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EP2718775A1 - Simulation system, method for carrying out a simulation, guidance system and computer program product - Google Patents

Simulation system, method for carrying out a simulation, guidance system and computer program product

Info

Publication number
EP2718775A1
EP2718775A1 EP12726417.4A EP12726417A EP2718775A1 EP 2718775 A1 EP2718775 A1 EP 2718775A1 EP 12726417 A EP12726417 A EP 12726417A EP 2718775 A1 EP2718775 A1 EP 2718775A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
simulation
environment
control system
interfaces
simulation system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12726417.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas RATHGEB
Rainer Speh
Michael Unkelbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2718775A1 publication Critical patent/EP2718775A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • Simulation system method for carrying out a simulation, control system and computer program product
  • the invention relates to a simulation system, in particular for a control system, which controls a process running in a technical installation, wherein the control system comprises at least ei ⁇ ne designed as a container first plinUm constitution, which is designed to the system underlying the ⁇ simulate the automation process and corresponding Has interfaces to the control system.
  • the invention further relates to a method for carrying out a simulation by means of the simulation system according to the invention. Also indicated is a corresponding control system and computer program product.
  • simulators are also used for testing purposes in the engineering of a technical system, in order to give a project engineer the opportunity to find optimal solutions for the interconnection of functions within the technical system or to detect faults before the realization of the system and thus commissioning shorten.
  • a simulator is usually one
  • a power plant is simulated as software in the simulator, in principle.
  • the simulator behaves identically to the real power plant. If the power plant is operated with a specific control system, such as the Siemens SPPA-T3000 control system, all the details on the simulator screen correspond to those from the control console of the real plant.
  • simulation computers are used to simulate power plants, which are independent of the control system, i. represent their own separate computer system.
  • the effort required for this usually requires a gigantic computer performance of the simulation computer used.
  • the hardware for the simulation computer must be set up, installed and maintained at each site.
  • simulators in which the control and monitoring system of the original control system is used, and simulators, which include the control and Be ⁇ care system of the control system, ie the entire Simulate user interface with - but this is very complicated and the results are generally also unsatisfactory.
  • This solution is aimed mostly reasonable only in older control systems, such as when the operating and Beobachtungssys ⁇ system is not capable of simulation because eg no simulator time ⁇ support is available.
  • simulators which are separate computers for the hardware, which are the automation servers of the control system and the hardware connected to the control system, such as I / O modules, motors, valves, etc., and for the technical installation underlying have physical process, (see also description of Fig. 1A)
  • the software as well as the hardware of the simulators is decoupled from the control system.
  • Parts of the original software engineering data often are on the automa- tion of the control system used, ie the inputs for the simulation software get values from the Leitsys ⁇ tem, but are in a separate from the control system software ge ⁇ wrote.
  • the configuration of these simulators is very complex (sometimes not accessible to the user in the process simulators) and takes place with completely different configuration tools than the control system. A consistency check between simulators and the control system does not take place.
  • the configuration of simulators generally does not take into account the engineering data for the cabling or wiring of connected hardware (sensors, actuators).
  • the simulation system comprises in this Va ⁇ riante runtime environments for the simulation of the hardware of the periphery of the control system and for the simulation of processes occurring in the technical installation process.
  • All drainage environments have the same interfaces and are connected to the bus system via them.
  • the drain environments may also merge into a single drain environment.
  • each run environment itself can be a software component.
  • Within the drain environments and software Components have embedded software components as representatives of functions, assemblies, devices and computational models or other processing units of the process.
  • the simulation of the hardware of the periphery of the control system and the simulation of the process underlying the technical installation are integrated into the software of the control system.
  • this runtime environment can now be used in both the normal control system in real-time for automation, for example, a power plant ⁇ to, as in other instances, the hardware and the process to simulate.
  • the simulation of both the hardware of the periphery of the control system and the process simulation run here advantageously in one instance. For this purpose, only extensions in the block library are required for simulation blocks for the hardware of the periphery of the control system and, if necessary, process simulation blocks for the process.
