專利名稱：監(jiān)控自動化設備的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控具有一個控制裝置和多個終端裝置的自動化設備的方法。本發(fā)明尤其涉及在根據(jù)權利要求1的上位概念的自動化設備中可靠識別終端裝置和控制裝置之間的消息電報中的多次信號變化。
背景技術：
在具有多個終端裝置(也稱為自動化裝置)和控制裝置(也稱為操作和監(jiān)控站或“操作站”)的自動化設備中將事件反映為二進制信號。信號改變(電平引發(fā)的改變)由終端裝置采集，并借助消息電報報告給一個或多個顯示并繼續(xù)處理所報告的信號電平的控制裝置。
在現(xiàn)有技術中，只有當控制裝置確認終端裝置接收了第一消息之后才能再次發(fā)送第二消息，其例如具有在此期間信號重新改變的內(nèi)容。該確認利用答復消息實現(xiàn)。
如果在消息電報中報告了一個信號，則在現(xiàn)有技術中識別最后兩次信號變化。對此的限制條件是a)在消息電報中設置附加信息“溢出”，該消息顯示不能報告一次或多次信號變化；b)接收一條具有與最后一次報告的并存儲在控制裝置中的信號相同信號狀態(tài)的消息。
為了提高消息報告的效率并更有效地利用系統(tǒng)資源，采用包含不止一個信號、即例如8個信號的消息電報。在消息電報中以“溢出標志”形式存在的狀態(tài)信息和接收了消息電報的事實，在多個信號時表示1:n的關系。不再能夠?qū)ⅰ耙绯鰳酥尽敝械母郊有畔⒁约笆录敖邮樟讼㈦妶蟆睂诙鄠€信號中的單個信號。由此該對應不適用于普遍有效的信號序列。消息電報中可用的信息減少為各自的信號狀態(tài)，而在此期間從初始狀態(tài)到第二狀態(tài)且又返回的變化就無法識別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種方法，利用該方法可以在事后再現(xiàn)至少幾個先前進行的狀態(tài)變化。
該技術問題是通過權利要求1所述的方法解決的。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式在從屬權利要求給出。
根據(jù)本發(fā)明，將消息電報進行擴展以便在可能情況下通知控制裝置，經(jīng)過可以從消息電報讀出的轉(zhuǎn)變后又發(fā)生了另一個轉(zhuǎn)變。為此，每個信號還設置一個或兩個二進制信息。如果消息電報此外還傳送了終端裝置的當前狀態(tài)，則根據(jù)終端裝置的先前狀態(tài)與當前狀態(tài)的比較推測到其它的轉(zhuǎn)變，或?qū)νㄟ^消息電報傳遞的信息進行真實性檢查。
根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)控包括至少一個終端裝置和一個控制裝置的自動化設備的方法，所述終端裝置可以采用至少兩個狀態(tài)值并輸出一個取決于至少兩個狀態(tài)值的消息電報，所述控制裝置從至少一個終端裝置讀入該消息電報，其中所述至少一個終端裝置在從控制裝置接收了答復信號之后才輸出另一個消息電報，所述方法的特征在于，所述消息電報包含至少一個第一轉(zhuǎn)變成分，顯示從至少兩個狀態(tài)值的第一狀態(tài)值到第二狀態(tài)值的轉(zhuǎn)變，以及至少一個第二轉(zhuǎn)變成分，顯示從至少兩個狀態(tài)值的第二狀態(tài)值到第一狀態(tài)值的轉(zhuǎn)變。
優(yōu)選的，消息電報具有至少一個狀態(tài)成分，顯示終端裝置的至少兩個狀態(tài)值的瞬時狀態(tài)值，控制裝置將終端裝置的瞬時狀態(tài)值與同一終端裝置的先前狀態(tài)值進行比較，根據(jù)該比較結果以及第一和/或第二轉(zhuǎn)變成分在達到瞬時狀態(tài)值之前獲得各終端裝置的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式中，消息電報中的伴隨值信息具有至少一個伴隨值信息成分，其形成至少一個轉(zhuǎn)變成分與該伴隨值信息的對應。
