WO2003027984A2 - Verfahren zum überwachen einer automatisierungsanlage - Google Patents

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WO2003027984A2
WO2003027984A2 PCT/DE2002/003650 DE0203650W WO03027984A2 WO 2003027984 A2 WO2003027984 A2 WO 2003027984A2 DE 0203650 W DE0203650 W DE 0203650W WO 03027984 A2 WO03027984 A2 WO 03027984A2
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message telegram
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Peter Becker
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring an automation system with a control device and several terminals.
  • the invention relates to the reliable detection of several signal changes in a message telegram between the terminal and the control device in an automation system according to the preamble of claim 1.
  • Signal changes are recorded by the end devices and reported to one or more control devices by means of a message telegram, where the reported signal level is displayed and processed.
  • a second message for example with the content that the signal has changed again in the meantime, can only be sent again when the control device has confirmed the receipt of the first message to the terminal. This confirmation is made with an acknowledgment message.
  • a single signal is reported in a message telegram, the last two signal changes are recognized in the prior art.
  • the general conditions for this are: a) Additional information "overflow" is provided in the message telegram, which indicates that one or more signal changes could not be reported; b) a message was received with the same signal state as the signal last reported and stored in the control unit.
  • message telegrams are used that contain more than one signal, namely eight signals, for example.
  • the additional information in the form of the "overflow flag" in the message telegram and the fact that a message telegram was received represents a one-to-many relationship for several signals.
  • the object of the present invention is to provide a method by means of which at least some of the previous changes of state can also be subsequently reconstructed.
  • the message telegram is expanded in order to inform the control unit, if necessary, that a further transition has taken place beyond the transitions readable from the message telegram. For this, one or two further binary information items are provided per signal. If the signaling telegram also transmits the current state of the terminal, it can be concluded from the comparison of the previous with the current state of the terminal that further transitions or a plausibility check of the information transmitted by the signaling telegram can be carried out.
  • the method according to the invention for monitoring an automation system which comprises at least one terminal device that can assume at least two status values and that outputs a message telegram that depends on the at least two status values, and a control device that reads the message message from the at least one terminal device, wherein the at least one terminal only outputs a further message telegram after it has received an acknowledgment signal from the control device, is characterized in that the message telegram has at least one first transition component which indicates a transition from a first state value to a second state value of the at least two state values, and contains at least one second transition component, which indicates a transition from the second state value to the first state value of the at least two state values.
  • the message telegram preferably has at least one status component that indicates a current one of the at least two status values of the terminal, the control device compares the current status value of the terminal with a previous status value of the same terminal and is dependent on the comparison result and the first and / or second transition component, state transitions of the respective terminal are determined before the current state value is reached.
  • At least one associated value information component is provided for associated value information in the message telegram, which component creates an association of at least one of the transition components and the associated value information.
  • All components of the at least one message telegram are preferably represented in binary form.
  • control device can be used on the basis of the received signal state S1 and the event Information EOl and ElO can simulate the signal curve of the last two signal changes.
  • FIG. 1 shows the sequence of changes in state and the associated representation during a state transition according to the prior art.
  • FIG. 2 shows the sequence of state changes and the associated representation in the case of several state transitions according to the prior art.
  • FIG. 3 shows the sequence of changes in state and the associated representation in the case of a plurality of message telegrams and a number of state transitions according to the prior art.
  • FIG. 4 shows the sequence of changes in state and the associated representation in the case of a plurality of message telegrams and a plurality of state transitions in accordance with the invention.
  • FIG 1 an automation system with two terminals 1 and 2 and a control device 3 is shown.
  • the control unit comprises an input keyboard 4 and a screen for displaying signals and status information of the terminals 1, 2 connected to it and, depending on the scope of the automation system, further terminals, not shown.
  • Each of the terminals 1 and 2 which generally perform special tasks in the automation system, can assume at least two different status values. These status values are communicated to control unit 3 as status information or as a notification of a transition between status values. divided, the communication between terminal 1 or 2 and control device 3 is indicated in the figures as a double arrow.
  • the control unit 3 reads in the different, asynchronous messages from the individual terminals, so that the personnel for monitoring the system have an overview of the overall state of the system and can intervene in a regulating manner via the control unit 3, if necessary. (Here and in the following "reading” means the recognition, recording and processing of messages from the end devices in the control device, without these messages first having to be called up at the respective end device, which is also possible, however.)
  • the control unit should always display the current state of the terminal - with a time delay - and also at least the last transition cycle of the terminal ("0" -> "1”; "1" -> “0” or "1” -> "0”; "0” -> “1”).
  • the second aspect is of particular importance.
  • status messages so-called "events”
  • FIG. 1 shows the sequence of several changes in the state of the terminal 1, the content of messages exchanged between the terminal 1 and the control unit 3 and the associated representation in the control unit 3 according to the prior art.
  • This status value can, for example, when the
  • Automation system is present or it may have been reached at a later time.