  • control system and the simulator merge into one unit in terms of software and thus also in terms of computer technology, which entails numerous advantages:
  • the simulation system is configured using the same engineering or configuration tools as the control system configuration.
  • the simulation system is designed using graphical tools in block technology as well as the configuration of the real plant within the control system.
  • the invention provides a simplified simulation system for training and testing purposes. As a result, Reduced equipment downtime, shortening and improvement in commissioning, and improved simulation quality because consistency is present throughout the simulator solution and everything runs on one platform.
  • a program be is a software component ⁇ stands that consists of directly on an operating system aus Kunststoffba ⁇ rem software code, and is closed to the outside, so that communication other software components only via exactly defined interfaces to other software components.
  • An embedded (English, "embedded") Soft ⁇ ware component is a software component that is embedded in a ande ⁇ re software component. She is also closed to the outside and communicates only through well-defined interfaces to other software components, but it will not directly running on the operating system, but in the environment of the surrounding software component.
  • a program As a container in computer science, a program is called, which consists of directly executable software code and ⁇ at least one interface to an embedded (embedded) software component and at least one interface to Be ⁇ operating system has and is executable directly on the operating system.
  • a container which is for its part constructed as a software component and forms a univer ⁇ sell usable runtime environment for one or more inserted ⁇ embedded software components, referred to as "flow container" will be.
  • the process container provides therefore on the one hand a coupling element between any embedded software software component and the operating system and enables the flow of embedded software component on the computer.
  • Fig. 1A is a block diagram of a possible realization of a control system of a technical installation with i ⁇ NEN hardware components, SDT
  • 1B is a schematic representation of the control software of an exemplary control system, SdT,
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a first embodiment variant of the simulation system according to the invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of a second embodiment of the invention Simulationssys ⁇ tems.
  • Fig. 1A the block diagram of a possible implementation of a control system of a technical system is shown in simplified form. In this illustration, only the hardware is shown.
  • the underlying by the control system ⁇ de underlying physical process is illustrated by the box P. This can be, for example, a process for generating energy in a power plant, waste incineration or a chemical process.
  • the signals recorded by sensors are forwarded to input and output modules EA1, EA2 to EAN. These can be pure input / output modules or even intelligent field devices.
  • EA2 EAN control signals to the field devices in the process about the construction ⁇ groups EA1.
  • the bidirectional signal flow is illustrated by the arrows.
  • the modules EA1, EA2 to EAN are on the side facing away from the process with a external or internal bus system BS connected, which collects the signals and forwards, for example, at least one auto ⁇ automation server AUTS.
  • the modules EA1 to EAN can also be intelligent field devices in which sensor and / or actuator are integrated together with processing logic in a device which is connected directly to the automation server AUTS via the bus system BS.
  • the automation server AUTS in turn, can-as described in this example-be connected to at least one application server APPS via a communication bus KB. For availability reasons, in general all connections between the servers and buses are designed to be redundant, as indicated by the double connection lines.
  • An arbitrary user interface is also connected to the communication bus KB. This is an arbitrary graphical user interface
  • GUI graphical user interface
  • thin clients which means any operator control and monitoring systems, engineering clients or other display systems.
  • simulation ⁇ systems are mostly such out ⁇ leads according to the prior art SdT that either a very powerful computer is riding provided loading, which simulates the entire user interface GUI of the control system (as shown in the figure by box SIM1 indicated), or that from the user interface GUI of the control system instead of the automation server AUTS on ei ⁇ NEN separate simulation computer SIM2 is accessed.
  • the latter solution can also be realized by two computers, for example by a computer SIMHW, which simu ⁇ liert the hardware of the underlying automation process, and by a computer SIMP, which simulates the underlying process.
  • FIG. 1B shows a possible embodiment variant for the software architecture of an exemplary control system, as described in FIG. 1A with reference to the hardware.
  • the software of the control system is in this embodiment been reduced to a few components to ensure a better overview:
  • the basic functions are here to call 51 that allows depicting ⁇ development Kunststoffster operating screens presentation software. This could be, for example, a web browser running on a thin client.