在此，優(yōu)選的至少一個消息電報的所有成分都以二進制表示。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，控制裝置借助所接收的信號狀態(tài)S1以及事件信息E01和E10可以復制最后兩次信號變化的信號變化過程。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在下面的優(yōu)選實施例描述中給出，其中借助附圖進行描述。
圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術狀態(tài)轉(zhuǎn)變時的狀態(tài)改變次序以及有關表示。
圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術多個狀態(tài)轉(zhuǎn)變時的狀態(tài)改變次序以及有關表示。
圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術多個消息電報和多個狀態(tài)轉(zhuǎn)變時的狀態(tài)改變次序以及有關表示。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的多個消息電報和多個狀態(tài)轉(zhuǎn)變時的狀態(tài)改變次序以及有關表示。
具體實施例方式
圖1示出了具有兩個終端裝置1和2以及一個控制裝置3的自動化設備?？刂蒲b置包括輸入鍵盤4和屏幕，用于顯示與其相連的終端裝置1、2的以及根據(jù)自動化設備的規(guī)模其它未示出的終端裝置的信號和狀態(tài)說明。
一般地滿足自動化設備中特定任務的終端裝置1和2中的每個都可以采用至少兩個不同的狀態(tài)值。這些狀態(tài)值作為狀態(tài)說明或作為狀態(tài)值之間的轉(zhuǎn)變消息通知控制裝置3，其中，終端裝置1或2和控制裝置3之間的通信在圖中以雙箭頭表示?？刂蒲b置3讀入各終端裝置的不同的異步消息，使得監(jiān)控設備的人員可以獲得設備整個狀態(tài)的概貌，并在必要時下通過控制裝置3進行調(diào)整。(這里以及在后面，“讀入”理解為在控制裝置中識別、采集和處理終端裝置的消息，而無需首先在各終端裝置中調(diào)用該消息，但這同樣也是可以的。)在此，控制裝置應當延時地始終顯示終端裝置的當前狀態(tài)，此外還識別終端裝置的至少最后一個轉(zhuǎn)變周期(“0”-＞“1”；“1”-＞“0”或“1”-＞“0”；“0”-＞“1”)。在確定的應用情況下，該第二方面具有特別的意義在狀態(tài)報告時(所謂的“事件”)確定是否已經(jīng)發(fā)生了一個事件是很重要的，例如設備中的閥門是否已斷開和重新關閉。其發(fā)生的頻率并不重要，但如果需要將在終端裝置中獲得，然后作為狀態(tài)信息使用。
在圖1的右邊示出了根據(jù)現(xiàn)有技術終端裝置1的多個狀態(tài)改變順序、終端裝置1和控制裝置3之間交換的消息的內(nèi)容，和控制裝置3中的有關表示。
終端裝置在時刻t0處于以“0”標示的邏輯狀態(tài)。該狀態(tài)值例如在自動化設備運行時出現(xiàn)或可以在稍后的時刻得到。在第一種情況下，控制裝置3不能直接知道終端裝置1的狀態(tài)值，初始狀態(tài)值要通過終端裝置1的狀態(tài)改變消息才能被控制裝置3識別。
在時刻t1發(fā)生終端裝置1從邏輯狀態(tài)值“0”到邏輯狀態(tài)值“1”的轉(zhuǎn)變。該轉(zhuǎn)變觸發(fā)了通過終端裝置1輸出消息電報。該消息電報包括狀態(tài)成分S1，其是與終端裝置1的狀態(tài)值相同的寫照。(在此為簡單起見采用一個其中一個信號只能采用兩個狀態(tài)值的系統(tǒng)，但是本發(fā)明并不僅限于此，狀態(tài)成分S1一般可以采用多個狀態(tài)值。)消息電報由控制裝置3讀入。該讀入在通過圖1中從下電平到上電平的斜箭頭表示的、確定的持續(xù)時間內(nèi)進行。除了該箭頭外還給出該消息電報的內(nèi)容，在這種情況下只由狀態(tài)成分S1構成，其內(nèi)容是“1”，也就是終端裝置3現(xiàn)在采用的新狀態(tài)值。在t1后的時刻結束讀入。