  • the status value of the terminal 1 is not immediately known, and the original status value is only recognized by notifying the control device 3 of a change in the status of the terminal 1.
  • the terminal 1 changes from a logic status value "0" to a logic status value "1". This transition triggers the output of a message telegram by the terminal 1.
  • the message telegram u contains a state component S1, which is an identical image of the state value of the terminal 1. (For the sake of simplicity, a system is assumed here in which a signal can only assume two state values, but the invention is not restricted to this and the state component S1 can generally assume several state values.)
  • the message telegram is read in by the control unit 3. The reading takes place over a certain period of time; it is indicated by an oblique arrow from a lower to an upper level in FIG. 1.
  • the content of the message telegram is specified, which in this case only consists of the state component S1, the content of which is "1", ie. H. is the new status value that the terminal 3 has now assumed. Reading is ended at a time after tl.
  • a signal D1 in the control device 3 which corresponds to a representation of the status value S1 of the terminal 1, is set from a logic status value "0" to a logic status value "1".
  • a state value transition of the terminal in one direction corresponds to a transition of the signal Dl in the same direction.
  • this is not a prerequisite for the implementation of the invention and it is clear to the person skilled in the art that the relationship between state S1 and representation - Dl signal can also be selected complementary.
  • the duration of the processing steps is indicated by the horizontal arrow at the upper level. Only after completion of the processing steps does the control unit 3 send an acknowledgment signal to the sender terminal 1, with which it notifies the terminal 1 that the message telegram from the terminal 1 has been successfully read in by the control unit 3.
  • the transmission of the acknowledgment signal also has a certain period of time, which is shown by an oblique arrow Q from the upper level to the lower level.
  • the subsequent idle state of communication between terminal 1 and control unit 3 is indicated by a horizontal arrow at the lower level. During this time, the terminal 1 processes the
  • FIG. 2 shows an expanded message telegram which enables communication between the terminal 1 and the control unit 3 at a higher rate of changes in the state value of the terminal 1.
  • QTM acknowledgeledgment-triggered reporting
  • a further component is included in the message telegram, which is designated by OV ("overflow").
  • OV overflow
  • Terminal 1 thus corresponds to the last reported one, and control unit 3 would not recognize a - already completed - state value transition of terminal 1.
  • the component OV is set to "1" in the next message telegram, which indicates to the control unit 3 that, in addition to the notified transitions, a "hidden” transition has also taken place.
  • the display signal is therefore set from “1” to "0".
  • the display signal D1 is immediately turned on again Set “1” to account for the "hidden” transition.
  • the resulting display signal D1 is shown in FIG. 2 at the top right.
  • FIG. 3 shows an example with a state component S1 and a state component S2 of the message telegram.
  • the second message telegram which is sent from the terminal 1 to the control unit 3 after t4, contains "1" and "1” as values for the components S1 and S2, since at this point in time both S1 and S2 have the value "1" to have.
  • the "hidden” transition from S1 at t2 and t4 is thus lost to the system. This would not change even with an additional component OV of the message telegram, since the system could no longer clearly assign this component OV to one of the status values S1 and S2.
  • FIG. 4 shows an embodiment for the reliable detection of state value transitions in the case of several possible states of the terminal in QTM processes by expanding the message telegram.
  • further binary information is in principle necessary for each signal signaled.
  • loading is the control unit not in the signaling state or is this information difficult to determine, e.g. B. in the start-up situation of the control unit, in addition to the respective status component, at least two further binary information items are required for each status component.
  • the message telegram contains at least a first transition component EOl, which indicates a transition from a first state value to a second state value, and a second transition component ElO, which indicates a transition from the second state value to the first state value.
  • Event bit EOl or ElO recorded. (The components Sl, EOl, ElO, S2, ... are listed at the bottom right of the figure.) After sending the message after the time tl, this event information is deleted. The subsequent events at t2 and thereafter are collected and reported to the control unit when the acknowledgment signal Q arrives. The control unit can emulate the signal curve of the last two signal changes on the basis of the received signal state S1 and the event information EOL and ElO.
  • the components S1, EOL and ElO of the first state are therefore all at "0" at the time t0, as are the components S2, EOL and ElO of the second state of the terminal 1.
  • the state value of S1 changes from “0” to "1”, so that Sl and EOl each take the value "1", all other variables keep the value "0” at.
  • the value of EOl is reset to "0” because the transition has already been reported with the last message telegram, so that components S1, EOl and ElO have the value "1", "0” and "0” accept.
  • the values in the message telegram at t5 indicate to the control unit 3 that the current status value Sl is "1" and that two transitions have taken place since the last message telegram.
  • the display signal D1 for the first state of the terminal 1, as shown in FIG. 4 at the top right, can (qualitatively) reconstruct the course of the transitions, namely through the transitions "0" to “1", “1” to “0 "and” 0 "to” 1 ". This corresponds to the transitions from S1.
  • the transition components EOl and ElO to Sl are reset to "0".
  • FIG. 4 shows the values from Sl, S2, EOl to Sl, ElO to Sl, EOl to S2 and E10 to S2 together with the respective values of the other components.
