專利名稱：用于評(píng)估的方法、自動(dòng)化系統(tǒng)和控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)化領(lǐng)域，并且特別地涉及如在權(quán)利要求1前序部分中 所限定的、 一種對(duì)用于控制自動(dòng)化系統(tǒng)中的過(guò)程的應(yīng)用進(jìn)行評(píng)估的方法，
如權(quán)利要求13前序部分中所限定的自動(dòng)化系統(tǒng)，以及如權(quán)利要求19前序 部分所限定的控制器。
背景技術(shù)：
自動(dòng)控制或自動(dòng)化在工業(yè)生產(chǎn)中非常重要，例如為了消除單調(diào)而令人 厭倦的任務(wù)以及減少在生產(chǎn)線上的危險(xiǎn)元素。通常，自動(dòng)化也提高了過(guò)程 的效率以及質(zhì)量，并且是滿足當(dāng)今對(duì)于無(wú)環(huán)境影響且經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)的要求的 極好的手段。
在典型的工廠中，不同的過(guò)程段以某種方式被鏈接，或者通過(guò)過(guò)程流 或者通過(guò)能量流。這種情況導(dǎo)致如下缺點(diǎn)快速地關(guān)停一個(gè)過(guò)程段引起位 于上游和下游的其他過(guò)程段的關(guān)停，并最終引起整個(gè)工廠的關(guān)停。因?yàn)樯?產(chǎn)的停止;l相當(dāng)昂貴的，所以對(duì)利用這種過(guò)程控制系統(tǒng)的工廠而言具有持 續(xù)的可利用性是非常重要的。起動(dòng)工廠通常是一個(gè)費(fèi)時(shí)的過(guò)程，經(jīng)常需要 幾個(gè)小時(shí)或甚至幾天。在一個(gè)段中的停止因此會(huì)引起可能在數(shù)百萬(wàn)美元范 圍內(nèi)的生產(chǎn)損失。此夕卜，停止和重啟也引起過(guò)程設(shè)備和催化劑上的額外的 損耗。這又使得需要更頻繁的維護(hù)工作、保養(yǎng)以及催化劑更換，因而增加 了運(yùn)行的長(zhǎng)期成本。
常常必要的是，對(duì)控制這些過(guò)程的方法做改變，以便提高設(shè)備的利用 率、減少缺陷和偏離規(guī)格的質(zhì)量、優(yōu)化能量消耗等等。因此，系統(tǒng)軟件的
因此持續(xù)開發(fā)控制過(guò)程的控制程序，以滿足變化的需求?？紤]到與生產(chǎn)停 止相關(guān)的高成本，控制程序的這種改變通常是在線地實(shí)施的，但是在線地 進(jìn)行改變需要^4a令人煩惱的、過(guò)程被改變的風(fēng)險(xiǎn)，而且在升級(jí)過(guò)程應(yīng)用 時(shí)必須小心。
更具體而言，當(dāng)，出這種更新時(shí)，當(dāng)前正在使用的版本被新的、升
級(jí)的版本覆蓋。如果新版本沒有被適當(dāng)?shù)叵略?，如果新的版本包^^缺陷， 或者如果它是不起作用的，或者如果它包含與系統(tǒng)的、不可預(yù)見的非兼容 性，則這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的問題，例如導(dǎo)致在所控制的過(guò)程中的千擾或不穩(wěn) 定。如果需要回到舊版本，則以前的代碼必須被重新下載。生產(chǎn)則可能中 止，直到舊的版本被重新建立并運(yùn)行。如所述的，在生產(chǎn)中的這種中斷是 極其昂貴的，或者視所討論的行業(yè)而言甚至可能是危險(xiǎn)的。預(yù)見控制應(yīng)用 的新版本是否會(huì)在真實(shí)的環(huán)境中起作用是困難的，并且如果其不起作用的
話，m難知道所述應(yīng)用的哪一部分沒有4^人滿意g行。
