DE4201361A1 - Kommunikationsnetz-anordnung - Google Patents

Kommunikationsnetz-anordnung

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Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Kommunikationsnetz- Anordnung, insbesondere zur Durchführung eines Zugriffs zwischen einem Exklusivnetz für eine Fabrikautomatisierungs- bzw. FA-Einrichtung (Factory Automation) unter Anwendung eines autorisierten Protokolls eines bestimmten Herstellers und einem Netzwerk für ein MAP bzw. Fertigungsautomatisie­ rungsprotokoll (Manufacturing Automation Protocol), das ein einem internationalen Standard entsprechendes Kommunikations­ protokoll ist.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das die Auslegung eines kon­ ventionellen MAP-Kommunikationsnetzes zeigt, das als ein Bei­ spiel einer FA-Einrichtung eine programmierbare logische Steuerung bzw. PLC (Programmable Logic Conroller) verwendet. In Fig. 3 bezeichnen 1b einen Parameter oder eine Variable V; 2b ein MAP-Kommunikationsprogramm B, das als Kunde dient, der eine Dienstleistung verlangt; 3 einen Verarbeitungsrechner zur Ausführung eines Kundenprogramms; 7 eine VMD bzw. virtu­ elle Fertigungseinrichtung (Virtual Manufacturing Device), die als eine virtuelle FA-Einrichtung bei der Durchführung einer MAP-Kommunikation aus einem Kundenprozeß dient; 8 einen PLC-Treiber, auf den die PLC Zugriff hat; 9 eine MAP-Schnitt­ stelleneinheit, die an der PLC angeordnet ist und die PLC mit dem MAP-Netz verbindet; 10b eine Rechnerschnittstelle, die keinen direkten Zugriff auf das PLC-Exklusivnetz hat; 11 eine PLC-Masterstation, die an der MAP-Schnittstelleneinheit 9 so angeordnet ist, daß sie mit dem MAP-Netz verbindbar ist; 12 eine PLC-Exklusivnetzschnittstelle, die an der PLC angeordnet ist; 13 eine Variable V in der PLC; 14 eine PLC-Lokalstation i in dem PLC-Exklusivnetz; 15 eine PLC-Lokalstation n in dem PLC-Exklusivnetz; 16 ein PLC-Exklusivnetz; und 17 eine Anwen­ dung zum Verbinden der Rechnerschnittstelle 10b und der PLC- Exklusivnetzschnittstelle 12 miteinander in der PLC-Master­ station 11.
Unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm gemäß Fig. 4 wird nachstehend der Betrieb der oben beschriebenen konventio­ nellen MAP-Kommunikationsnetz-Anordnung beschrieben. Erstens wird das MAP-Kommunikationsprogramm B2b im Verarbeitungsrech­ ner 3 gestartet (Schritt S21). Zweitens bezeichnet ein MAP- Nachrichtenprogramm B2b eine PLC-Lokalstation i 14 und be­ fiehlt das Auslesen der Variablen V13 in der PCL-Lokalstation i 14 zu der VMD 7 in der MAP-Schnittstelleneinheit 9 in der PLC-Masterstation 11 (Schritt S22). Drittens überträgt die VMD 7 eine Stationsnummer "i" des PLC-Netzes und den Variablennamen "V" zur PLC-Masterstation 11 über den PLC- Treiber 8 (Schritt S23). Viertens liest die Anwendung 17 in der PLC-Masterstation 11 einen Wert der Variablen V13 in der bezeichneten Stationsnummer i über die PLC-Exklusivnetz­ schnittstelle 12 aus unter Überführung des Werts der Varia­ blen V13 zu der MAP-Schnittstelleneinheit 9 (Schritt S24). Fünftens überführt die VMD 7 der MAP-Schnittstelleneinheit 9 zum Verarbeitungsrechner 3 einen vom PLC-Treiber 8 über­ tragenen Wert als die Variable V13 in der PLC-Lokalstation i 14 (Schritt S25).
