本发明专利技术涉及一种用于检验用于过程自动化的设备(1)的功能模块(21)的兼容性的方法。为功能模块(21)的输入端口(19)提供输入规范(23)，输入规范对于至少一个输入信号(16)给出相应由功能模块(21)接受为有效值的所有输入值。为功能模块(21)的输出端口(20)提供输出规范(24)，输出规范对于功能模块(21)的至少一个输出信号(17)给出在满足输入规范(23)的情况下相应由功能模块(21)按规定提供的所有输出值。在设备(1)处的功能模块(21)运行之前，通过分析装置(11')检验：通过功能模块(21)是否对于在输入端口(19)处根据输入规范(23)产生的每个输出信号(16)在输出端口(20)处仅仅根据输出规范(24)产生至少一个输出信号(17)。如果至少一个输出信号(17)的至少一个输出值违反输出规范(24)，那么以信号通知模块故障。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动化设备的功能模块的检验
本专利技术涉及一种用于检验功能模块的兼容性的方法，功能模块被规定用于过程自动化设备。功能模块设置用于：经由输入端口和输出端口与设备通信。功能模块经由输入端口接收至少一个输入信号并且功能模块经由输出端口示出至少一个输出信号。应当检验的是：功能模块是否产生对于设备适当的输出信号，并且设备是否能够为功能模块供应正确的输入信号。本专利技术还涉及一种用于执行该方法的工程规划系统。
技术介绍
在用于过程自动化的设备中、或简称自动化设备中，能够基于可编程逻辑控制器(SPS)或PLC(ProgrammableLogicController)执行过程的调节或控制。为了可编程逻辑控制器实施分别所需要的正确的控制步骤或调节步骤，可编程逻辑控制器借助于控制程序来配置或参数化或规划。该控制程序能够通过一个或多个功能块来提供。替选于可编程逻辑控制器，也能够提供专用的控制电路。下面，功能块或功能电路统一地以“功能模块”指代。每个功能模块通过读入至少一个输入信号来实施特定的功能，输入信号分别通过输入值的时间序列来描述。由至少一个输入信号计算出至少一个输出信号，输出信号又分别代表输出值的时间序列。例如，用于控制流水线的驱动的功能模块能够一方面接收运送速度作为输入信号，并且另一方面接收在运送设备中在上游连接或在上游安置的流水线的运行状态作为输入信号，并且相应地调整自身的流水线的运送速度作为输出信号。为了给设备配设匹配的功能模块，出于经济理由关注的是，继续利用已经完成开发的、原本考虑用于其他设备的功能模块。特别地也有利的是，能够采用其他制造商的功能模块、例如采用分别要控制的设备部件的制造商的功能模块，使得完全地取消自身的开发工作。功能模块的再应用或其他功能模块的使用在设备配置或规划时被认为是故障源。例如，较早的功能模块能够在不同的假设情况下被开发。用于控制流水线的所描述的功能模块例如能够设有如下最高速度，最高速度小于在当前要控制的流水线中的实际可用的最高速度，当前要控制的流水线例如能够具有功率更强大的马达。但是，这种限值在将功能模块使用于新设备中时才能够被确定，并且此时仅在极端条件下才能够确定。可能在生产运营中才发现错误配置的最高速度，并且该错误配置的最高速度能够导致设备或生产物品的损坏。第二故障源是输入信号和输出信号的编码，编码能够由于继续开发硬件被改变。例如，在旧的传送带系统中能够设置，由于传送速度的负输入值而以信号通知传送带静止。在现代的传送带中，能够实现正的和负的运送速度，因为例如传送带的驱动器也能够沿相反的方向运动。如果功能模块现在接收具有负输入值的输入信号，那么这会导致设备状态的错误解释。采用其他制造商的功能模块隐藏了附加的风险，即功能模块仅能够随机地进行测试，因为通常真正的程序、即源代码是不可见的。在此，必须信赖制造商的说明。此时，因此不保证制造商是否也确实针对全部可能的输入值检验了功能模块。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的是：能够针对用于过程自动化的设备如下地检验功能模块：即功能模块是否能够与在该设备中应当满足的要求相兼容。该目的通过独立权利要求的主题来实现。本专利技术的有利的改进形式通过独立权利要求的特征得出。根据本专利技术，提供一种用于检验用于过程自动化的设备的功能模块的兼容性的方法。该方法由此出发，即功能模块设置用于经由输入端口从设备接收至少一个输入信号，并且根据至少一个输入信号产生至少一个输出信号，并且经由输出端口将所产生的至少一个输出信号输出给设备。功能模块例如能够是控制电路，或者功能模块例如能够是用于配置可编程逻辑控制器的功能块。因此，功能块是程序代码。在第一方法步骤中，该方法提出：为输入端口提供输入规范，输入规范对于至少一个输入信号、即例如速度信号和/或温度信号给出了由功能模块接受为有效值的所有输入值。换言之，输入规范说明了至少一个输入信号的全部以下状态，即功能模块针对该状态被设计。如果功能模块例如不提出对负的速度数据进行处理，那么输入规范能够针对输入信号“速度”给出，使得因此仅设有大于或等于零的输入值。在另一方法步骤中，为输出端口提供输出规范。输出规范对于至少一个输出信号给出了在满足输入规范的情况下相应由功能模块按规定提供的输出值。换言之，输出规范针对至少一个输出信号说明：如果功能模块仅利用允许的输入值运行并且功能模块正确地工作，那么应当或者能够得出何种相应的输出值。精确的值关联不是必须存在的，即根据函数所提供的输出值并不与特定的输入值相对应。对于输入规范和输出规范能够分别是数值范围说明。但是，输出规范能够具有表达式，表达式的变量通过输入值形成。在另一方法步骤中，在设备中的功能模块运行之前，即在模块测试中，通过分析装置检验：通过功能模块是否对于在输入端口处根据输入规范产生的每个输入信号在输出端口处也实际上事实上也仅仅根据输出规范产生至少一个输出信号。换言之，功能模块基于输入规范和输出规范与设备无关地对规范兼容性进行测试或检验。如果至少一个输出信号的至少一个输出值违反输出规范，那么通过分析装置以信号通知模块故障。