用于运行技术设备的方法和过程管理系统技术方案

在按照本发明专利技术的方法中，使用至少一个过程管理计算机（７）和多个现场设备（ＦＤ），其中，在现场设备的至少一部分和该过程管理计算机之间利用ＴＣＰ／ＩＰ协议通过一个通信通道传送状态和控制信号，优选地通过一个无线连接（Ｆ）和／或因特网（１５）传送。按照本发明专利技术的过程管理系统（５）包括：一个具有网络服务器（９）的过程管理计算机（７），一台具有因特网浏览器（２２）的客户计算机（２０）以及多个传感器（Ｓ）和执行器（Ａ）；该过程管理系统（５）优选地借助于因特网（１５）可以由客户计算机（２０）操作。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Method and process management system for operating technical equipment

In the method according to the invention, the use of at least one process management computer (7) and a plurality of field devices (FD), which uses TCP / IP protocol between a field device and at least a part of the process management computer through a communication channel state and control signal, preferably by a the wireless connection (F) and / or the Internet (15) transfer. According to the process management system of the invention includes: (5) a network server (9) process management computer (7), a Internet browser (22) the client computer (20) and a plurality of sensors (S) and actuators (A); the process management system (5) preferred by means of the Internet (15) by the client computer (20) operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于运行技术设备的一种方法和一种过程管理系统。
技术介绍
为了控制一个技术设备通常采用一个过程管理系统，该系统由多个针对特定任务的部件构成，这些部件安装在技术设备内部的不同位置，例如在一个用于产生电能的发电站内。在此，该过程管理系统一般通过多个层面分层地构成。在一个现场层面中将在技术设备运行期间积累的并描述设备部件运行状态的信号进行采集，并将控制信号发送到设备部件的调整装置。在一个自动化层面上，在例如多个存储器可编程控制器(SPS)中实现用于运行设备的控制功能。在该实现中大多采用一个为控制任务开发的、专门的控制软件(例如Step 5，Step 7等)，该软件仅仅在特定类型的CPU上运行，该CPU又由一个专门的操作系统运行。该自动化层面接收现场层面的信号并向现场层面给出命令；其中，现场层面和自动化层面之间的连接可以实现为每个发送器和/或每个调整装置与自动化层面的对应输入或者输出的单个连线，但是，为此也可以采用一种具有确定的、通常是非常专门的传输协议的现场总线系统。通过一个操作和观察层面构成一个人机接口，通过该接口操纵者可以运行该技术设备并得到设备的信息。其中，操作者例如在计算机系统的一个显示器上以过程图像得到关于设备状态的图形化信息，他可以例如借助于鼠标和/或计算机系统的键盘在计算机系统中输入运行命令。该操作和观察层面通常借助于发电站总线系统与自动化层面连接，其中，该总线系统例如作为光波导体系统构成并借助于一个专门的传输协议运行。操作和观察层面的计算机系统通常包括一个专门的、安装在该系统上的操作和观察软件。控制软件的产生多数直接在自动化层面上借助一个编程设备实现，该编程设备与自动化设备(SPS)连接，借助于该编程设备为对应的自动化设备产生所谓的目标代码，和/或借助于一个单独的、例如通过一个计算机构成的规划系统从一个程序库中选择例如图形化元件并相互连接，以便实现所希望的控制功能。通过随后的编译从图形化的功能图产生目标代码，然后将该目标代码加载到所希望的自动化设备(SPS)并运行。因此，这类公知的过程管理系统的使用要求应用分别与特定任务接口的硬件和软件部件；操作和观察软件不能在自动化设备上运行，反之，控制软件不能在操作和观察系统的计算机系统上执行。由此，为了运行一个技术设备必须相互并行地使用不同的系统，这些系统不适合于承担其它系统的任务。此外，这些系统也不能相互设置在近乎任意的空间距离上，因为它们之间的连接(多数是总线系统或者单独的连线)不能任意延长，且这种延长不管能否实现都是非常昂贵和容易出错的。因此，常规的过程管理系统多数是严格分层设置的，其中，在每个分层层面中使用了专门为各自任务而确定的系统，例如所提到的SPS或自动化总线系统(例如西门子公司的Sinec Hl总线或特征总线)；这些提到的系统然后多数用专门为自动化技术开发的软件包运行。