Die konventionelle MAP-Kommunikationsnetz-Anordnung ist wie vorstehend beschrieben aufgebaut. Infolgedessen kann kein Direktzugriff der konventionellen MAP-Kommunikationsnetz-An­ ordnung zu der Masterstation oder der Lokalstation im PLC- Netz vom MAP-Kommunikationsprogramm im Verarbeitungsrechner erfolgen. Es ist notwendig, daß die konventionelle MAP-Kom­ munikationsnetz-Anordnung zuverlässig Zugriff zu der Master­ station bekommt und die Stationsnummer des PLC-Netzes be­ zeichnet, wodurch die MAP-Kommunikationsnetz-Anordnung indi­ rekt Zugriff zu der Lokalstation durch die Anwendung in der Masterstation bekommt. Infolgedessen benötigt die PLC-Station zuverlässig eine Anwendung, die die Rechnerschnittstelle und die PLC-Netzschnittstelle miteinander verbindet. Daraus ergeben sich die nachstehenden Probleme: Die Wartbarkeit der PLC ist unzureichend, und der Durchsatz im Zugriffsfall ist verringert bzw. verschlechtert.
Ferner kann kein Direktzugriff von dem MAP-Kommunikationspro­ gramm im Verarbeitungsrechner zu der Masterstation oder der Lokalstation im PLC-Netz erfolgen. Mit anderen Worten, ein Direktzugriff auf die MAP-Schnittstelleneinheit erfolgt von der Rechnerschnittstelle in bezug auf die Masterstation, und die MAP-Schnittstelleneinheit bezeichnet die Stationsnummer in bezug auf die Lokalstation, so daß Zugriff auf die Anwen­ dung in der Masterstation erfolgen muß. Infolgedessen besteht das weitere Problem, daß die Programmierung des MAP-Kommu­ nikationsprogramms im Verarbeitungsrechner kompliziert und aufwendig wird.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Kommunikationsnetz-Anordnung, bei der eine Verschlechterung der Wartbarkeit einer PLC, die aus der Notwendigkeit einer Anwendung resultiert, vermieden werden kann, bei dem ferner eine Durchsatzverminderung im Zugriffsfall unterbunden und verhindert werden kann, daß die Programmierung in einem MAP- Kommunikationsprogramm in einem Verarbeitungsrechner kom­ pliziert oder aufwendig wird.
Gemäß der Erfindung wird eine Kommunikationsnetz-Anordnung angegeben, auf die von einem MAP-Netz Zugriff zu einem Exklu­ sivnetz einer FA-Einrichtung unter Verwendung eines autori­ sierten Protokolls aufgrund einer spezifischen Umlenkeinrich­ tung, wobei eine Stationsnummer und Steuerdaten in dem Exklu­ sivnetz der FA-Einrichtung auf der Basis des gleichen Formats beschrieben sind.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Kommunikationsnetz- Anordnung angegeben, die aufweist: einen Rechner, der die Kommunikation aufgrund eines MAP ausführt; eine Master-FA- Einrichtung, die ein Kommunikationspartner des Rechners ist, wobei die Master-FA-Einrichtung mit einem MAP-Netz verbunden ist; eine an der Master-FA-Einrichtung angeordnete MAP- Schnittstelleneinheit; ein Exklusivnetz der FA-Einrichtung, das ein autorisiertes Protokoll eines bestimmten Herstellers verwendet, wobei die Master-FA-Einrichtung mit dem Exklu­ sivnetz der FA-Einrichtung über die MAP-Schnittstellen­ einheit verbunden ist; und eine lokale FA-Einrichtung, die mit dem Exklusivnetz der FA-Einrichtung verbunden ist, wobei eine Stationsnummer und Steuerdaten in dem Exklusivnetz der FA-Einrichtung auf der Basis des gleichen Formats beschrieben werden, so daß ein Gateway- bzw. Vermittlungs-Zugriff vom Rechner zu der lokalen FA-Einrichtung erfolgen kann.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Kommunikationsnetz- Anordnung angegeben, die aufweist: einen Rechner, der die Kommunikation aufgrund eines MAP ausführt; eine Master-FA- Einrichtung, die ein Kommunikationspartner des Rechners und mit einem MAP-Netz verbunden ist; eine an der Master-FA- Einrichtung angeordnete MAP-Schnittstelleneinheit; ein Ex­ klusivnetz der FA-Einrichtung, das ein autorisiertes Proto­ koll eines speziellen Herstellers verwendet, wobei die Master-FA-Einrichtung mit dem Exklusivnetz der FA-Einrichtung über die MAP-Schnittstelleneinheit verbunden ist; eine lokale FA-Einrichtung, die mit dem Exklusivnetz der FA-Einrichtung verbunden ist; ein MAP-Kommunikationsprogramm, das dem Rechner gegenüber eine Stationsnummer und Steuerdaten in dem Exklusivnetz der FA-Einrichtung auf der Basis des gleichen Formats beschreibt; eine Verwaltungstabelle, die eine Stationsnummer und Steuerdaten innerhalb des Exklusivnetzes der FA-Einrichtung aus der Beschreibung des gleichen Formats zur MAP-Schnittstelleneinheit übersetzt; und eine erweiterte Rechnerschnittstelle für den Direktzugriff zur lokalen FA- Einrichtung über das Exklusivnetz der FA-Einrichtung zur Master-FA-Einrichtung.