  • the system according to the invention can be expanded if the status component S1 or S2 of the message telegram indicates a current status value of the terminal 1 and the control unit 3 compares the current status value of the terminal 1 with a previous status value of the same terminal 1.
  • state value transitions of the respective terminal 1 or 2 can be determined before the current state value is reached.
  • accompanying information is provided which communicates further information to the control device.
  • the accompanying information can contain a time that tells the control unit when the state change occurs at one
  • At least one associated value information component is provided in the message telegram for such associated value information, which ensures the assignment of the corresponding transition components and the associated associated value information.
  • the associated value information component for Sn is set to "1" if the time specification in the associated value information relates to a state transition of Sn. If other state transitions are also recognized in the terminal at the same time, further associated value information components are correspondingly set to "1". If the transition from Sn is the only state transition that was recognized at the time and only time information is output from the terminal to the control unit, only one associated value information component is set to "1", all others remain at “0". Modifications to the expansion of the message telegram by means of associated value information components are obvious to the person skilled in the art and will not be explained further.

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Überwachen einer Automatisierungsanlage mit einem Steuergerät und mehreren Endgeräten vorgeschlagen, wobei das Endgerät wenigstens zwei Zustandswerte annehmen kann. Es sind Massnahmen vorgesehen, mit denen einige der vorangegangenen Zustandswechsel auch nachträglich noch rekonstruiert werden können.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Überwachen einer Automatisierungsanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Automatisierungsanlage mit einem Steuergerät und mehreren Endgeräten. Insbesondere betrifft die Erfindung das sichere Erkennen mehrerer Signalwechsel in einem Meldetelegramm zwischen Endgerät und Steuergerät in einer Automatisierungs- anläge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In Automatisierungsanlagen mit mehreren Endgeräten (auch Automatisierungsgeräte genannt) und Steuergeräten (auch Bedien- und Beobachtungsstationen oder "Operator Station" genannt) werden Ereignisse auf Binärsignale abgebildet.
Signaländerungen (pegelgetriggerte Änderungen) werden von den Endgeräten erfasst und mittels Meldetelegramm an ein oder mehrere Steuergeräte gemeldet, wo der gemeldete Signalpegel angezeigt und weiterverarbeitet wird.
Beim Stand der Technik kann eine zweite Meldung, beispielsweise mit dem Inhalt, dass sich das Signal zwischenzeitlich erneut geändert hat, erst dann wieder gesendet werden, wenn das Steuergerät dem Endgerät den Empfang der ersten Meldung bestätigt hat. Diese Bestätigung erfolgt mit einer Quittie- rungsnachricht .
Wird in einem Meldetelegramm ein einzelnes Signal gemeldet, so werden beim Stand der Technik die letzten beiden Signal- Wechsel erkannt. Die Rahmenbedingungen hierzu sind: a) im Meldetelegramm ist eine Zusatzinformation "Overflow" vorgesehen, die anzeigt, dass ein oder mehrere Signalwechsel nicht gemeldet werden konnten; b) eine Meldung wurde mit dem gleichen Signalzustand wie das zuletzt gemeldete und in dem Steuergerät gespeicherte Signal empfangen. Um die Leistungsfähigkeit des Meldeprotokolls zu steigern und um Systemressourcen effektiver zu nutzen, werden Meldetelegramme eingesetzt, die mehr als ein Signal enthalten, nämlich beispielsweise acht Signale. Die Zusatzinformation in Form des "Overflow-Flags" im Meldetelegramm und die Tatsache, dass ein Meldetelegramm empfangen wurde, stellt bei mehreren Signalen eine l:n-Beziehung dar. Eine Zuordnung der Zusatzinformation in dem "Overflow-Flag" sowie des Ereignisses "Empfang eines Meldetelegramms" zu einem einzelnen der meh- reren Signale ist nicht mehr möglich. Damit ist sie für die allgemein gültige Signalverfolgung unbrauchbar. Die zur Verfügung stehende Information im Meldetelegramm reduziert sich vielmehr auf den jeweiligen Signalzustand, ein zwischenzeitlicher Wechsel vom ursprünglichen in einen zweiten Zustand und wieder zurück wird nicht erkannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem wenigstens einige der vorangegangenen Zustandswechsel auch nachträglich noch rekonstruiert werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird das Meldetelegramm erweitert, um dem Steuergerät gegebenenfalls mitzuteilen, dass über die aus dem Meldetelegramm ablesbaren Übergänge hinaus ein weiterer Übergang stattgefunden hat. Dazu werden eine oder zwei weitere Binärinformationen je Signal vorgesehen. Wenn das Meldetelegramm darüber hinaus den aktuellen Zustand des Endgeräts überträgt, so kann aus dem Vergleich des vorangehenden mit dem aktuellen Zustand des Endgeräts auf weitere Übergänge geschlossen werden bzw. eine Plausibilitätsprüfung der durch das Meldetelegramm übermittelten Information durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen einer Automatisierungsanlage, die wenigstens ein Endgerät, das wenigstens zwei Zustandswerte annehmen kann und das ein Meldetelegramm ausgibt, das von den wenigstens zwei Zustandswerten abhängt, und ein Steuergerät, das das Meldetelegramm von dem wenigstens einen Endgerät einliest, umfasst, wobei das wenigstens eine Endgerät ein weiteres Meldetelegramm erst ausgibt, nachdem es ein Quittierungssignal von dem Steuergerät empfangen hat, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Meldetelegramm wenigstens eine erste Übergangskomponente, die einen Übergang von einem ersten Zustandswert zu einem zweiten Zustandswert der wenigstens zwei Zustandswerte anzeigt, und wenigstens eine zweite Übergangskomponente, die einen Übergang von dem zweiten Zustandswert zu dem ersten Zustandswert der wenigs- tens zwei Zustandswerte anzeigt, enthält.