  • the execution environment is be distinguished ⁇ with 50th
  • the automation function of the control system is shown in this embodiment by its own software. It is a flow container 10, ie a container, which in turn is latestbil ⁇ det as software component 1 and a universally applicable SeaUm consultancy for one or more embedded software components 101, 102, 111 and 112 forms.
  • the workflow container 10 manages and executes all existing automation functions, including the processing functions.
  • the flow container 10 has multiple interfaces. In the following, an interface is always meant to mean a data interface. It may, for example, a sectional ⁇ point 13 act for the engineering or near the interfaces 11 and 12, which are connected to the rest of the control system including other instances of a runtime environment. There may also be interfaces for diagnostics, for certain messages or for operation.
  • embedded software components 101 and 102 are shown in FIG. 1B. These in turn have internal, standardized interfaces, which are shown as dots.
  • the embedded Softwarekompo ⁇ components 101 and 102 contain the main functions such as all automation tasks, controls, regulations, calculations conditions, processing functions, alarm management and execution management.
  • proxy modules 111 and 112 are shown within the dormitorContainer.
  • the deputy ⁇ representative module representing substantially existing hardware components such as an input or Ausga ⁇ bebaueria. Their software is here by 81 and 82 verdeut ⁇ light.
  • the proxy modules 111 and 112 provide for the connection of the input raw data to / from the field devices and monitors them and is therefore responsible for the communication with the field devices.
  • the bus interface 18 is used. This interface of theticians 10 to an automation bus (bus interface to the bus system BS), via which the input and output modules and the intelligent field devices are connected to the automation server.
  • the Stellvertre ⁇ termodule 111 and 112 communicate (th and intelligent field devices) with the input and output modules that are indeed outside the automation server (and thus outside of the flow container 10) are located in the interior of the drain container 10th
  • the car ⁇ mat Deutschensbus may ever acting on the model, for example to a Profibus, Modbus one, another serial bus or an Ethernet-based bus (such as Profinet or a pure TCP / IP or UDP based communication).
  • FIGS. 2 and 3 show variant embodiments of the simulation system according to the invention.
  • this is a software architecture which is directly compatible with the architecture shown in FIG. 1B and follows it.
  • the simulati ⁇ onssystem according to the invention in the embodiment shown in Fig. 2 200a from two drain environments.
  • the two drain environments are combined to form a single drain environment, and the simulation system 200b here includes only this one drain environment.
  • the simulation system 200a of FIG. 2 may be considered as a combination of a hardware simulator and process simulator.
  • the hardware simulator consists here of the expiration environment 20, which simulates the hardware of the periphery of the control system with all its interconnections in software.
  • proxy modules 211 and 212 are embedded, which the control system periphery repre ⁇ sentieren, for example, connects directly to the automation server AUTS of Fig. 1A.
  • This may for example be construction ⁇ groups, sensors other bus modules, intelligent Feldge ⁇ councils such as actuators (point drives, motor controllers) and sensor or communication modules to external systems.
  • the software component 201 simulates, for example, the behavior of an actuator with commands in the direction open or closed direction and corresponding feedback or the behavior of the insertion of the switchgear for a motor of a procedural component.
  • the software modules 201, 211, 212 be ⁇ sit to each internal interfaces (English, "internal interfaces") over which, for example, physical quantities or other data and parameters may be exchanged.
  • the connection lines between the individual modules and interfaces represent this signal exchange, which occurs in the real system, for example over existing cables / wires in the routing ⁇ system or data transmission in the field bus systems.
  • Kgs ⁇ NEN also clamp bodies for example as a hub or repeater are included in the field bus.
  • the proxy modules 211 and 212 are formed inversely to proxy modules 111 and 112. Inverse here means that inputs and outputs of the respective interfaces are interchanged.
  • a representative module of the type such as 111 and 112 provides to / from the control interface in the rule for the connection of the input raw data, simulating a Stellvertre ⁇ termodul of the type such as 211 and 212 already an assembly and thus for the conversion of the field data in the Raw input data for higher-level software modules.