In dem MAP-Kommunikationsprogramm im Verarbeitungsrechner ist gemäß der Erfindung die Variable V in der Lokalstation i in der FA-Einrichtung beispielsweise als #01.V beschrieben, wo­ bei die Kennzeichnung "#" die Stationsnummer darstellt und die Kennzeichnung "." die Stationsnummer und den Namen der Variablen voneinander trennt. Ferner erfolgt in der Varia­ blen-Verwaltungstabelle in der VMD in der MAP-Schnittstel­ leneinheit, die an der Master-FA-Einrichtung vorgesehen ist, eine Interpretation, wobei die Stationsnummer i und der Variablenname V voneinander getrennt werden. Die VMD erhält Zugriff zu der Variablen V in der Lokalstation i in der FA- Einrichtung über die erweiterte Rechnerschnittstelle in der Master-FA-Einrichtung.
Bei der Anordnung nach der Erfindung werden in dem MAP-Kommu­ nikationsprogramm im Verarbeitungsrechner die Variable V, der Programmbereich A und das Ausführungsobjektprogramm Pro­ gramm A in der PLC-Lokalstation i beispielsweise als #01.V, #01. Bereich A bzw. #01. Programm A bezeichnet, wobei die Kenn­ zeichnung "#" die Stationsnummer bezeichnet und die Kenn­ zeichnung "." die Stationsnummer und die Namen voneinander trennt. Somit wird die einheitliche Beschreibung (aufgrund desselben Formats) ermöglicht. Infolgedessen kann die Kom­ plexität der Programmbildung verringert werden.
Außerdem wird die oben beschriebene einheitliche Beschreibung so interpretiert, daß sie in die PLC-Lokalstation i, den Pro­ grammnamen Bereich A, den Ausführungsobjektprogrammnamen Programm A und den Variablennamen V aufgetrennt ist durch die Programmverwaltungstabelle, die Aufgabendurchführungs-Ver­ waltungstabelle und die Variablenverwaltungstabelle in der VMD in der an der PLC-Masterstation angeordneten MAP-Schnitt­ stelleneinheit. Durch die erweiterte Rechnerschnittstelle in der PLC-Masterstation bekommt die VMD Zugriff zu dem Programm Bereich A, dem Ausführungsobjektprogramm Programm A und der Variablen V in der PLC-Lokalstation i. Infolgedessen ist ein indirekter Zugriff zu dem Programm Bereich A, dem Ausfüh­ rungsobjektprogramm Programm A und der Variablen V durch die Anwendung in der PLC-Masterstation nicht erforderlich, wo­ durch die Wartbarkeit der PLC sowie der Durchsatz im Zu­ griffsfall verbessert werden.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das die schematische Anordnung einer MAP-Kommunikationsnetz-Anordnung gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Flußdiagramm, das den Betrieb der MAP-Kommuni­ kationsnetz-Anordnung von Fig. 1 erläutert;
Fig. 3 ein Blockschaltbild, das die schematische Anordnung einer MAP-Kommunikationsnetz-Anordnung zeigt; und
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das den Betrieb der MAP-Kommuni­ kationsnetz-Anordnung von Fig. 3 erläutert.