在已公開的專利文獻(xiàn)US 5，491，625中描述了一種解決這些問題的方 法。在該專利公開中說(shuō)明的方法使用了兩個(gè)緊密地彼此耦合的控制器，例 如一個(gè)主控制器和一個(gè)冗余控制器?？刂破髦械囊粋€(gè)運(yùn)行控制程序的當(dāng)前 版本，另一個(gè)執(zhí)M版本。兩個(gè)控制器都從過(guò)程中讀取值，但是來(lái)自第二 控制器的輸出被阻塞，使得只有來(lái)自第一控制器的輸出可以影響過(guò)程。在 使用者進(jìn)行轉(zhuǎn)換以讓新版4^效控制過(guò)程之前，他或她可以比較兩個(gè)控制 器的結(jié)果并且因此確定控制程序的新版本是否以正確的方式運(yùn)行。這種解 決方案的情形的困難在于需要兩個(gè)控制器，這增加了成本。更進(jìn)一步的困 難在于，需要在兩個(gè)控制器之間的某種同步和裁決機(jī)制，以便使執(zhí)行周期 同步、在來(lái)自兩個(gè)控制器的過(guò)程輸出之間進(jìn)行裁決、確定結(jié)果中的任何不 同以及產(chǎn)生差別報(bào)告。這種同步必須非常嚴(yán)密，以確保對(duì)于每個(gè)執(zhí)行周期 兩個(gè)控制器使用與過(guò)程輸入以及外部變量的同樣的樣本相關(guān)的過(guò)程輸入 值。這進(jìn)一步增加了所提出的解決方案的復(fù)雜度和成本。然而，更進(jìn)一步 的困難在于，如果這兩個(gè)控制器是主控制器和冗余控制器，則冗余控制器 被用于執(zhí)行控制程序的新版本，由此并不用作主控制器在評(píng)估期間的備 用。
因此，希望提供一種改變或升^系統(tǒng)內(nèi)部的控制程序版本或應(yīng)用程 序版本的改進(jìn)的方法，并iW吏得這種改變或升^生產(chǎn)中不產(chǎn)生干擾。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于掮:供一種方法，用于確保要安裝的應(yīng)用的新 版本能運(yùn)行，并且重要的是，在真實(shí)的環(huán)境中和在實(shí)際的條件下能運(yùn)行， 導(dǎo)致平滑并且安全的從一個(gè)版本至另 一個(gè)版本的轉(zhuǎn)換，由此減少了現(xiàn)有才支 術(shù)中的缺點(diǎn)。
另一目的是實(shí)現(xiàn)軟件修正而不中斷或者甚至不干擾控制器應(yīng)用的正 在進(jìn)行的執(zhí)行。
又另一目的是提供一種途徑以幫助操作者最小化在對(duì)控制程序做出 改變時(shí)涉及的風(fēng)險(xiǎn)。這通過(guò)使得操作者明白控制應(yīng)用的現(xiàn)存版本和新版本 之間的差別，以及也使操作者明白可能由新版本引起的、在過(guò)程輸出中潛 在的步驟改變來(lái)實(shí)現(xiàn)。
另一目的是提供一種用于評(píng)估控制程序的新版本的方法，該方法可以 僅僅利用一個(gè)控制器來(lái)實(shí)施。然而，又另一目的是提供這種方法，使得當(dāng) 使用 一對(duì)主控制器和冗余控制器時(shí)，冗余控制器在評(píng)估期間也能夠作為主 控制器的^#來(lái)運(yùn)行。
這些目的尤其是通過(guò)在權(quán)利要求1中要求保護(hù)的方法、通過(guò)權(quán)利要求
13中要求保護(hù)的系統(tǒng)以及通ittL利要求19中要求保護(hù)的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種對(duì)用于控制自動(dòng)化系統(tǒng)中的過(guò)程的應(yīng)用進(jìn)行 評(píng)估的方法。應(yīng)用的兩個(gè)或者更多的版#存儲(chǔ)在控制器、例如過(guò)程控制 器或可編程邏輯控制器中。該方法包括以下步驟將從過(guò)程中獲得的輸入 信號(hào)輸入給應(yīng)用的所有不同版本，這些應(yīng)用的版;M"儲(chǔ)在同 一個(gè)控制器中 并且其中一個(gè)版本正控制所述過(guò)程；針對(duì)應(yīng)用的不同版本基于所述輸入信 號(hào)在控制器中執(zhí)行相同的任務(wù)；生成報(bào)告，該報(bào)告包含來(lái)自應(yīng)用的不同版 本的輸出的比較；以及基于所生成的報(bào)告評(píng)估未用于控制過(guò)程的版本。根 據(jù)本發(fā)明，基于相同的輸入信號(hào)針對(duì)在該控制器中的所有版本執(zhí)行任務(wù)， 但是只有從當(dāng)前控制過(guò)程的版本獲得的輸出信號(hào)作為對(duì)于控制過(guò)程所需 要的輸出被輸出，從所有其他版本所獲得的輸出信號(hào)被安排用于評(píng)估，例 如由操作者進(jìn)行評(píng)估。