如果通過控制裝置3結束讀入消息電報，則在控制裝置3中與終端裝置1的狀態(tài)值S1的表示對應的信號D1，由邏輯狀態(tài)值“0”跳轉(zhuǎn)到邏輯狀態(tài)值“1”。(這里為簡單起見，終端裝置的狀態(tài)值轉(zhuǎn)變方向與信號D1的轉(zhuǎn)變方向相同作為前提。但是這不是實施本發(fā)明的前提，并且專業(yè)人員很清楚，狀態(tài)S1和顯示信號D1之間的關系也可以選擇性地實現(xiàn)。)在從終端裝置1向控制裝置3完全傳送了消息電報之后，在控制裝置3中進行進一步的處理步驟。處理步驟的持續(xù)時間通過在上面電平的水平箭頭表示。在結束該處理步驟之后控制裝置3才向發(fā)送終端裝置1發(fā)送答復信號，利用該信號通知終端裝置1，終端裝置1的消息電報已經(jīng)由控制裝置3成功讀入。答復信號的傳送也具有通過從上面電平到下面電平的斜箭頭Q表示的、確定的持續(xù)時間。隨后終端裝置1和控制裝置3之間通信的靜止狀態(tài)由在下面電平上的水平箭頭表示。在該時間內(nèi)終端裝置1處理控制裝置3的消息。此后終端裝置1才可以向控制裝置3發(fā)送已進行了另一轉(zhuǎn)變的消息。這樣的轉(zhuǎn)變在所示例中發(fā)生在t2時刻，即在從終端裝置1向控制裝置3發(fā)送第一消息之后不久。在t2時刻的轉(zhuǎn)變過程中，進行終端裝置1和控制裝置3之間的通信和終端裝置1或控制裝置3中的處理。因此，從邏輯“1”到邏輯“0”的第二狀態(tài)值轉(zhuǎn)變由終端裝置1進行了臨時存儲，并到現(xiàn)在才發(fā)送到控制裝置3。顯示信號D1設置為“0”，在這種情況下控制裝置3沒有發(fā)生轉(zhuǎn)變。
圖2中示出了擴展的消息電報，其使得可以在終端裝置1的狀態(tài)值改變發(fā)生率更高時，進行終端裝置1和控制裝置3之間的通信。如果信號非常快速地變化，可能會導致很高的消息負荷。由此自動化設備的負載增大，并大大限制了設備的通信能力。為了防止這一點，引入在現(xiàn)有技術中稱為“答復觸發(fā)消息(QTM)”的方法來交互影響消息。只有當控制裝置借助電報釋放一條信號之后，才由終端裝置報告該消息。如果信號在終端裝置中釋放，終端裝置報告一次信號變化并在終端裝置中消除該釋放。其它信號變化可能由于已消除釋放而不再報告。如果丟失一次信號變化，則該信號不能再被釋放。為了消除該自鎖(“死鎖”)，絕對需要識別至少兩次最后的信號變化。
為此，根據(jù)圖2的方法，在消息電報中采用了另一以OV(“溢出”)標示的成分。除了在圖1中示出的在t1時刻從“0”到“1”以及在t2時刻從“1”到“0”的終端裝置的轉(zhuǎn)變之外，在t3時刻還發(fā)生從“0”到“1”的轉(zhuǎn)變。根據(jù)上述原因，在t2時刻從“1”到“0”的轉(zhuǎn)變不能馬上由終端裝置1報告控制裝置3并由此丟失，因為在終端裝置1可以向控制裝置3發(fā)送另一消息的時刻，狀態(tài)值又是“1”。終端裝置1的該狀態(tài)值“1”由此與最后報告的狀態(tài)值對應，而控制裝置3就不能識別終端裝置1的一個已經(jīng)結束的狀態(tài)值轉(zhuǎn)變。但為了也記錄已經(jīng)結束的轉(zhuǎn)變，在下個消息電報中將成分OV設置為“1”，這向控制裝置3顯示除了已報告的轉(zhuǎn)變之外還發(fā)生了一次“隱藏的”轉(zhuǎn)變。因此，在接收報告終端裝置1從“1”到“0”的轉(zhuǎn)變的第二消息電報時，顯示信號從“1”設置為“0”。但是由于除此之外消息電報的成分OV設置為“1”，因此顯示信號D1馬上又設置為“1”以考慮“隱藏的”轉(zhuǎn)變。圖2的右上方示出了產(chǎn)生的顯示信號D1。
如圖3所示，如果終端裝置1可以采用多個獨立狀態(tài)且因此必須向控制裝置3報告多于一個狀態(tài)成分時，上述信息是不夠的。在圖3中示出了消息電報具有狀態(tài)成分S1和狀態(tài)成分S2的例子。
在圖3中的例子中，狀態(tài)成分S1進行和圖2中相同的狀態(tài)值轉(zhuǎn)變順序，也就是說，在t1時刻從“0”到“1”的第一狀態(tài)值轉(zhuǎn)變，在t2時刻從“1”到“0”的第二狀態(tài)值轉(zhuǎn)變以及在t4時刻從“0”到“1”的第三狀態(tài)值轉(zhuǎn)變。此外，第二狀態(tài)成分S2在t2和t4之間的t3時刻還發(fā)生從“0”到“1”的狀態(tài)值轉(zhuǎn)變。在t1時刻從終端裝置1向控制裝置3發(fā)送的第一消息電報因此包含“1”或“0”作為用于成分S1和S2的值。在t4后從終端裝置1向控制裝置3發(fā)送的第二消息電報包含“1”和“1”作為用于成分S1和S2的值，因為在這一時刻S1和S2都取值“1”。在t2和t4時刻S1的“隱藏”轉(zhuǎn)變由此被系統(tǒng)丟失。即使消息電報具有附加成分OV也不能改變這一點，因為系統(tǒng)無法再將該成分OV唯一對應于狀態(tài)值S1和S2。