Fig. 1 ist das Blockschaltbild der MAP-Kommunikationsnetz-An­ ordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei als Beispiel einer FA-Einrichtung eine PLC verwendet wird. In Fig. 1 be­ zeichnen 1a eine Variable #01. V; 2a ein MAP-Kommunikations­ programm A, das als Kunde dient, der eine Dienstleistung ver­ langt; 4 eine Programmverwaltungstabelle, die interpretiert, daß eine Stationsnummer in einem PLC-Exklusivnetz 16 und ein Name eines darin befindlichen Programms aus der Beschreibung eines einheitlichen Programms voneinander getrennt sind; 5 eine Aufgabendurchführungs-Verwaltungstabelle, die interpre­ tiert, daß die Stationsnummer in dem PLC-Exklusivnetz 16 und der Name des Durchführungsobjektprogramms voneinander aus der Beschreibung des einheitlichen Durchführungsobjektprogramms getrennt sind; 6 eine Variablenverwaltungstabelle, die inter­ pretiert, daß die Stationsnummer in dem PLC-Exklusivnetz 16 und der Name der Variablen voneinander aus der Beschreibung der einheitlichen Variablen getrennt sind; und 10a eine er­ weiterte Rechnerschnittstelle für den Direktzugriff zu dem PLC-Exklusivnetz 16.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 2 wird nun der Betrieb der so aufgebauten MAP-Kommunikationsnetz-Vorrichtung erläutert. Zuerst wird das MAP-Kommunikationsprogramm A2a im Verarbeitungsrechner gestartet (Schritt S41). Zweitens be­ fiehlt das MAP-Kommunikationsprogramm A2a das Auslesen der Variablen #01. V1a zu einer VMD 7 in einer MAP-Schnittstel­ leneinheit 9 einer PLC-Masterstation 11 (Schritt S42). Drit­ tens interpretiert die VMD 7 in der darin enthaltenen Varia­ blenverwaltungstabelle 6, daß die Variable #01. V1a in die PLC-Lokalstation i und den Variablennamen V aufgetrennt ist. Viertens verlangt die VMD 7 von der PLC-Masterstation 11 das Auslesen des Variablennamens "V" in die PLC-Lokalstation i in dem PLC-Exklusivnetz 16 über einen PLC-Treiber 8 (Schritt S44). Fünftens liest die erweiterte Rechnerschnittstelle 10a in der PLC-Masterstation 11 einen Wert der Variablen V13 der bezeichneten Stationsnummer i über eine direkt angeschlossene PLC-Exklusivnetz-Schnittstelle 12 aus und überführt den Wert zu der MAP-Schnittstelleneinheit 9 (Schritt S45). Sechstens überführt die VMD 7 in der MAP-Schnittstelleneinheit 9 den vom PLC-Treiber 8 überführten Wert an den Verarbeitungsrech­ ner 3 als die Variable #01. V1a.
Fig. 2 zeigt den Betrieb im Fall von variablem Zugriff. Herunterladen und Hochladen des Programms sind jedoch eben­ falls in einheitlicher Weise wie beispielsweise #01. Bereich beschrieben. Die Programmverwaltungstabelle 4 interpretiert #01. Bereich A als in die PLC-Stationsnummer i und den Pro­ grammnamen Bereich A aufgetrennt und erhält Zugriff darauf.
Außerdem ist die Steuerung des Ausführungsobjektprogramms ebenfalls in einheitlicher Weise wie beispielsweise #01. Programm A beschrieben. Die Aufgabendurchführungs-Ver­ waltungstabelle 5 interpretiert #01. Programm A als in die PLC-Stationsnummer i und den Ausführungsobjektprogrammnamen Programm A aufgetrennt und erhält Zugriff darauf.
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben, daß die PLC als die FA-Einrichtung verwendet wird. Das Ausführungsbeispiel ist aber zusätzlich zu der PLC auch bei einer FA-Einrichtung wie etwa einer numerischen Steuerung, einem Industrieroboter und dergleichen anwendbar.