借助本發(fā)明，應(yīng)用的新升級(jí)的版本可以與當(dāng)前所使 用的版本同時(shí)地執(zhí)行，并且利用真實(shí)的輸入信號(hào)在真正的生產(chǎn)環(huán)境下被評(píng) 估，并且因此消除了生產(chǎn)關(guān)停的風(fēng)險(xiǎn)。此外，利用本發(fā)明確保了做出有目 的的比較，也使得使用者能夠在使用當(dāng)前所開發(fā)的版本來(lái)控制過(guò)程之前對(duì) 其進(jìn)行評(píng)估。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如果評(píng)估步驟顯示新版本正確地起作用， 則該方法包括附加的步驟。即如下步驟阻止來(lái)自當(dāng)前正控制過(guò)程的版本 的輸出被用于控制過(guò)程，以及使未控制該過(guò)程的版本有效地控制該過(guò)程。 替代地，如果評(píng)估步驟顯示新版本沒有正確地起作用，則該方法包括另外 的步驟，即從當(dāng)前正控制過(guò)程的版4^r出在所述執(zhí)行期間獲得的輸出信號(hào) 以控制所述過(guò)程。4吏用者也有可能改變?yōu)樾掳姹?在評(píng)估之后)，并且如
果該版本仍然沒有如期望的一樣運(yùn)行，則使用者可回到舊版本。因此，使 用者能夠評(píng)估應(yīng)用的新版本并且基于該評(píng)估采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的又另 一實(shí)施例，這些任務(wù)的執(zhí)行針對(duì)不同版本順次進(jìn) 行，或者在替換的實(shí)施例中以準(zhǔn)并行的方式進(jìn)行。這個(gè)特征提供了用于執(zhí) 行任務(wù)的靈活的方式，兩種方式都確保了針對(duì)不同版本來(lái)執(zhí)行同樣的任務(wù) 并且因而確保做出的比較是相關(guān)的。
根據(jù)本發(fā)明的再另 一實(shí)施例，生成報(bào)告的步驟包括比較來(lái)自所有至少 兩個(gè)版本的輸出和建立這些輸出之間的差別。使用者因此能夠容易地比較 不同的版本。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例，該方法還包括將所發(fā)現(xiàn)的差別呈現(xiàn)給使用 者的步驟。這方^f更了評(píng)估，而且這種呈現(xiàn)可以以任何希望的方式來(lái)完成， 例如以圖形、數(shù)字或圖表的形式完成。
根據(jù)本發(fā)明的再另一實(shí)施例，進(jìn)行不同版本的評(píng)估，以便建立應(yīng)用的 新版本在真實(shí)的過(guò)程環(huán)境下的功能。本發(fā)明的其他應(yīng)用也是可以想到的， 例如跟蹤錯(cuò)誤等等。因此，本發(fā)明提供了可適用于不同目的的評(píng)估的通用 方法。
本發(fā)明也涉及自動(dòng)化系統(tǒng)和控制器，由此實(shí)現(xiàn)了與上面所述的內(nèi)斜目 應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。


圖l示意性說(shuō)明了一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)。
圖2說(shuō)明了使用在圖l所示的系統(tǒng)中的典型的控制器。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例中所包括的一些步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1示出了典型的過(guò)程控制系統(tǒng)的布局。過(guò)程控制系統(tǒng)1典型地
包括操作者和工程工作站2a、 2b.....2n，多個(gè)用于執(zhí)行各種系統(tǒng)功
能的服務(wù)器3a、 3b，和執(zhí)行實(shí)際自動(dòng)化過(guò)程控制功能的控制器4a、 4b、...、
4n。不同的部分通過(guò)通信網(wǎng)5相互連接。控制器4a、 4b.....4n控制相
應(yīng)的過(guò)程段或功能；在圖中控制器4a被示出來(lái)控制過(guò)程段6，該過(guò)程段6
包括槽和多個(gè)閥、執(zhí)行器和傳感器。每個(gè)過(guò)程段或功能(例如過(guò)程段6) 可以與上游和/或下游的過(guò)程段或功能(未示出)相關(guān)，如通過(guò)箭頭R和
P2指示的那樣。
