE", 2009年七月版,SIMIT-HB-SCE-2009-07中已知一种模拟方法和模拟装置。在这种已知的模拟方法中,为模拟器建立并且例如在较长时间内实施设备模型。在经过较长时间模拟设备模型时可能出现,发生运行时间违规,即模型的运行时间比预设的模拟周期更长地持续,该模拟周期又相当于实际的时间长度
技术实现思路
本专利技术的目的在于,在模拟期间避免要模拟的设备模型的较晚的运行时间违规(Laufzeitverletzung)。对用于模拟自动化工业设备的方法来说,该目的利用独立权利要求1的前序部分的特征由此来实现,即子模型在编译运行之前分别扩大了一个运行时间模型,其中,运行时间模型具有与相应的子模型相对应的计算时间,其中,根据实施顺序和扩大了的运行时间模型的子模型,以子模型的计算时间粒度的形式推导出并图像地示出设备模型的总计算时间,由此能够在设备模型中识别和定位实时关键的流程路径。根据本专利技术,设置模拟元件、特别是子模型,扩大了一运行时间模型。根据子模型的复杂性和计算器的功率,子模型的计算时间能够以模拟时间单位波动,并且也能够发生运行时间违规。借助本专利技术,在模拟开始之前保障,模拟能实时地或者基于虚拟时间地结束并且不发生运行时间违规。在本方法的有利的设计方案中,子模型的计算时间根据至少一个参数存放在运行时间模型中,该参数在实施子模型期间取决于状态地影响计算时间,其中,选择计算机系统的计算器配置作为至少一个参数。计算器配置指的是,根据所给出的基础设施对计算机系统的程序或硬件组成部分的确定调整,以及根据其装配而对于系统的调整。硬件配置理解为计算机系统的构件的确定装配。因此,硬件配置例如由确定的主板、处理器型号、确定的显卡和确定的硬盘组成。此外,计算机系统能够另外地配置为,其例如打印到确定的打印机上,其中安装有确定的打印机驱动或者仪器驱动。为了获得与模拟的可能的运行时间违规相关的可靠论述,在计算机系统的初始化阶段中实施对于由子模型组成的设备模型的编译运行,并且子模型在子模型的实施顺序中,以重叠的图示映射给子模型的相应的计算时间的时间长度,其中,针对计算时间的总和超过模拟周期时间的时间长度的情况,给出实时性违规的指示。因为实时模拟器在时间片中以周期的方式重新计算子模型,所以所要求的模拟周期时间作为实时预定而存在。如果在模拟中实行设备模型的时间长度长于所要求的模拟周期时间,则存在实时性违规。在为过程技术设备建模时的挑战是,在细致度和模拟速度之间找到合适的平衡。针对子模型的处理时间已经在所要求的模拟周期时间之外的情况,如下地扩充本方法,将模拟周期时间的时间长度识别为超出,并且至少一个子模型并行地实现到第二计算机系统上,因此能够再次遵循所要求的模拟周期时间。在本方法的另一个优化方案中,在模拟期间,在子模型处执行运行时间测量,其中,从运行时间测量中为不同的计算器配置推导出取决于配置的运行时间预测,并且将计算器配置的具有所求出的运行时间的配置数据组作为参数组保存在运行时间模型中。因此,能够逐渐地并且自适应地改善用于模拟建模的运行时间模型的取决于计算器的运行时间。在此,在模拟设备模型期间,运行时间测量在子模型处不违犯实时性地连续执行并且与目前的计算器配置一起保存。优选地,保存“有价值的情况(Worth Case)”的运行时间,其主要对于运行时间模型的计算而言是重要的。如果在模拟时强烈地改变运行时间,使得实时性违规的风险上升,那么上述用于并行地运行模拟的方法能够重新应用到第二计算机系统上。计算顺序的重新分配将使实时性违规的风险最小化。在通过应用已知的具有其运行时间模型的子模型为新设备建模时,能够参考对于过去的运行时间性能的经验。因此,利用每个新应用来革新地改善设备模拟。开头所述目的同样通过具有独立权利要求6的前序部分所述特征的用于模拟自动化工业设备的模拟装置由此来实现,即子模型还具有运行时间模型,其中,运行时间模型具有与相应的子模型相对应的计算时间,其中编译装置还设计用于,根据实施顺序和扩大了的运行时间模型的子模型,以子模型的计算时间的粒度的形式推导出并图像地示出设备模型的总计算时间,由此能够在设备模型中识别和定位实时关键的流程路径。有利地,运行时间模型具有适配装置,并且该适配装置设计用于,根据至少一个参数动态地调整子模型的计算时间,其中该参数在实施子模型期间取决于状态地影响计算时间,其中选择计算机系统的计算器配置作为至少一个参数。在模拟装置的另一个优化的实施方案中,其具有监控装置,监控装置设计为,子模型在实施顺序中,以重叠的图示映射给子模型的相应的计算时间的时间长度,并且进一步设计用于,针对计算时间的总和超过模拟周期时间的时间长度的情况,给出实时性违规的指示。为了并行地模拟、即子模型实行到不同的模拟器(计算器)上,模拟装置设计为具有针对带有第二模拟软件的第二计算机系统的接口,另外设计为,为了并行地实行而传递子模型到第二计算机系统处。另一个改善的模拟装置设计为,具有用于在模拟期间测量子模型的运行时间的测量装置。另外模拟装置设计为,当前适用的计算器配置的测量结果与计算机系统的计算器配置的配置数据组一起作为参数组保存在运行时间模型中。【附图说明】为了进一步阐述本方法和模拟装置,附图示出了实施例。其示出图1是设备模型中的扩大了一运行时间模型的子模型,图2是设备模型和部分运行时间的图示,图3是图2中的设备模型和并行处理时的部分运行时间的图示,图4是具有扩大了的运行时间模型的子模型的设备模型和遵循所要求的模拟周期时间时的部分运行时间的图示,并且图5是用于模拟自动化工业设备的模拟装置。【具体实施方式】根据图1,设备模型2模拟了工业设备I。设备模型2包括多个子模型11,12,13,14,其中,在本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种用于模拟自动化的工业设备(1)的方法,其中,所述工业设备(1)映射到设备模型(2)中并且所述设备模型(2)分为多个子模型(11,12,13,14);在此,所述子模型(11,12,13,14)利用具有计算算法或者数学方程的性能描述(11a,12a,13a,14a)来建模;根据所述工业设备(1)到所述设备模型(2)中的映射,每个所述子模型(11,12,13,14)与至少一个其他的所述子模型(11,12,13,14)连接,其中,在准备所述模拟时,所述设备模型(2)或者所述子模型(11,12,13,14)通过编译运行编译为能够由实施所述模拟的计算机系统(101)实施的形式;在此,附加地确定所述子模型(11,12,13,14)的实施顺序,其特征在于,在所述编译运行之前,所述子模型(11,12,13,14)分别扩大了一运行时间模型(11c,12c,13c,14c),其中,所述运行时间模型(11c,12c,13c,14c)具有与相应的所述子模型(11,12,13,14)相对应的计算时间(21,22,23,24),其中,根据所述实施顺序和扩大了的所述运行时间模型(11c,12c,13c,14c)的所述子模型(11,12,13,14),所述设备模型(2)的总计算时间(20)以所述子模型(11,12,13,14)的所述计算时间的粒度的形式推导出并图像地示出,由此能够在所述设备模型(2)中识别和定位实时关键的流程路径。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:奥利弗·德鲁默本杰明·卢茨克勒斯托弗·普夫勒格
申请(专利权)人:西门子公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1