Vorzugsweise weist das Meldetelegramm wenigstens eine Zu- standskomponente auf, die einen momentanen der wenigstens zwei Zustandswerte des Endgerätes anzeigt, vergleicht das Steuergerät den momentanen Zustandswert des Endgerätes mit einem vorangehenden Zustandswert des gleichen Endgeräts und werden in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis und der ersten und/oder zweiten Übergangskomponente Zustandsübergänge des jeweiligen Endgeräts vor Erreichen des momentanen Zu- standswertes ermittelt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zu einer Begleitwertinformation in dem Meldetelegramm wenigstens eine Begleitwertinformationskomponente vorgesehen, die eine Zuordnung wenigstens einer der Übergangskomponenten und der Begleitwertinformation herstellt.
Dabei sind vorzugsweise alle Komponenten des wenigstens einen Meldetelegramms binär dargestellt.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Steuergerät anhand des empfangenen Signalzustandes Sl und der Ereignis- Information EOl und ElO den Signalverlauf der letzten beiden Signalwechsel nachbilden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, bei der Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird.
Figur 1 zeigt die Abfolge von Zustandsänderung und der dazu- gehörigen Darstellung bei einem Zustandsübergang nach dem Stand der Technik.
Figur 2 zeigt die Abfolge von Zustandsänderung und der dazugehörigen Darstellung bei mehreren Zustandsübergän- gen nach dem Stand der Technik.
Figur 3 zeigt die Abfolge von Zustandsänderung und der dazugehörigen Darstellung bei mehreren Meldetelegrammen und mehreren Zustandsübergängen nach dem Stand der Technik.
Figur 4 zeigt die Abfolge von Zustandsänderung und der dazugehörigen Darstellung bei mehreren Meldetelegrammen und mehreren Zustandsübergängen gemäß der Erfindung.
In Figur 1 ist eine Automatisierungsanlage mit zwei Endgeräten 1 und 2 sowie einem Steuergerät 3 gezeigt. Das Steuergerät umfasst eine Eingabetastatur 4 und einen Bildschirm zum Anzeigen von Signalen und Zustandsangaben der mit ihm verbundenen Endgeräte 1, 2 und je nach Umfang der Automatisierungsanlage weiterer, nicht dargestellter Endgeräte.
Jedes der Endgeräte 1 und 2, die in der Regel spezielle Aufgaben in der Automatisierungsanlage erfüllen, kann wenigstens zwei unterschiedliche Zustandswerte annehmen. Diese Zustandswerte werden als Zustandsangabe oder als Mitteilung eines Übergangs zwischen Zustandswerten dem Steuergerät 3 mit- geteilt, wobei die Kommunikation zwischen Endgerät 1 bzw. 2 und Steuergerät 3 in den Figuren als Doppelpfeil angedeutet ist. Das Steuergerät 3 liest die unterschiedlichen, asynchronen Meldungen der einzelnen Endgeräte ein, so dass das Per- sonal zur Überwachung der Anlage einen Überblick über den Gesamtzustand der Anlage hat und gegebenenfalls über das Steuergerät 3 regulierend eingreifen kann. (Hier und im Folgenden wird unter "Einlesen" das Erkennen, Erfassen und Bearbeiten von Meldungen der Endgeräte im Steuergerät ver- standen, ohne dass diese Meldungen erst beim jeweiligen Endgerät abgerufen werden müssen, was jedoch ebenfalls möglich ist. )
Dabei soll das Steuergerät immer den aktuellen Zustand des Endgeräts - zeitverzögert - anzeigen und außerdem zumindest den letzten Übergangszyklus des Endgeräts ("0" -> "1"; "1" -> "0" oder "1" -> "0"; "0" -> "1") erkennen. In bestimmten Anwendungsfällen fällt dem zweiten Aspekt eine besondere Bedeutung zu: Bei Zustandsmeldungen (so genannten "Events") ist es wichtig festzustellen, ob ein Ereignis stattgefunden hat oder nicht, z. B. ob eine Klappe in der Anlage geöffnet und wieder geschlossen wurde. Wie oft dies geschieht, ist von untergeordneter Bedeutung und wird, falls notwendig, im Endgerät ermittelt und steht dann als Zusatz- Information zur Verfügung.