在控制器中執(zhí)行控制程序的一般原理在圖2中示出。典型的是，控制 器可利用某種形式的領(lǐng)域特定的高級(jí)編程語(yǔ)言例如IEC 61131-3來(lái)編程。 下面特定的參考是對(duì)控制器例如具有61131-3應(yīng)用的可編程邏輯控制器 (PLC)或過(guò)程控制器做出的，但是可以理解，本發(fā)明的原理可以更加通 用地實(shí)施和使用，并且可以使用任何合適的控制器。此夕卜，下面的術(shù)語(yǔ)"應(yīng) 用"、"應(yīng)用程序"和"控制程序"可互換地被使用。
控制器4接收過(guò)程輸入8以及外部變量9。輸入裝置將控制器4連接 至在不同過(guò)程段中所使用的傳感器(例如圖1中的7a)，例如溫度指示器、 振動(dòng)傳感器、位置傳感器、限制開關(guān)、流量表、光學(xué)傳感器、開關(guān)閥或繼 電器?？刂破?此外還包括內(nèi)部變量11和外部變量9。內(nèi)部變量被用于 保持代表在掃描周期之間控制程序的狀態(tài)的值，例如PID函數(shù)的微分和 積分分量，或計(jì)時(shí)器的流逝時(shí)間，或順序的步驟號(hào)。外部變量9被使用來(lái) 與其他控制程序交換信息，所述其他控制程序可以在同一個(gè)控制器4中運(yùn) 行，或者在與控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)5相連接的其他控制器中運(yùn)行。這種信息交換 的例子是聯(lián)鎖信號(hào)、設(shè)定點(diǎn)和反饋及前饋信號(hào)?？刂破?還包括輸出段 10，用于傳送過(guò)程輸出給執(zhí)行器(例如圖1的7b.....7n)。
控制器4被編程;M"輸入信號(hào)作出反應(yīng)，并且具有所討論的特定行業(yè) 知識(shí)的熟練工程師通常開發(fā)由控制器所使用的程序?？刂破髦械某绦蛲ǔ?被寫入特定的應(yīng)用或應(yīng)用程序，該特定的應(yīng)用或應(yīng)用程序被下載到控制器 并存儲(chǔ)在其中。如所提到的，控制器按照慣例地使用IEC (國(guó)際電工委員 會(huì))61131-3編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)，其定義了五種控制器編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)梯形邏 輯、順序功能圖(SFC)、功能塊圖、結(jié)構(gòu)化文本和指令列表。
控制程序或應(yīng)用循環(huán)地讀取過(guò)程輸入8和外部變量9的值，基于這些 值并且也基于內(nèi)部變量ll的值執(zhí)行計(jì)算，并且生成作為結(jié)果的值給過(guò)程 輸出10并且也給外部變量9。每一個(gè)這樣的執(zhí)M稱為一個(gè)掃描周期。 控制器4包括執(zhí)行控制程序指令的中央處理單元(CPU)、用來(lái)存儲(chǔ)指令 和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、用于使能與該過(guò)程通信的輸7W輸出單元以及用于使能 與其他控制器和單元通信的通信接口。 CPU也負(fù)責(zé)與其他裝置的通信和 控制程序的執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于改進(jìn)在控制器中改變控制程序的方法，
而不必冒使用錯(cuò)誤的控制程序并從而引起在過(guò)程中的紊亂的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明
方法可以被看作包含三個(gè)階段加載、評(píng)估、運(yùn)行。
當(dāng)控制程序例如61131-3控制程序或應(yīng)用的新版本Vnew已經(jīng)被創(chuàng)建 時(shí)，它在模擬中使用模擬的輸入來(lái)測(cè)試。首先，在加載階段中，至少一個(gè) 操作者工作站被重配置以與控制程序的該新版本vnew相關(guān)的過(guò)程圖形。
當(dāng)然有至少一個(gè)另外的操作者工作站被配置來(lái)針對(duì)當(dāng)前版本工作，該當(dāng)前 版本即控制過(guò)程的版本并且以下被可互換地稱為舊版本或當(dāng)前版本。新版
本Vnew被下載到與包含當(dāng)前控制該過(guò)程的舊版本V。ld的控制器相同的控
