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EP-4176579-B1 - METHOD FOR OPERATING AN AUTOMATION SYSTEM OF A MACHINE OR AN INSTALLATION

EP4176579B1EP 4176579 B1EP4176579 B1EP 4176579B1EP-4176579-B1

Inventors

  • BAUMEISTER, CHRISTOPH
  • Brosche, Daniel
  • BORIES, JENS

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20211021

Claims (14)

  1. Method for operating an automation system of a machine or an installation, wherein the automation system comprises an automation device (16), wherein the automation device (16) is accessed by a client (10) via a server (18), wherein address information for the access operations is provided by the server (18) in an address space in the form of data objects that are organized in the form of nodes of a meshed network in an information model of the server (18), characterized in that , based on a technical task to be performed, the client (10), by calling a functionality offered by the server (18), in particular a service, generates data objects on the server (18) that allow the client (10) to perform those access operations to the automation device (16) and/or to at least one field device (22), networked with the server (18) and/or the automation device (16) via a field bus (20), that are necessary to solve the technical task, wherein the client (10), based on the technical task, in an automated manner determines and/or selects those data objects that have to be generated on the server in order to solve the technical task, wherein the client (10) makes use of data containing information about predefined technical tasks, wherein the information is information on those technical parameters and/or technical functions of the machine and/or installation which has to be accessed in order to solve the technical task.
  2. Method according to claim 1, characterized in that at least one of the access operations to the automation device (16) and/or the field device (22), which are allowed to the client (10) by the generated data objects, is the reading and/or writing of a technical parameter of a component of the machine and/or installation and/or access to a technical function of a component of the machine and/or installation.
  3. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the client (10), by calling a functionality offered by the server (18), receives a return value from the server (18) with information about the type and/or address of the at least one field device (22) in the field bus (20), in particular, return values with information about the types and/or addresses of all field devices (22) in the field bus (20).
  4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the client (10) obtains data from a data source, which data match the type of the automation device (16) and/or of the at least one field device (22), which data contain in particular information about addressable technical parameters and/or functions of the automation device (16) and/or the field device (22).
  5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the client (10) carries out a determination and/or selection of the data objects to be generated depending on the technical task, the data obtained according to claim 4, and/or a user input.
  6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the functionality offered by the server (18) for generating data objects on the server (18) and/or the functionality offered by the server (18) for returning return values with information about types and addresses of field devices (22) is a functionality which is provided by the server (18) in the form of a service and/or a data object in the address space of the server (18), which is organized as a node of the meshed network in the information model of the server (18), in particular as a node of a node type for representing methods.
  7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the client (10) determines the type and/or address of the at least one field device (22) by means of an iterative method, wherein the iterative method provides that the client (10) generates data objects on the server that are suitable for enabling access to a field device of at least one specific type, and, by calling these data objects for test purposes, the client (10) checks whether the at least one field device (22) is a field device of the at least one type, in particular wherein, if the result of the check does not allow for a clear identification of the type and/or address of the field device (22), the client (10) removes the data objects and replaces them with other data objects that are suitable for enabling access to a field device of at least one further specific type, and repeats the check.
  8. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the client (10) determines the type of the field bus (20) by means of an iterative method, wherein the iterative method provides that the client (10) generates data objects on the server that are suitable for enabling access to an automation device with connection to a field bus of at least one specific type and/or to a field device via a field bus of the at least one specific type, and by calling these data objects for test purposes, the client (10) checks whether the field bus (20) is a field bus of the at least one type, in particular wherein, if the result of the check does not allow for a clear identification of the type of the field bus (20), the client (10) removes the data objects and replaces them with other data objects that are suitable for enabling access to an automation device with connection to a field bus of at least one further specific type and/or to a field device via a field bus of the at least one further specific type, and repeats the check.
  9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the client (10) determines the version of a firmware of the at least one field device (22) by means of an iterative method, wherein the iterative method provides that the client (10) generates data objects on the server that are suitable for enabling access to a field device with firmware of at least one specific version, and by calling these data objects for test purposes, the client (10) checks whether the firmware of the at least one field device (22) is a firmware of the at least one type, in particular wherein, if the result of the check does not allow for a clear identification of the version of the firmware, the client (10) removes the data objects and replaces them with other data objects that are suitable for enabling access to a field device with firmware of at least one further specific version, and repeats the check.