In dem rechten Teil der Figur 1 ist die Abfolge mehrerer Zu- standsänderungen des Endgerätes 1, der Inhalt von zwischen dem Endgerät 1 und dem Steuergerät 3 ausgetauschten Meldungen und die dazugehörige Darstellung in dem Steuergerät 3 nach dem Stand der Technik gezeigt.
Zu einem Zeitpunkt tO befindet sich das Endgerät in einem logischen Zustand, der mit "0" bezeichnet ist. Dieser Zu- standswert kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der
Automatisierungsanlage vorliegen oder er kann zu einem späteren Zeitpunkt erreicht worden sein. Im ersten Fall ist dem Steuergerät 3 der Zustandswert des Endgerätes 1 nicht unmittelbar bekannt, und der ursprüngliche Zustandswert wird erst durch Mitteilung einer Zustandsänderung des Endgerätes 1 an das Steuergerät 3 erkannt.
Zu einem Zeitpunkt tl erfolgt ein Übergang des Endgerätes 1 von einem logischen Zustandswert "0" auf einen logischen Zustandswert "1". Dieser Übergang löst die Ausgabe eines Meldetelegramms durch das Endgerät 1 aus . Das Meldetelegramm u fasst eine Zustandskomponente Sl, die ein identisches Abbild des Zustandswertes des Endgerätes 1 ist. (Dabei wird hier der Einfachheit halber ein System angenommen, bei dem ein Signal nur zwei Zustandswerte annehmen kann, darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt und die Zustandskompo- nente Sl kann allgemein mehrere Zustandswerte annehmen.) Das Meldetelegramm wird von dem Steuergerät 3 eingelesen. Das Einlesen erfolgt über eine bestimmte Zeitdauer, es ist durch einen schrägen Pfeil von einem unteren auf einen oberen Pegel in der Figur 1 angedeutet. Neben dem Pfeil ist der Inhalt des Meldetelegramms angegeben, das in diesem Fall nur aus der Zu- standskomponente Sl besteht, deren Inhalt "1" ist, d. h. der neue Zustandswert ist, den das Endgerät 3 jetzt eingenommen hat. Beendet ist das Einlesen zu einem Zeitpunkt nach tl.
Wenn das Einlesen des Meldetelegramms durch das Steuergerät 3 beendet ist, wird in dem Steuergerät 3 ein Signal Dl, das einer Darstellung des Zustandswertes Sl des Endgerätes 1 entspricht, von einem logischen Zustandswert "0" auf einen logischen Zustandswert "1" gesetzt. (Hier wird der Einfachheit halber vorausgesetzt, dass ein Zustandswertübergang des Endgerätes in einer Richtung einem Übergang des Signals Dl in derselben Richtung entspricht. Dies ist jedoch keine Voraussetzung für die Umsetzung der Erfindung und dem Fachmann ist klar, dass die Beziehung zwischen Zustand Sl und Darstel- lungssignal Dl auch komplementär gewählt werden kann.) Nach der vollständigen Übertragung des Meldetelegramms von dem Endgerät 1 an das Steuergerät 3 folgen weitere Verarbeitungsschritte in dem Steuergerät 3. Die Dauer der Verarbeitungsschritte ist durch den waagerechten Pfeil auf dem oberen Pegel angedeutet. Erst nach Abschluss der Verarbeitungsschritte setzt das Steuergerät 3 ein Quittierungssignal an das Absenderendgerät 1 ab, mit dem es dem Endgerät 1 mitteilt, dass das Meldetelegramm des Endgerätes 1 von dem Steuergerät 3 erfolgreich eingelesen worden ist. Auch die Übertragung des Quittierungssignals hat eine bestimmte Zeitdauer, die durch einen schrägen Pfeil Q vom oberen Pegel auf den unteren Pegel dargestellt ist. Der nachfolgende Ruhezustand der Kommunikation zwischen Endgerät 1 und Steuergerät 3 ist durch einen waagerechten Pfeil auf dem unteren Pegel angedeutet. In dieser Zeit verarbeitet das Endgerät 1 die
Mitteilung des Steuergerätes 3. Erst danach kann das Endgerät 1 eine Mitteilung an das Steuergerät 3 absetzen, dass ein weiterer Übergang stattgefunden hat. Ein solcher Übergang hat in dem dargestellten Beispiel zum Zeitpunkt t2 stattgefunden, kurz nach Absetzen der ersten Mitteilung von dem Endgerät 1 an das Steuergerät 3. Während des Übergangs zum Zeitpunkt t2 fand die Kommunikation zwischen dem Endgerät 1 und dem Steuergerät 3 und die Verarbeitung in dem Endgerät 1 bzw. in dem Steuergerät 3 statt. Der zweite Zustandswertübergang von der logischen "1" auf die logische "0" wurde daher von dem Endgerät 1 zwischengespeichert und wird erst jetzt an das Steuergerät 3 abgesetzt. Das Darstellungssignal Dl wird auf "0" gesetzt, und in diesem Fall entgeht dem Steuergerät 3 kein Übergang.