制器中。
第二階段評(píng)估，包括在評(píng)估模式中起動(dòng)控制程序的新版本Vn^。控
制器現(xiàn)在執(zhí)行兩個(gè)版本，即當(dāng)前版本V。w和新版本V,。兩個(gè)版^^W目 同的過(guò)程輸入8，也接HM目同的外部變量9，并且執(zhí)行相同的任務(wù)。兩個(gè)
版本讀取過(guò)程輸入和外部變量的相同的樣本值。這可以通過(guò)使輸入取樣獨(dú) 立于控制程序的執(zhí)行并且在控制程序的執(zhí)行之前就進(jìn)行來(lái)完成。盡管有來(lái)
自兩個(gè)版本的結(jié)果，來(lái)自新版本Vnew的輸出被隔離而不影響過(guò)程輸出10
和外部變量9，即它們不用于控制過(guò)程并且因此不以任何方式影響正在進(jìn) 行的過(guò)程操作。來(lái)自當(dāng)前版本V。w的輸出仍然被用來(lái)控制過(guò)程。
可能的是，同時(shí)運(yùn)行應(yīng)用的甚至更進(jìn)一步的版本,但是運(yùn)行兩個(gè)版本， 即當(dāng)前版本和要代替它的新的、升級(jí)的版本是通常發(fā)生的狀況。為了說(shuō)明 的簡(jiǎn)單性，只描述了兩個(gè)不同版本。
該方法的評(píng)估階段還包括生成報(bào)告，該報(bào)告列出在內(nèi)部變量、外部 變量的值之間、當(dāng)前版本和新版本的輸出和順序狀態(tài)之間的差別(如果有 的話)。該報(bào)告優(yōu)選是動(dòng)態(tài)的，因此使得操作者能夠看到這些差別是否以 及如何隨時(shí)間改變。例如，由兩個(gè)版本計(jì)算的某一變量值可以發(fā)散、收斂 或者保持同樣差別。該才艮告例如可以作為自動(dòng)生成、按有規(guī)律的時(shí)間間隔 生成或者在由^Mt者請(qǐng)求的時(shí)候生成的差別報(bào)告來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后，該凈艮告優(yōu) 選被發(fā)送給工程工作站用于評(píng)估。^Mt者或者^(guò)f吏用者可以使用這些凈艮告， 以便確定如果新版本V麗應(yīng)當(dāng)被^v使用、即如果它要控制過(guò)程的話， 是否所存在的任何差別都會(huì)引起在過(guò)程輸出中的擾動(dòng)或步驟改變。擾動(dòng)例 如可能由控制策略中的改變引起，其中新版本未從過(guò)程中讀取其控制行動(dòng) 所希望的響應(yīng)并帶有偏差，并且擾動(dòng)可能驅(qū)動(dòng)輸出到飽和。當(dāng)使用者確信 不存在會(huì)引起擾動(dòng)的差別時(shí)，就是說(shuō)，沒有瞬變，混亂等等時(shí)，該方法的 評(píng)估階段完成。
如果評(píng)估顯示新版本不能令人滿意地或者如所期望地執(zhí)行，則使用者 可以將新版#控制器中移除并且讓舊版本繼續(xù)控制過(guò)程。
另一方面，如果評(píng)估顯示新版本令人滿意并且如所期望地執(zhí)行，則佳_ 用者進(jìn)入該方法的最后部分，即"運(yùn)行(gO)"部分，其方式是轉(zhuǎn)換到新
版本Vnew以便讓新版林效地控制過(guò)程。當(dāng)如此進(jìn)行的時(shí)候，所有來(lái)自 先前控制版本的輸出被與過(guò)程隔離，即它們不再被用于控制過(guò)程，并且不 再影響正在進(jìn)行的過(guò)程操作。替代地，用于控制該過(guò)程的輸出從新版本中 被取得，因而其現(xiàn)在是當(dāng)前版本。
現(xiàn)在對(duì)有效控制過(guò)程的新版本和執(zhí)行相同計(jì)算但不影響過(guò)程的舊版 本的比較繼續(xù)。如果這樣的持續(xù)評(píng)估顯示新版本仍然令人滿意并且如所希 望地執(zhí)行，則使用者將舊版本從控制器中去除并且"運(yùn)行"階段結(jié)束。如 果另一方面，證實(shí)新版本有問題，則使用者可以轉(zhuǎn)換回舊版本并且將新版 ^控制器中去除。
應(yīng)用或控制程序的最重要的值是影響應(yīng)用的周圍環(huán)境、尤其是過(guò)程的
周圍環(huán)境的值，即與i/o輸出通道關(guān)聯(lián)的變量的值、對(duì)對(duì)象報(bào)警的IHf、 與訪問變量關(guān)聯(lián)的變量的值(即，從其他應(yīng)用可見和可訪問的通信變量)，