  10. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the data objects generated on the server (18) by the client (10) depending on a technical task to be performed by calling a functionality offered by the server (18) is a data object organized as a node of a node type for representing values in the information model of the server (18), wherein the value represented is a value of a technical parameter of a component of the machine and/or installation.
  11. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the technical parameter is a technical parameter of an electric drive system, in particular a control parameter, for example a PID parameter, a temperature, a rotation rate, a mechanical power, an electrical power, a voltage, a current strength, an acceleration, an angular acceleration, a position, an angular position, a path, a distance, an angle, a speed, an angular speed, a force and/or a torque.
  12. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the technical task is an action that deviates from the normal operation of the machine and/or installation, in particular a commissioning, an inspection and/or maintenance of the machine and/or installation, in particular wherein the client (10) is only temporarily networked with the server (18) to perform the technical task.
  13. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that data objects no longer required for the further operation of the machine and/or installation, which have previously been generated on the server (18) by calling the functionality offered by the server (18), are removed from the server (18) by the client (10) by calling a functionality offered by the server (18) and/or by a functionality of the server (18) executed automatically by the server (18).
  14. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the server (18) is an OPC UA server and the data objects are OPC UA nodes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatisierungssystems einer Maschine oder einer Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Maschinen und/oder Anlagen weisen in der heutigen Zeit häufig Automatisierungssysteme auf. Diese ermöglichen es, die Maschine und/oder Anlage in die Lage zu versetzen, technische Aufgaben zu lösen, ohne dass hierfür direkte Eingriffe durch einen Bediener zur Steuerung der Anlage notwendig sind. Das Automatisierungssystem versetzt die Maschine und/oder Anlage vielmehr in die Lage, technische Aufgaben, wie beispielsweise die Bearbeitung eines Werkstücks, selbstständig oder zumindest weitgehend selbstständig zu bewältigen. Dabei ermöglichen solche Automatisierungssysteme dem Bediener typischerweise Eingriffe in den Betrieb der Maschine und/oder Anlage, um den Betriebsablauf direkt und/oder indirekt zu beeinflussen. Unter einer direkten Beeinflussung sind hierbei insbesondere direkte Steuerungseingriffe zu verstehen, wie sie in Abwesenheit eines Automatisierungssystems typischerweise für die manuelle Steuerung der Maschine und/oder Anlage notwendig wären. Moderne Automatisierungssysteme sehen diese Möglichkeiten dennoch vor, um in bestimmten Situationen einen direkten manuellen Eingriff, beispielsweise eine Not-Aus-Funktion zu ermöglichen. Darüber hinaus ermöglichen moderne Automatisierungssysteme auch Eingriffe in den Betrieb der Maschine oder Anlage, die sich indirekt auf den Betrieb auswirken, beispielsweise in dem sie ganze Ketten von Aktionen auslösen, Ereignisse definieren, bei denen Aktionen ausgeführt werden oder Parameter für einen durch das Automatisierungssystem selbsttätig gesteuerten Betrieb vorgeben. So können beispielsweise, wenn das Automatisierungssystem eine Regelung beinhaltet, Regelungsparameter durch einen Bediener vorgegeben werden. Die eigentliche Regelung wird dann durch das Automatisierungssystem unter Verwendung dieser vorgegebenen Regelparameter durchgeführt. Auch kann beispielsweise bedienerseitig vorgegeben werden, dass das Automatisierungssystem beim Überschreiten eines bestimmten Wertes einer von einem Temperatursensor gemessenen Temperatur eine bestimmte Funktion ausführt, beispielsweise eine Warnung ausgibt, eine Leistung begrenzt oder eine Notabschaltung vornimmt. Ermöglicht wird dies insbesondere durch Automatisierungsgeräte, die, beispielsweise mittels eines eingebetteten Computers, die Automatisierung des Betriebs der Maschine und/oder Anlage ermöglichen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Steuerungseinrichtung für ein Antriebssystem, wie beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung und/oder einen Servocontroller, der der Steuerung von Servermotoren dient, handeln. Bei einfachen Maschinen und/oder Anlagen mit niedrigem Automatisierungsgrad erfolgt der Zugriff auf derartige Automatisierungsgeräte durch den Bediener typischerweise über eine Benutzerschnittstelle des Automatisierungsgeräts. Bei dieser Benutzerschnittstelle kann es sich beispielsweise um ein Display mit einem Tastenfeld handeln, über das Befehle eingegeben und Informationen ausgegeben werden können. Aus automatisierungstechnischen Überlegungen sind derartige Lösungen jedoch nur beschränkt leistungsfähig, z.B. erfordern sie die unmittelbare Nähe des Bedieners zum Automatisierungsgerät. Auch wird das Automatisierungsgerät selbst vergleichsweise aufwändig, wenn es eine eigene Benutzerschnittstelle aufweisen muss, um die Funktion, die das Automatisierungsgerät bereitstellt, anzusprechen. Bei höher entwickelten Automatisierungssystemen wird daher von einem Client über einen Server auf das Automatisierungsgerät zugegriffen. Bei dem Client kann es sich beispielsweise um eine Software handeln, die auf einem Computer, beispielsweise einem Prozess-Leitrechner, ausgeführt wird. Der Server kann ebenfalls mittels einer Software, die auf einem Computer ausgeführt wird, bereitgestellt werden. Bei dem Computer, der den Server bereitstellt, kann es sich beispielsweise um einen eingebetteten Computer in einer Steuerungseinrichtung eines Antriebssystems handeln. Es kann sich jedoch auch um einen Computer handeln, der über eine Datenverbindung mit dem Automatisierungsgerät verbunden ist. Derartige Automatisierungssysteme ermöglichen es insbesondere, Automatisierungsgeräte unterschiedlicher betrieblicher Herkunft in einer Maschine und/oder Anlage zu nutzen und von dem Client über den Server auf das jeweilige Automatisierungsgerät zuzugreifen. Der Server ermöglicht es hierbei, dass der Client mit dem Server über einen standardisierten und insbesondere herstellerunabhängigen Kommunikationsstandard kommuniziert. Der Server kann dann über für das Automatisierungsgerät spezifische Treiber verfügen, die es ermöglichen, über den Server auf das Automatisierungsgerät zuzugreifen. Ein solcher Kommunikationsstandard ist beispielsweise OPC (Open Platform Communication) insbesondere die OPC Unified Architecture (OPC UA) ist als Kommunikationsstandard zur Realisierung eines derar