In Figur 2 ist ein erweitertes Meldetelegramm gezeigt, das die Kommunikation zwischen dem Endgerät 1 und dem Steuergerät 3 bei höherer Rate von Zustandswertänderungen des Endgerätes 1 ermöglicht. Wenn sich Signale sehr schnell ändern, kann es zu einer sehr hohen Meldelast kommen. Dadurch wird die Automatisierungsanlage belastet und die Kommunikationsfähigkeit der Anlage erheblich eingeschränkt. Um dies zu verhindern, wird ein im Stand der Technik als "Quittierungsgetriggertes Melden" (QTM) bezeichnetes Verfahren eingeführt, mit dem Meldungen interaktiv beeinflusst werden. Eine Meldung wird vom Endgerät nur dann gemeldet, wenn dieses Signal von dem Steuerungsgerät mittels Telegramm freigeschaltet wurde. Ist ein Signal im Endgerät freigeschaltet, meldet das Endgerät einen Signalwechsel und löscht die Freischaltung im Endgerät. Weitere Signalwechsel können wegen der gelöschten Freischaltung nicht mehr gemeldet werden. Geht ein Signalwechsel ver- loren, kann dieses Signal nicht mehr freigeschaltet werden, um diese Selbstblockade ("Deadlock") auszuschalten, ist es zwingend notwendig, dass wenigstens die beiden letzten Signalwechsel erkannt werden.
Dazu wird bei dem Verfahren nach Figur 2 eine weitere Komponente in das Meldetelegramm mit aufgenommen, die mit OV ("Overflow") bezeichnet ist. Zusätzlich zu den in Figur 1 gezeigten Übergängen des Endgeräts 1 von "0" auf "1" bei tl und von "1" auf "0" bei t2 findet ein weiterer Übergang von "0" auf "1" bei t3 statt. Der Übergang von "1" auf "0" bei t2 kann aus den oben genannten Gründen nicht sofort von dem Endgerät 1 an das Steuergerät 3 gemeldet werden und ginge damit verloren, da zu dem Zeitpunkt, zu dem das Endgerät 1 eine weitere Meldung an das Steuergerät 3 absetzen kann, sein Zustandswert - wieder - "1" ist. Der Zustandswert "1" des
Endgeräts 1 entspricht damit dem zuletzt gemeldeten, und das Steuergerät 3 würde einen - bereits abgeschlossenen - Zu- standswertübergang des Endgeräts 1 nicht erkennen. Um aber auch den bereits abgeschlossenen Übergang zu dokumentieren, wird beim nächsten Meldetelegramm die Komponente OV auf "1" gesetzt, was dem Steuergerät 3 anzeigt, dass außer den mitgeteilten Übergängen auch noch ein "verborgener" Übergang stattgefunden hat. Bei Empfang des zweiten Meldetelegramms, das den Übergang von "1" auf "0" des Endgeräts 1 mitteilt, wird daher das Darstellungssignal von "1" auf "0" gesetzt. Da aber außerdem die Komponente OV des Meldetelegramms auf "1" gesetzt ist, wird das Darstellungssignal Dl sofort wieder auf "1" gesetzt, um dem "verborgenen" Übergang Rechnung zu tragen. Das resultierende Darstellungssignal Dl ist in Figur 2 oben rechts gezeigt.
Diese Information reicht, wie in Figur 3 gezeigt ist, nicht aus, wenn das Endgerät 1 mehrere unabhängige Zustände annehmen kann und daher dem Steuergerät 3 mehr als eine Zustandskomponente gemeldet werden müssen. In Figur 3 ist ein Beispiel mit einer Zustandskomponente Sl und einer Zustands- komponente S2 des Meldetelegramms gezeigt.