以及SFC步驟的狀態(tài)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在應(yīng)用中的任何值都可以被比 較。來(lái)自應(yīng)用的不同版本的值的比較也可以被使用在^跟蹤中。
當(dāng)在同一個(gè)控制器中執(zhí)行兩個(gè)版本時(shí)，重要的是，來(lái)自相同掃描周期 的值被用在比較中。由此確保比較是準(zhǔn)確的并且這些值是實(shí)際上可比的， 即它們來(lái)自相同的掃描周期。
比較優(yōu)選在控制器中進(jìn)行，其中，在控制器和操作者的工作站(例如 PC等等)之間的通信負(fù)荷明顯小于這些值應(yīng)該在PC中被比較的情況下
的通信負(fù)荷。
當(dāng)在控制器中發(fā)現(xiàn)了差別時(shí)，它們應(yīng)該被呈現(xiàn)給系統(tǒng)的使用者。已經(jīng) 被發(fā)現(xiàn)不同的值被打包或者編碼成通信報(bào)文或分組，使得能夠?qū)崿F(xiàn)按需或
自動(dòng)地傳輸給pc。如果發(fā)生特別的4^人吃驚的差別，則可能高亮顯示它，
例如將其作為閃動(dòng)的值來(lái)呈現(xiàn)或者觸發(fā)可聽到的報(bào)警。
在本發(fā)明的一個(gè)替代的實(shí)施例中，不同版本不被順序地執(zhí)行即不是一 個(gè)接著另一個(gè)地執(zhí)行，而是以準(zhǔn)并行的方式來(lái)執(zhí)行。這可以通過(guò)如下方式
來(lái)實(shí)現(xiàn)讓操作系統(tǒng)或某個(gè)另外的調(diào)度機(jī)制來(lái)分配CPU時(shí)間^個(gè)版本， 使得在任何一個(gè)版本開始新掃描周期之前，兩個(gè)版本都完成各自的掃描周 期。
在圖3中，以流程圖100示出了根據(jù)本發(fā)明的方法中包含的一些步驟 的總結(jié)。控制程序的新版4^下載到正執(zhí)行當(dāng)前版本的同一控制器中。當(dāng) 下載完成時(shí)，第二版本以評(píng)估模式啟動(dòng)，在該評(píng)估模式中這兩個(gè)版本依次 地、例如先是當(dāng)前版本接著是新版本地各執(zhí)行一個(gè)掃描周期。在流程圖 100的第一步驟、步驟101中，過(guò)程輸入和外部變量被采樣。兩個(gè)版本讀 取過(guò)程輸入和外部變量的相同樣本。這優(yōu)選通過(guò)讓輸入采樣與控制程序的 執(zhí)行分離地并且在控制程序的執(zhí)行之前進(jìn)行來(lái)完成。接著，在步驟102 中，針對(duì)當(dāng)前版本而執(zhí)行掃描周期，在其后過(guò)程輸出和外部變量被寫到存 儲(chǔ)單元中(步驟103)。隨后，在步驟104中，針對(duì)新版本而執(zhí)行掃描周 期。接著，在步驟105中，生成差別報(bào)告，其包含兩個(gè)版本之間在輸出上 的差別。
應(yīng)當(dāng)理解，并非必然要包括所有步驟，而且也可以包含其他的步驟。 此外， 一些步驟的順序可以被改動(dòng)。例如可行的是，在當(dāng)前版本之前執(zhí)行 新版本，或者在寫入過(guò)程輸出和外部變量之前兩個(gè)版本都被執(zhí)行。在說(shuō)明 書中，應(yīng)用的兩個(gè)版本故用于說(shuō)明本發(fā)明，然而在代替實(shí)施例中可以執(zhí)行
三個(gè)或者更多版本。例如，如果有兩個(gè)不同版本Vn^和Vnew2,它們中的
一個(gè)打算來(lái)代替應(yīng)用的當(dāng)前版本，則所有三個(gè)版本即兩個(gè)新版本vnewl和
Vnew2以及當(dāng)前所使用的版本V。w可以依次以相應(yīng)于上面所描述的方式運(yùn)行。
總之，本發(fā)明方法提供了一種用來(lái)改變控制過(guò)程的控制程序版本的改 進(jìn)的途徑。根據(jù)本發(fā)明，僅僅需要一個(gè)控制器，因此消除了對(duì)冗余控制器 的需求并降低了成本。其它的通過(guò)本發(fā)明方法獲得和通過(guò)利用單個(gè)控制器
