【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于升级经由plc(可编程逻辑控制器)控制致动器的自动化功能的自动化方法和系统。
技术介绍
1、plc(德语：sps-speicher-programmierbare steuerung)是一种循环(cyclic)系统，它以重复的方式，例如每100毫秒，执行自动化功能。自动化功能实现算法来控制致动器，例如机器人。
2、plc在程序扫描周期(简称：plc周期)中工作，其中它重复地执行其程序。最简单的扫描周期由三个步骤组成：
3、-读取输入，
4、-执行自动化功能的程序，以及
5、-写入输出。
6、程序遵循指令的序列。取决于程序的复杂度，对于处理器而言，通常花费数微秒直到几十毫秒的时间跨度来评估所有指令并更新所有输出的状态。
7、关于plc功能性的更多细节例如在https：//en.wikipedia.org/wiki/programmable_logic_controller中公开。
8、作为示例，自动化功能每100ms通过plc接收关于机器人臂的当前位置的传感器信息。基于传感器数据，自动化功能计算机器人臂的下一个位置并经由plc(每100ms)将该信息发送到机器人。
9、如果自动化功能需要升级，例如为了实现机器人的新的运动简档(profile)，通常执行以下步骤：
10、·需要升级自动化功能的逻辑(文本或可视编程)
11、·需要停止正在运行的自动化功能
12、·需要部署升级的自动化功能
13、·需要启动已部署的自动化功能。
14、在欧洲专利申请ep 4040243 a1中公开了克服该问题的解决方案。ep 4040243 a1公开了一种用于升级在技术系统上执行的至少一个控制功能的计算机实现的方法，该技术系统包括plc和由plc控制的至少一个致动器，其中控制功能适于提供控制致动器的输出，其中计算机实现的方法适于：
15、a.在系统上部署控制功能的至少一个更新版本，同时在系统上维持控制功能的当前版本，
16、b.其中更新版本被阻止控制致动器，由此当前版本和更新版本在每个plc周期中向plc的发布/订阅通信模块发布它们的命令，附加地具有关于发布的控制命令是主要控制命令还是次要控制命令的信息，以及
17、c.在每个plc周期中，通过plc向致动器传递发布的控制命令，其是主要控制命令，
18、d.由此在当前版本和更新版本之间的相互约定(agreement)过程中，更新版本的发布的控制命令的信息改变为主要控制命令并且当前版本的发布的控制命令的信息改变为次要控制命令。
19、原则上，自动化功能的零停机时间(downtime)升级包括四个阶段：
20、阶段1：
21、当前自动化功能(v1.0)正在运行。它通过plc接收传感器信息。基于传感器信息，它确定要通过plc发送到致动器、例如到机器人的值。
22、并行地，机器人臂的操作者将部署自动化功能的更新版本(v2.0)。该更新版本例如结合了机器人的新运动简档。
23、阶段2：
24、现在，自动化功能的两个版本(v1.0和v2.0)正在并行运行。版本v1.0正在控制机器人，如在阶段1中所描述的那样。版本v2.0已经从机器人接收传感器信息，但是还不控制机器人。
25、基于传感器信息，在自动化功能v2.0内执行预激活(pre-activation)测试。预激活测试验证自动化功能在其接管机器人的现实控制之前按预期工作。预激活测试在专用测试单元中实现和执行。应用的上下文中的测试单元是软件库，它需要被自动化功能所并入。申请人用编程语言c++实现了测试单元。
26、在预激活测试成功执行的情况下，两个并行自动化功能v1.0和v2.0现在在彼此之间协调何时将机器人的控制从版本1.0移交到版本2.0。移交协调在专用升级单元中执行。该升级单元是软件库，它需要由自动化功能并入。申请人用编程语言c++实现了升级单元。
27、自动化功能v1.0和v2.0的升级单元经由例如tcp/ip之类的网络协议彼此通信，以便对准控制的移交。
28、阶段3：
29、两个自动化功能v1.0和v2.0经由升级单元移交控制。现在，自动化功能v2.0正在控制机器人。
30、在自动化功能v2.0中执行健康测试，以验证自动化功能在其已经接管控制之后按预期工作。健康测试在测试单元中实现和执行。
31、自动化功能v1.0仍从机器人接收传感器数据，但不再控制机器人。它充当备用版本，以防v2.0的健康测试失败。
32、在健康测试成功执行的情况下，则可以解除部署(undeploy)自动化功能v1.0。
33、阶段4：
34、自动化功能v2.0正在单独运行。自动化功能v1.0已被解除部署。
35、图1的图示概述了上述四个阶段的方法。为简单起见，图1中未示出plc。
36、测试单元和升级单元被实现为软件库(当前用c++)。因此，上述方法限于以与测试单元和升级单元软件库相同的编程语言实现的自动化功能。