因为，正如已经提到的，已知过程管理系统的部件可以安装相距的、最大可以达到的距离是有限的，因此在实践中多数是将过程管理系统的所有部件实际安装在技术设备的内部。这种公知的过程管理系统是非常昂贵的，因为使用了还必须由专家为在该技术设备中的应用而配置和参数化的、专门的硬件和软件；此外，对这种过程管理系统的部件及功能进行的诊断、维护和优化实际上必须在现场才可以进行。此外，在公知的过程管理系统中在现场仅仅存在非常有限的、处于技术设备外部的控制可能性。(为此，在公知的过程管理系统多数设置一个分离的系统，例如一个网关，其中，通过该专门设置的网关经常仅仅能够在外部完成控制任务的一部分；这里，经常要在高花费的条件下进行系统与不同传输协议的耦合。)此外，为了能够操作该过程管理系统，操作者必须经过专门的培训。公知的过程管理系统的严格的分层结构例如可以构成如下在自动化层面的至少一个自动化设备(例如SPS)中存储用专门的编程语言实现的控制程序并在其中执行；例如在那里存放用于运行电机的调节算法。在操作和观察系统中存储例如图形化的过程图像，其中当前过程测量值和状态值淡入为动态图像部分，并准备好命令区域，在该命令区域中使用者可以例如用单击鼠标或者键盘输入给出一个操作命令(例如，启动/停止；设定额定值等)。然后，将操作命令例如通过一个发电站总线系统传送到自动化层面，在该层面上通过一个在自动化设备中运行的控制程序执行该命令，其中，该控制程序控制例如技术设备的调整装置并从传感器读入测量值。在上述作为例子给出的情况中，然后在操作和观察系统中存储例如电机的过程图像，在该图像中淡入电机的当前运行状态(例如，转速、功率、运行时间、温度等)，这些状态由自动化系统借助于发电站总线系统发送到操作和观察系统。然后，使用者可以例如在显示器上单击一个命令开关区或者操作一个按键，并由此启动、停止电机或者要求一个更高的功率等等(其中，与各命令相关的控制程序在自动化系统中运行)。在过程管理系统的一个工程系统中对例如控制功能进行规划，其中，例如在一个图形化的操作界面上从一个软件程序库中调用控制元件，将其相互连接并赋予不同参数值；这样形成的由多个控制元件构成的控制程序再转换(编译)成这样的目标代码，该目标代码随后被加载到自动化层面的一个目标设备中，并可以在那里运行。在工程系统中例如也可以利用过程图像的统计和动态图像成分进行过程图像的建立和参数化；即，借助于专门的工程系统对过程管理系统进行配置和规划。此外，可以额外地设置一个诊断系统，利用该系统监测技术设备的运行状态，特别是临界的运行状态。总之，公知的过程管理系统为了实现其任务需要多个专门的、不同类型的子系统，在这些子系统中多数用到专门的硬件和软件。因此，这种不同的整个系统的操作和配置是非常昂贵的，而这种系统的实现以及购置费用是及其高的。此外，这种过程管理系统由于其子系统高度的专门化程度而导致灵活性很小。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是，提供用于运行技术设备的一种方法和一种过程管理系统，该方法和系统克服了所提到的缺点；特别是能够继续采用通用计算机(即，不是专门为自动化开发的计算机和自动化设备)和采用通用软件(即，已经尽可能广地传播的、不是为自动化开发的软件)。上述关于方法的技术问题是通过一种用于运行技术设备的方法解决的，该技术设备具有多个用于监测和控制技术设备部件的现场设备，至少一个用于监测和控制技术设备的过程管理计算机，和至少一个通信通道，通过该通道现场设备与过程管理计算机连接，其中，现场设备将在技术设备中积累的、至少描述一个部件的运行状态的测量数据传送到过程管理计算机，并从过程管理计算机接收控制命令，其中，在现场设备的至少一部分和过程管理计算机之间利用TCP/IP协议通过该通信通道传送状态和控制信号。这里，本专利技术从这样的考虑出发，即，如果测量数据和控制命令的数据的传送使用一种协议，则尤其提高了该方法的灵活性，该协议可以在多个通信通道中使用，且不要求专门为自动化技术开发的硬件和软件。由此，在本专利技术的方法中可以继续使用现有的通信通道传送所提到的数据，特别是不用安装一个单独的、具有专门传输协议的总线系统。在本专利技术方法中，过程管理系统部件之间的通信尽可能地继续利用所述协议进行，其中，有关的通信参与者(特别是现场设备和过程管理计算机)支持一种基于IP地址的机制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行技术设备（２５）的方法，该技术设备具有多个用于监测和控制该技术设备（２５）部件的现场设备（ＦＤ），至少一个用于监测和控制技术设备（２５）的过程管理计算机（７），和至少一个通信通道，通过该通道现场设备（ＦＤ）与过程管理计算机（７）连接，其中，所述现场设备（ＦＤ）将在技术设备（２５）中积累的、至少描述一个部件的运行状态的测量数据（Ｄ）传送到所述过程管理计算机（７），并从该过程管理计算机接收控制命令（Ｃ），其特征在于，在现场设备的至少一部分和过程管理计算机之间利用ＴＣＰ／ＩＰ协议（ＴＣＰ／ＩＰ）通过该通信通道传送状态数据（Ｄ）和控制命令（Ｃ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：德特利夫费希尔，马丁格拉瑟，奥利弗凯泽，汉斯于尔根索尔，托马斯肖赫，雷纳斯珀，迈克尔昂凯尔巴赫，斯蒂芬沃格纳，霍斯特沃尔兹，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]