所引起的優(yōu)點(diǎn)是消除了對(duì)于在當(dāng)前所使用的控制器和冗余控制器之間的 同步和仲裁的需求。更進(jìn)一步地，因?yàn)榭刂瞥绦虻牟煌姹驹谕豢刂破?中并且在同樣的環(huán)境下依次被執(zhí)行，因此在新版4^皮采用之前可以比較不 同版本的行為。通過(guò)本發(fā)明，確保了新版本在其被投入市場(chǎng)之前在真實(shí)的 環(huán)境中可真正地起作用，并且可以避免昂貴的生產(chǎn)中斷。如果比較顯示某 種相反的結(jié)果，例如不同版本顯示^L行相反的轉(zhuǎn)換操作，則新版本可以 在最^^v使用之前容易地被修正。因此可以實(shí)現(xiàn)一種<務(wù)正自動(dòng)化系統(tǒng)的 改進(jìn)的途徑。
權(quán)利要求
1. 一種對(duì)用于控制自動(dòng)化系統(tǒng)中的過(guò)程的應(yīng)用進(jìn)行評(píng)估的方法，所述應(yīng)用存儲(chǔ)在控制器中，其特征在于，所述方法包括以下步驟將從所述過(guò)程中獲得的輸入信號(hào)輸入應(yīng)用的所有至少兩個(gè)不同版本，其中這些版本存儲(chǔ)在同一個(gè)控制器中并且其中一個(gè)版本控制所述過(guò)程；基于所述輸入信號(hào)在控制器中針對(duì)應(yīng)用的所述至少兩個(gè)不同版本執(zhí)行相同任務(wù)；生成報(bào)告，所述報(bào)告包含從應(yīng)用的所述至少兩個(gè)不同版本的執(zhí)行中所獲得的輸出的比較；以及基于所生成的報(bào)告評(píng)估未用于控制過(guò)程的版本。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中如果評(píng)估步驟顯示新版本正在正確 地起作用，則該方法包括進(jìn)一步的步驟阻止將來(lái)自當(dāng)前控制過(guò)程的版本的輸出用于控制所述過(guò)程，以及 使未控制該過(guò)程的版本有效地控制該過(guò)程。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟阻止來(lái)自除了當(dāng)前正 控制過(guò)程的版本外的所有版本的輸出影響過(guò)程。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中如果所述評(píng)估步驟顯示新版本沒 有正確地起作用，則該方法包括以下進(jìn)一步的步驟制所述^:程。'、' '，- .s恭。 *
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中針對(duì)不同版本依次進(jìn)行 執(zhí)行任務(wù)的步驟。
6. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中針對(duì)不同版本以準(zhǔn)并 行的方式進(jìn)行執(zhí)行任務(wù)的步驟。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中生成報(bào)告的步驟包括比 較來(lái)自所有至少兩個(gè)版本的輸出和建立這些輸出之間的差別。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中差別報(bào)告是動(dòng)態(tài)的。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中執(zhí)行應(yīng)用的至少兩個(gè)版本的步驟 包括下列步驟 由所述不同版本接收來(lái)自控制器的I/O裝置的同樣的輸入信號(hào)并且執(zhí)行同樣的任務(wù)，由所述不同版本執(zhí)行過(guò)程相關(guān)的計(jì)算，并且 利用來(lái)自僅僅一個(gè)所述版本的結(jié)果來(lái)控制過(guò)程。
10. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法還包括將所發(fā)現(xiàn)的差別呈現(xiàn)給使用者的步驟。
11. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中生成關(guān)于差別的報(bào)告 的步驟被實(shí)施用來(lái)在真實(shí)的過(guò)程環(huán)境下建立應(yīng)用的新版本的功能。
12. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中輸入應(yīng)用的所有至少 兩個(gè)不同版本的步驟包括輸入外部變量。