Bei dem Beispiel in Figur 3 erfolgt die gleiche Folge von Zustandswertübergängen der Zustandskomponente Sl wie in Figur 2, d. h. ein erster Zustandswertübergang von "0" nach "1" bei tl, ein zweiter Zustandswertübergang von "1" nach "0" bei t2 und ein dritter Zustandswertübergang von "0" nach "1" bei t4. Außerdem erfolgt ein Zustandswertübergang einer zweiten Zustandskomponente S2 von "0" nach "1" bei t3 zwischen t2 und t4. Das erste Meldetelegra m, das bei tl von dem Endgerät 1 an das Steuergerät 3 abgesetzt wird, enthält daher als
Werte für die Komponenten Sl und S2 "1" bzw. "0". Das zweite Meldetelegramm, das nach t4 von dem Endgerät 1 an das Steuergerät 3 abgesetzt wird, enthält als Werte für die Komponenten Sl und S2 "1" und "1", da zu diesem Zeitpunkt sowohl Sl als auch S2 den Wert "1" angenommen haben. Der "verborgene" Übergang von Sl bei t2 und t4 geht dem System damit verloren. Dies würde sich auch mit einer zusätzlichen Komponente OV des Meldetelegramms nicht ändern, da das System diese Komponente OV nicht mehr eindeutig einem der Zustandswerte Sl und S2 zu- ordnen könnte.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform zum sicheren Erkennen von Zustandswertübergängen bei mehreren möglichen Zuständen des Endgeräts bei QTM-Verfahren durch Erweiterung des Melde- telegramms gezeigt. Unter der Bedingung, dass das Steuergerät den Meldezustand gespeichert hat, ist prinzipiell eine weitere Binärinformation für jedes gemeldete Signal notwendig. Be- sitzt das Steuergerät den Meldezustand nicht bzw. ist diese Information schwer zu ermitteln, z. B. in der AnlaufSituation des Steuergeräts, sind neben der jeweiligen Zustandskomponente mindestens zwei weitere Binärinformationen für jede Zu- Standskomponente notwendig. Mit anderen Worten, das Meldetelegramm enthält wenigstens eine erste Übergangskomponente EOl, die einen Übergang von einem ersten Zustandswert zu einem zweiten Zustandswert anzeigt, und eine zweite Übergangskomponente ElO, die einen Übergang von dem zweiten Zu- standswert zu dem ersten Zustandswert anzeigt.
In Figur 4 werden jedem Signal die zusätzlichen Binärinformationen EOl (Zustandswert wechselt von "0" nach "1") und ElO (Zustandswert wechselt von "1" nach "0") zugeordnet. Erfolgt ein Zustandswertübergang, wird dies in dem entsprechenden
Ereignisbit EOl oder ElO festgehalten. (Die Komponenten Sl, EOl, ElO, S2, ... sind rechts unten in der Figur aufgelistet.) Nach Versenden der Meldung nach dem Zeitpunkt tl werden diese Ereignisinformationen gelöscht. Die darauf folgenden Ereignisse bei t2 und danach werden gesammelt und mit Eintreffen des Quittierungssignals Q an das Steuergerät gemeldet. Das Steuergerät kann anhand des empfangenen Signalzustandes Sl und der Ereignisinformation EOl und ElO den Signalverlauf der letzten beiden Signalwechsel nachbilden.
Finden auch nach t4 noch weitere Zustandswertübergänge statt, ohne dass eine Meldung versendet werden kann, bleiben die Ereignisinformationen EOl und ElO unverändert (die Ereignisse EOl und ElO haben stattgefunden) ; lediglich die Zustands- komponente Sl nimmt den aktuellen Signalzustand an.
In Figur 4 befinden sich daher zum Zeitpunkt tO die Komponenten Sl, EOl und ElO des ersten Zustands alle auf "0", ebenso wie die Komponenten S2, EOl und ElO des zweiten Zustands des Endgeräts 1. Zum Zeitpunkt tl ändert sich der Zustandswert von Sl von "0" auf "1", so dass Sl und EOl jeweils den Wert "1" annehmen, alle anderen Variablen behalten den Wert "0" bei. Unmittelbar nach dem Übergang wird der Wert von EOl wieder auf "0" zurückgesetzt, da der Übergang bereits mit dem letzten Meldetelegramm gemeldet worden ist, so dass die Komponenten Sl, EOl und ElO den Wert "1", "0" und "0" annehmen.
Zum Zeitpunkt t2 erfolgt der Übergang von Sl von "1" auf "0". Die Werte von Sl, EOl und ElO sind folglich "0", "0" und "1". Da dieser Übergang nicht sofort durch das Endgerät 1 an das Steuergerät 3 gemeldet werden kann, bleiben diese Werte bis zu dem Zeitpunkt t4 aufrechterhalten. Bei t4 erfolgt ein weiterer Übergang von Sl von "0" auf "1". Der vorige Übergang von Sl konnte jedoch noch immer nicht gemeldet werden, so dass der Wert von Sl, EOl und ElO jetzt "1", "1" und "1" ist. Diese Werte bleiben bestehen bis zum nächsten Meldetelegramm, das in dem gezeigten Beispiel bei t5 an das Steuergerät abgesetzt wird. Die Werte in dem Meldetelegramm bei t5 zeigen dem Steuergerät 3 sowohl an, dass der aktuelle Zustandswert Sl "1" ist, als auch dass seit dem letzten Meldetelegramm zwei Übergänge stattgefunden haben. Damit kann das Darstel- lungssignal Dl zu dem ersten Zustand des Endgerätes 1, wie in Figur 4 oben rechts dargestellt, den Verlauf der Übergänge (qualitativ) rekonstruieren, nämlich durch die Übergänge "0" auf "1", "1" auf "0" und "0" auf "1". Dies entspricht den Übergängen von Sl. Bei t5 werden die Übergangskomponenten EOl und ElO zu Sl auf "0" zurückgesetzt.