圖4示出了用于在終端裝置具有多個可能狀態(tài)時，在QTM方法下通過擴展消息電報可靠識別狀態(tài)值轉(zhuǎn)變的實施方式。在控制裝置已經(jīng)存儲了消息狀態(tài)的條件下，原則上需要另一二進制消息用于每個報告了的信號。如果控制裝置不持有消息狀態(tài)，或該信息很難獲得，例如在控制裝置起動狀態(tài)下，則除了各狀態(tài)成分外至少還需要兩個二進制信息用于每個狀態(tài)成分。換句話說，消息電報包含至少一個第一轉(zhuǎn)變成分E01，顯示從第一狀態(tài)值到第二狀態(tài)值的轉(zhuǎn)變，以及一個第二轉(zhuǎn)變成分E10，顯示從第二狀態(tài)值到第一狀態(tài)值的轉(zhuǎn)變。
在圖4中，每個信號對應于附加的二進制信息E01(狀態(tài)值從“0”變化為“1”)以及E10(狀態(tài)值從“1”變化為“0”)。如果發(fā)生狀態(tài)值轉(zhuǎn)變，則其記錄在相應的事件位E01或E10中。(成分S1、E01、E10、S2...在圖右下方列出。)在時刻t1后發(fā)送消息之后消除這些事件信息。收集接著在t2時刻以及此后發(fā)生的事件并隨著答復信號Q的到達報告給控制裝置。控制裝置可以借助所接收的信號狀態(tài)S1和事件信息E01和E10復制最后兩次信號變化的信號變化過程。
如果在t4后還發(fā)生其它狀態(tài)值轉(zhuǎn)變而沒能發(fā)送消息，則事件信息E01和E10保持不變(事件E01和E10已發(fā)生)；只有狀態(tài)成分S1采用當前信號狀態(tài)。
因此在圖4中，第一狀態(tài)的成分S1、E01和E10在t0時刻全部為“0”，終端裝置1的第二狀態(tài)的成分S2、E01和E10也同樣如此。在t1時刻S1的狀態(tài)值從“0”變?yōu)椤?”，從而S1和E01分別取值“1”，而其它變量保持值“0”。在轉(zhuǎn)變之后E01的值馬上又復位為“0”，因為該轉(zhuǎn)變已經(jīng)通過最后一次消息電報報告，從而成分S1、E01和E10采用值“1”、“0”和“0”。
在t2時刻S1發(fā)生從“1”到“0”的轉(zhuǎn)變。因此S1、E01和E10的值是“0”、“0”和“1”。由于該轉(zhuǎn)變沒能立即由終端裝置1報告給控制裝置3，因此這些值一直保持到t4時刻。在t4時刻S1發(fā)生從“0”到“1”的另一次轉(zhuǎn)變。但是S1先前的轉(zhuǎn)變?nèi)匀粵]有報告，從而S1、E01和E10的值現(xiàn)在是“1”、“1”和“1”。這些值一直保持到在所示例中在t5時刻將下個消息電報發(fā)送到控制裝置。在t5時刻消息電報中的值向控制裝置3既顯示當前狀態(tài)值S1是“1”，又顯示從最后一次消息電報以來發(fā)生的兩次轉(zhuǎn)變。由此，顯示信號D1可以在如圖4右上方所示的終端裝置1的第一狀態(tài)(定性地)再現(xiàn)轉(zhuǎn)變的變化過程，即通過從“0”到“1”、從“1”到“0”以及從“0”到“1”的轉(zhuǎn)變。這與S1的轉(zhuǎn)變對應。在t5時刻S1的轉(zhuǎn)變成分E01和E10復位為“0”。
在此期間，在t3時刻S2還發(fā)生從“0”到“1”的轉(zhuǎn)變。因此將S2置為“1”，且將E01同樣置為“1”。這些值一直保持到在消息電報中將其報告給控制裝置。這發(fā)生在t5時刻。此后S2的轉(zhuǎn)變成分E01和E10才復位為“0”。