37、此外，测试单元、升级单元和自动化功能的编程语言版本必须兼容。例如，使用来自c++版本20的元素的软件库可能与用c++版本11实现的软件库或自动化功能不兼容。
38、当前，用于零停机时间升级目的的测试单元和升级单元仅作为c++11软件库可用。
39、为了在以例如rust或java之类的不同的编程语言实现的自动化功能中使用基于软件库的方法，测试单元和升级单元必须以其他编程语言实现。这导致了开发和维护多个软件库，它们提供相同的功能性但是用不同的编程语言。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于plc的自动化功能的零停机时间升级的技术方案，由此该技术方案最小化开发和维护努力。
2、为了实现该目的，本专利技术提供了根据独立权利要求的技术方案。从属权利要求中提供了有利的实施例。
3、本专利技术涉及用诸如c++之类的较高级编程语言实现的自动化功能。它不涵盖利用由标准iec 611311涵盖的plc编程语言实现的自动化功能。该标准描述了基本的plc特定的可视和文本程序指令的集合。
4、根据本专利技术的方面，作为第二容器的边车(sidecar)容器与应用容器同地(co-locate)。自动化功能在应用容器中提供并且能够与边车容器通信。边车容器包含附加功能性，所述附加功能性不是应用的部分，但是对于应用有用。
5、本专利技术要求保护一种用于升级经由plc(可编程逻辑控制器)控制致动器的自动化功能的自动化方法，包括如下步骤：
6、a)提供第一容器和第一边车容器，由此第一容器包含第一自动化功能，并且第一边车容器包含第一测试单元和第一升级单元，由此第一自动化功能被配置为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于升级经由PLC(可编程逻辑控制器)控制致动器的自动化功能的自动化方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，包括另外的步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，包括另外的步骤：
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，由此，接收的数据是来自所述致动器的传感器数据。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，由此，所述第一升级单元(UU1)和所述第二升级单元(UU2)经由网络协议彼此通信。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述网络协议是TCP/IP。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，由此，第一和第二测试单元(TU1，TU2)包含软件库，所述软件库被配置和编程为分别测试第一和第二应用功能(AF1，AF2)的功能性。
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，由此，第一和第二升级单元(UU1，UU2)包含软件库，所述软件库被配置和编程为策划从第一应用功能到第二应用功能(AF1，AF2)的移交。
9.一种系统，包括至少一个计算设备，所述至少一个计算设备被配置和编程为执行
10.根据权利要求9所述的系统，由此，所述致动器是机器人(RT)。
...【技术特征摘要】
1.一种用于升级经由plc(可编程逻辑控制器)控制致动器的自动化功能的自动化方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，包括另外的步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，包括另外的步骤：
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，由此，接收的数据是来自所述致动器的传感器数据。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，由此，所述第一升级单元(uu1)和所述第二升级单元(uu2)经由网络协议彼此通信。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述网络协议是tcp/ip。
7.根据前述...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·克莱普克，C·施图克于尔根，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：
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