In der Zwischenzeit hat bei t3 außerdem ein Übergang von S2 von "0" auf "1" stattgefunden. Damit wird S2 auf "1" und EOl ebenfalls auf "1" gesetzt. Diese Werte bleiben bestehen, bis sie in einem Meldetelegramm dem Steuergerät mitgeteilt werden. Dies erfolgt bei dem Zeitpunkt t5. Erst danach werden die Übergangskomponenten EOl und ElO zu S2 auf "0" zurückgesetzt .
In Figur 4 sind neben den Übergängen die Werte von Sl, S2, EOl zu Sl, ElO zu Sl, EOl zu S2 und E10 zu S2 zusammen mit den jeweiligen Werten der anderen Komponenten angegeben. Das erfindungsgemäße System lässt sich erweitern, wenn die Zustandskomponente Sl bzw. S2 des Meldetelegramms einen momentanen Zustandswert des Endgerätes 1 anzeigt und das Steuergerät 3 den momentanen Zustandswert des Endgerätes 1 mit einem vorangehenden Zustandswert des gleichen Endgeräts 1 vergleicht. In Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis und der jeweiligen Übergangskomponente EOl bzw. ElO können so Zustandswertübergänge des jeweiligen Endgeräts 1 bzw. 2 vor dem Erreichen des momentanen Zustandswertes ermittelt werden.
Bei einigen Meldetelegrammen nach dem Stand der Technik ist eine Begleitinformation vorgesehen, die dem Steuergerät weitere Information mitteilt. Beispielsweise kann in der Begleitinformation eine Zeitangabe enthalten sein, die dem Steuergerät mitteilt, wann der Zustandsübergang bei einem
Endgerät erfasst wurde. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zu einer solchen Begleitwertinformation in dem Meldetelegramm wenigstens eine Begleitwertinformations- komponente mitgeliefert, die die Zuordnung der entsprechenden Übergangskomponenten und der dazugehörigen Begleitwertinformation sicherstellt. Beispielsweise wird die Begleit- wertinformationskomponente zu Sn auf "1" gesetzt, wenn sich die Zeitangabe in der Begleitwertinformation auf einen Zustandsübergang von Sn bezieht. Werden zur gleichen Zeit in dem Endgerät auch andere Zustandsübergänge erkannt, so werden entsprechend weitere Begleitwertinformationskomponenten auf "1" gesetzt. Ist der Übergang von Sn der einzige Zustandsübergang, der zu dem Zeitpunkt erkannt wurde, und wird nur eine Zeitinformation von dem Endgerät an das Steuergerät ausgegeben, so wird nur eine Begleitwertinformationskompo- nente auf "1" gesetzt, alle anderen bleiben auf "0". Abwandlungen der Erweiterung des Meldetelegramms durch Begleit- wertinformationskomponenten sind für den Fachmann offensichtlich und werden nicht weiter erläutert.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Beispiele beschränkt. So wurde davon ausgegangen, dass alle Komponenten Sl, S2, EOl und ElO des Meldetelegramms binär dargestellt sind. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig, sondern es können auch einige oder alle Komponenten als Analogwerte vorliegen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Überwachen einer Automatisierungsanlage, die umfasst: wenigstens ein Endgerät (1, 2), das wenigstens zwei Zustandswerte annehmen kann und das ein Meldetelegramm ausgibt, das von den wenigstens zwei Zustandswerten abhängt, und ein Steuergerät (3) , das das Meldetelegramm von dem wenigstens einen Endgerät (1, 2) einliest, wobei das wenigstens eine Endgerät (1, 2) ein weiteres Meldetelegramm erst ausgibt, nachdem es ein Quittierungssignal (Q) von dem Steuergerät (3) empfangen hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Meldetelegramm wenigstens eine erste Übergangskomponente (EOl) , die einen Übergang von einem ersten Zustandswert zu einem zweiten Zustandswert der wenigstens zwei Zustandswerte anzeigt, und wenigstens eine zweite Übergangskomponente (ElO) , die einen Übergang von dem zweiten Zustandswert zu dem ersten Zustandswert der wenigstens zwei Zustandswerte an- zeigt, enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Meldetelegramm wenigstens eine Zustandskomponente (Sl, S2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zustandskomponente (Sl, S2) des Meldetelegramms einen momentanen der wenigstens zwei Zustandswerte des Endgerätes (1, 2) anzeigt, das Steuergerät (3) den momentanen Zustandswert des Endgerätes (1, 2) mit einem vorangehenden Zustandswert des gleichen Endgeräts (1, 2) vergleicht und in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis und der ersten und/oder zweiten Übergangskomponente (EOl, ElO) Zustandsübergänge des jeweiligen Endgeräts (1, 2) vor Erreichen des momentanen Zustandswertes ermittelt werden.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Meldetelegramm eine Begleitwertinformation aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Meldetelegramm wenigstens eine Begleitwertinformations- komponente aufweist, die eine Zuordnung wenigstens einer der Übergangskomponenten und der Begleitwertinformation her- stellt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Komponenten (Sl, S2, EOl, ElO) des wenigstens einen Meldetelegramms binär dargestellt sind.
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