因此，模块故障显示出：功能模块未符合规范地工作。通过本专利技术得到如下优点：借助于用于功能模块的分析装置在干运行中(即没有真正在设备中运行)能够确定，输入规范和输出规范是否正确地描述功能模块。因此现在足够的是：输入规范和输出规范借助设备的设备部件的设备配置来均衡，其中设备部件与功能模块交换至少一个输入信号和至少一个输出信号。据此能够识别出：设备方面和功能模块方面是否彼此兼容。功能模块的所描述的检验在下面也称作为函数验证。在本专利技术的一个有利的改进形式中，通过分析装置由功能模块的函数程序、即功能模块的函数的计算机可读的描述形成模块模型。函数程序描述如何由至少一个输入信号形成至少一个输出信号。函数程序例如能够是用于FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)或SPS的程序文本。因此，模块模型模拟在输出端口处的功能模块的模块行为。通过分析装置，基于模块模型借助于模块检验装置(英文：modelchecking)为至少一个输出信号检验其在输出规范方面的兼容性。用于模型检验的方法自身从现有技术中已知。对此的实例是基于SMT求解器(SMT-solver，SMT-可满足性模理论)的模块检验。通过形成模块模型和使用模块检验得到如下优点：输出规范的检验能够在数学上完整地执行。这例如基于模拟仅以非常高的耗费才可行或甚至完全是不可行的。在本专利技术的一个改进形式中，由程序代码文本、即包含功能模块的所述函数程序的至少一个文件和输入规范与输出规范共同地产生数字证书。由此，得到如下优点，能够为第三方和/或也在稍后的时间点以简单的方式证明：特定的功能模块满足特定的输入规范和特定的输出规范。这能够由此简单地被检验，即再一次将输入规范、程序代码文本和输出规范组合成第二数字证书并且将原始证书和另一证书相比较。在本专利技术的一个改进方案中，在设备中不单独地提供功能模块，而是也将输入规范和输出规范连同功能模块一起作为扩展功能模块在设备中提供。由此得到如下优点，即在规划或配置或参数化设备时，在将功能模块嵌入到设备中之前，根据输入规范和输出规范能够在特定的和/或当前的设备配置方面对功能模块的兼容性进行自动检验。为了实现对功能模本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于检验设备(1)的功能模块(21)的兼容性的方法，所述设备用于过程自动化，其中，所述功能模块(21)设计用于，经由输入端口(19)从所述设备(1)接收至少一个输入信号(16)并且根据所述至少一个输入信号(16)产生至少一个输出信号(17)，并且所述至少一个输出信号经由输出端口(20)输出到所述设备(1)处，其特征在于，‑为所述输入端口(19)提供输入规范(23)，所述输入规范对于所述至少一个输入信号(16)给出了相应由所述功能模块(21)接受为有效值的所有输入值，并且‑为所述输出端口(20)提供输出规范(24)，所述输出规范对于所述至少一个输出信号(17)给出了在满足所述输入规范(23)的情况下相应由所述功能模块(21)按规定提供的所有输出值，并且‑在所述设备(1)处的所述功能模块(21)运行之前，通过分析装置(11')检验，通过所述功能模块(21)是否对于在所述输入端口(19)处根据所述输入规范(23)产生的每个输入信号(16)在所述输出端口(20)处仅仅根据所述输出规范(24)产生所述至少一个输出信号(17)，并且，如果所述至少一个输出信号(17)的至少一个输出值违反了所述输出规范(24)，那么通过所述分析装置(11')以信号通知模块故障。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检验设备(1)的功能模块(21)的兼容性的方法，所述设备用于过程自动化，其中，所述功能模块(21)设计用于，经由输入端口(19)从所述设备(1)接收至少一个输入信号(16)并且根据所述至少一个输入信号(16)产生至少一个输出信号(17)，并且所述至少一个输出信号经由输出端口(20)输出到所述设备(1)处，其特征在于，-为所述输入端口(19)提供输入规范(23)，所述输入规范对于所述至少一个输入信号(16)给出了相应由所述功能模块(21)接受为有效值的所有输入值，并且-为所述输出端口(20)提供输出规范(24)，所述输出规范对于所述至少一个输出信号(17)给出了在满足所述输入规范(23)的情况下相应由所述功能模块(21)按规定提供的所有输出值，并且-在所述设备(1)处的所述功能模块(21)运行之前，通过分析装置(11')检验，通过所述功能模块(21)是否对于在所述输入端口(19)处根据所述输入规范(23)产生的每个输入信号(16)在所述输出端口(20)处仅仅根据所述输出规范(24)产生所述至少一个输出信号(17)，并且，如果所述至少一个输出信号(17)的至少一个输出值违反了所述输出规范(24)，那么通过所述分析装置(11')以信号通知模块故障。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述分析装置(11')由所述输入规范(23)和所述功能模块(21)的功能程序共同地形成模块模型(28)，所述模块模型模拟了在所述输出端口(20)处的模块行为，并且借助于模块检验装置(27)在所述输出规范(24)方面为所述模块模型(28)检验所述模块模型的兼容性。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，由所述功能模块(21)的程序代码文本和所述输入规范(23)以及所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·里夏德·诺伊霍伊瑟，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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