在圖4中除了轉(zhuǎn)變之外，還和其它成分的各值一起給出了S1和S2、S1的E01、S1的E10、S2的E01以及S2的E10的值。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還可以這樣擴展，消息電報的狀態(tài)成分S1或S2顯示終端裝置1的瞬時狀態(tài)值，且控制裝置3將終端裝置1的瞬時狀態(tài)值與同一終端裝置的先前狀態(tài)值進行比較。根據(jù)比較結果和各轉(zhuǎn)變成分E01或E10，則可以在達到瞬時狀態(tài)值之前獲得各終端裝置1或2的狀態(tài)值轉(zhuǎn)變。
在根據(jù)現(xiàn)有技術的幾個消息電報中設置了用于向控制裝置報告其它信息的伴隨信息。例如在伴隨信息中，可以包含一個時間說明，其向控制裝置報告何時在終端裝置中采集到狀態(tài)轉(zhuǎn)變。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，對消息電報中的這種伴隨值信息同時提供至少一個伴隨值信息成分，該成分確保相應轉(zhuǎn)變成分和所屬伴隨值信息的對應。例如，當伴隨值信息中的時間說明標示為Sn的狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，Sn的伴隨值信息成分設置為“1”。如果同時在終端裝置中也識別出其它狀態(tài)轉(zhuǎn)變，則相應地將其它伴隨值信息成分設置為“1”。如果Sn的轉(zhuǎn)變是在該時刻被識別的唯一狀態(tài)轉(zhuǎn)變，且從終端裝置向控制裝置僅輸出一個時間信息，則只有一個伴隨值信息成分設置為“1”，其它所有伴隨值信息成分都保持為“0”。通過伴隨值信息成分對消息電報擴展的變形對專業(yè)人員是顯而易見的，并不再進一步解釋。
本發(fā)明并不僅限于上述例子。這是從消息電報的所有成分S1、S2、E01和E10都以二進制表示出發(fā)的。但是這也不是絕對必須的，而是可以將幾個或所有成分都作為模擬值。
權利要求
1.一種用于監(jiān)控自動化設備的方法，該自動化設備包括至少一個終端裝置(1，2)和一個控制裝置(3)，所述終端裝置(1，2)可以采用至少兩個狀態(tài)值并輸出一個取決于該至少兩個狀態(tài)值的消息電報，所述控制裝置(3)從至少一個終端裝置(1，2)讀入該消息電報，其中，所述至少一個終端裝置(1，2)在從該控制裝置(3)接收了答復信號之后才輸出另一個消息電報，所述方法的特征在于，所述消息電報包含至少一個第一轉(zhuǎn)變成分(E01)，顯示從所述至少兩個狀態(tài)值的第一狀態(tài)值到第二狀態(tài)值的轉(zhuǎn)變，以及至少一個第二轉(zhuǎn)變成分(E10)，顯示從所述至少兩個狀態(tài)值的第二狀態(tài)值到第一狀態(tài)值的轉(zhuǎn)變。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述消息電報具有至少一個狀態(tài)成分(S1，S2)，其特征在于，所述消息電報的至少一個狀態(tài)成分(S1，S2)顯示所述終端裝置(1，2)的至少兩個狀態(tài)值的瞬時狀態(tài)值，所述控制裝置(3)將所述終端裝置(1，2)的瞬時狀態(tài)值與同一終端裝置(1，2)的先前狀態(tài)值進行比較，根據(jù)該比較結果以及所述第一和/或第二轉(zhuǎn)變成分(E01，E10)，獲得在達到瞬時狀態(tài)值之前各終端裝置(1，2)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中，所述消息電報具有伴隨值信息，其特征在于，所述消息電報具有至少一個伴隨值信息成分，其形成至少一個轉(zhuǎn)變成分與該伴隨值信息的對應。
4.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，至少一個所述消息電報的所有所述成分(S1，S2，E01，E10)都以二進制表示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控具有一個控制裝置和多個終端裝置的自動化設備的方法，其中所述終端裝置可以采用至少兩個狀態(tài)值。提供了可用于隨后再現(xiàn)幾個先前狀態(tài)改變的措施。
文檔編號G08C17/00GK1561510SQ02819039
公開日2005年1月5日 申請日期2002年9月26日 優(yōu)先權日2001年9月26日
發(fā)明者彼得·貝克爾 申請人:西門子公司