13. —種自動(dòng)化系統(tǒng)，包括控制器，所述控制器具有存儲(chǔ)在其中的、 用于控制自動(dòng)化系統(tǒng)中的過(guò)程的應(yīng)用，其特征在于，該系統(tǒng)包括用于將從所述過(guò)程中獲得的輸入信號(hào)輸入至應(yīng)用的所有至少兩個(gè)不 同版本中的裝置，其中這些版^儲(chǔ)在所述控制器中；用于基于所述輸入信號(hào)在控制器中針對(duì)應(yīng)用的所述至少兩個(gè)不同版 本并行地執(zhí)行任務(wù)的裝置；用于生成才艮告的裝置，所述報(bào)告包含從應(yīng)用的所述至少兩個(gè)不同版本 的執(zhí)行中所獲得的輸出的比較；以及用于基于所生成的才艮告來(lái)評(píng)估未用于控制該過(guò)程的版本的裝置。
14. 如權(quán)利要求13中所述的自動(dòng)化系統(tǒng)，包括裝置，以及 '1用于使未控制過(guò)程的版本有效地控制該過(guò)程的裝置。
15. 如權(quán)利要求13中所述的系統(tǒng)，還包括用于阻止來(lái)自除了當(dāng)前 控制過(guò)程的版本外的所有版本的輸出影響過(guò)程的裝置。
16. 如權(quán)利要求13, 14或15中所述的自動(dòng)化系統(tǒng)，其中應(yīng)用的版本 被安排在真實(shí)的過(guò)程條件下依次執(zhí)行。
17. 如權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)所述的自動(dòng)化系統(tǒng)，還包括用于在 另外的存儲(chǔ)單元上存儲(chǔ)不同的變量值的裝置。
18. 如權(quán)利要求13-17中任一項(xiàng)所述的自動(dòng)化系統(tǒng)，還包括用于將 所發(fā)現(xiàn)的差別呈現(xiàn)給使用者的裝置。
19. 一種用于控制自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的過(guò)程的控制器(2)，所述控制器包 括應(yīng)用和輸A/輸出裝置，其特征在于，所述控制器(2)包括所述應(yīng)用的至少兩個(gè)不同版本，所述版^安排用于接收來(lái)自所述輸 V輸出裝置的相同的數(shù)據(jù)；用于基于所述輸入信號(hào)針對(duì)應(yīng)用的所述至少兩個(gè)不同版本執(zhí)行相同 任務(wù)的裝置；用于生成報(bào)告的裝置，所述報(bào)告包含來(lái)自應(yīng)用的所述至少兩個(gè)不同版 本的執(zhí)行中的輸出的比較；以及基于所生成的才艮告來(lái)評(píng)估未用于控制過(guò)程的版本的裝置。
20. 如權(quán)利要求19中所述的控制器，其中所述I/O裝置包括將所述控 制器連接至位于所述自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部并且與其中的過(guò)程相關(guān)的傳感器和 執(zhí)行器的連接裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)用于控制自動(dòng)化系統(tǒng)中的過(guò)程的應(yīng)用進(jìn)行評(píng)估的方法。所述應(yīng)用存儲(chǔ)在控制器中，而且在控制器內(nèi)部有應(yīng)用的至少兩個(gè)版本。該方法包括以下步驟將從所述過(guò)程中獲得的輸入信號(hào)輸入應(yīng)用的不同版本中；基于所述輸入信號(hào)在控制器中針對(duì)不同版本執(zhí)行任務(wù)；生成報(bào)告，所述報(bào)告包含來(lái)自應(yīng)用的不同版本中的輸出的比較；以及基于所生成的報(bào)告評(píng)估未用于控制過(guò)程的版本。由此實(shí)現(xiàn)了一種修改自動(dòng)化系統(tǒng)的改進(jìn)的方法。本發(fā)明也涉及這樣的控制器和自動(dòng)化系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G05B1/00GK101395577SQ200780007231
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者托馬斯·保利, 米卡埃爾·梅耶爾 申請(qǐng)人:Abb公司