Claims (4)

1. Kommunikationsnetz-Anordnung, auf die von einem MAP-Netz Zugriff zu einem Exklusivnetz einer FA-Einrichtung erfolgen kann unter Verwendung eines autorisierten Protokolls eines speziellen Herstellers, bei dem eine Stationsnummer und Steuerdaten in dem Exklusiv­ netz der FA-Einrichtung auf der Basis desselben Formats be­ schrieben sind.
2. Kommunikationsnetz-Anordnung, gekennzeichnet durch
  • - einen Rechner (3) zur Durchführung der Kommunikation auf­ grund eines MAP;
  • - eine Master-FA-Einrichtung, die ein Kommunikationspartner des Rechners und an ein MAP-Netz angeschlossen ist;
  • - eine an der Master-FA-Einrichtung angeordnete MAP-Schnitt­ stelleneinheit (9);
  • - ein Exklusivnetz der FA-Einrichtung, das ein autorisiertes Protokoll eines speziellen Herstellers verwendet, wobei die Master-FA-Einrichtung mit dem Exklusivnetz der FA-Einrich­ tung über die MAP-Schnittstelleneinheit verbunden ist; und
  • - eine lokale FA-Einrichtung, die mit dem Exklusivnetz der FA-Einrichtung verbunden ist,
  • - wobei eine Stationsnummer und Steuerdaten in dem Exklu­ sivnetz der FA-Einrichtung auf der Basis desselben Formats beschrieben sind, so daß ein Gateway-Zugriff des Rechners zu der lokalen FA-Einrichtung erfolgen kann.
3. Kommunikationsnetz-Anordnung, gekennzeichnet durch
  • - einen Rechner (3) zur Durchführung der Kommunikation auf­ grund eines MAP;
  • - eine Master-FA-Einrichtung, die ein Kommunikationspartner des Rechners und an ein MAP-Netz angeschlossen ist;
  • - eine an der Master-FA-Einrichtung angeordnete MAP-Schnitt­ stelleneinheit (9);
  • - ein Exklusivnetz der FA-Einrichtung, das ein autorisiertes Protokoll eines speziellen Herstellers verwendet, wobei die Master-FA-Einrichtung mit dem Exklusivnetz der FA-Einrichtung über die MAP-Schnittstelleneinheit verbunden ist;
  • - eine lokale FA-Einrichtung, die mit dem Exklusivnetz der FA-Einrichtung verbunden ist;
  • - ein MAP-Kommunikationsprogramm, das dem Rechner eine Sta­ tionsnummer und Steuerdaten in dem Exklusivnetz der FA-Ein­ richtung auf der Basis desselben Formats beschreibt;
  • - eine Verwaltungstabelle, die eine Stationsnummer und Steuerdaten im Exklusivnetz der FA-Einrichtung aus der Be­ schreibung desselben Formats zu der MAP-Schnittstelleneinheit (9) interpretiert; und
  • - eine erweiterte Rechnerschnittstelle (10a) für den Direkt­ zugriff zu der lokalen FA-Einrichtung über das Exklusivnetz der FA-Einrichtung zu der Master-FA-Einrichtung.
4. Kommunikationsnetz-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwaltungstabelle folgendes aufweist:
  • - eine Programmverwaltungstabelle (4) zur Interpretation, daß eine Stationsnummer in einem PLC-Exklusivnetz und ein Name eines darin befindlichen Programms aus der Beschreibung eines einheitlichen Programms voneinander getrennt sind,
  • - eine Aufgabedurchführungs-Verwaltungstabelle (5) zur Interpretation, daß die Stationsnummer in dem PLC-Exklusiv­ netz und der Name des Durchführungsobjektprogramms aus der Beschreibung des einheitlichen Durchführungsobjektprogramms voneinander getrennt sind, und
  • - eine Variablenverwaltungstabelle (6) zur Interpretation, daß die Stationsnummer in dem PLC-Exklusivnetz und der Name der Variablen aus der Beschreibung der einheitlichen Varia­ blen voneinander getrennt sind.
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