  • the entire drain environment 20 can now be designed in accordance with the container definition described above or as software component 2. In both cases, external
  • Interfaces (English, "external interfaces") a certain number such as 21, 22 and 23, which permit communica ⁇ cation with the other parts of the program of the control system.
  • the interface 23 may be such as the interface 13 of the first charge of the automation execution environment 10 for the filling of the container must be responsible for engineering data and connected to the component bus 90.
  • the communication between the software components 1 and 2 or the drain environments 10 and 20 can take place via the interfaces 18 and 28.
  • the interface 28 is dependent on bus either identical to the interface 18 (ia for Ethernet-based bus systems), or is complementary depending on the bus system, the interface to the interface 18 for the addition Ver ⁇ (ia serial bus systems with master - slave tionality radio).
  • a further interface 24 available which allows connection to the process simulation e interface 24 process data can be transmitted from a process simulator, ie a responsible for the technical process simulation computer.
  • the process simulator here consists of theticianUm 21, which simulates the process underlying the technical system in software.
  • the process underlying the technical system may be a physical, chemical, biological or other technical
  • the process simulator is constructed, for example as a separate runtime environment 30 and / or as a separate soft ware ⁇ Component 3.
  • the software architecture of the process simulator would thus be consistent with the architecture Run processes 10 and 20 and software components 1 and 2 are available and facilitate integration into the control system.
  • Analog would contain the process simulator in this case, a plurality of embedded software components such as 71, 72 and 73, which represent for example a physi ⁇ ULTRASONIC model of the technical installation.
  • Software components 71, 72 and 73 could also include other computation modules.
  • a power plant of the basic process is the production of energy by combustion examples play of pulverized coal under supply of air at Ent ⁇ stehung of flue gas.
  • the interfaces 21, 22, 23 of the drainage environment 20 are almost identical to the interfaces 31, 32, 33 of the drainage environment 30 and almost identical to the interfaces 11, 12, 13 of the first drainage environment 10. This means that the communication of the Both containers 20 and 30 runs over the same interface, which leads to the control system.
  • the interfaces 21, 22 and 23 are in their
  • the drain environment 30 responsible for the process simulator can be connected directly via various interfaces to the drain environment 20 responsible for the simulation of the hardware periphery.
  • the process simulator 30 can have an extra for this purpose provided interface 33 with a likewise extra here ⁇ provided for interface 24 of the hardware simulator on ⁇ closed.
  • the process simulator 30 can be connected to interfaces 31 and 32 of the process simulator by converting the interfaces 21 and 22 of the hardware simulator.
  • a second embodiment 200b of the Invention ⁇ proper simulation system, which is shown in Fig. 3, the two execution environments 20 and 30 are combined into a single runtime environment 25th Hardware and Listesimu ⁇ lation run in an instance.
  • Embedded software components and proxy modules of the individual software components 2 and 3 now come in a NASAUm plausible 25 for execution.
  • the newly formed drain environment 25 itself may be a software component 25 '.
  • Previously contai ⁇ ner cross-connections or interconnections between the embedded components and modules from previously 20 and 30 are now to intra-container connections or circuits.
  • external interfaces now become internal (in the container included) interfaces or can be completely omitted.
  • the connecting lines drawn in dashed lines represent, for example between the individual components 71, 72 and 73, the exchange of process signals and, in contrast to the solid lines
  • the simulation system 200b now consists of only one runtime environment. At least the interfaces 21 and 22 are now available for communication with the control system. In addition, a further interface 23 before ⁇ hands, which allows the filling of the container with engineering data from the bus system 90 as well.
  • the simulation system 200b can be connected to the automation server, ie to the execution environment 10 for the automation, either via a connection between the interfaces 11 and 12 with the interfaces 21 and 22 or via a connection between the interfaces 18 and 28
  • the proxy modules 111 and 112 are in a simulati ⁇ onsmodus or not. It is also possible ⁇ ness that the entire automation container 10 or portions thereof are in a simulation mode.
  • the execution environment 10, or parts thereof are in the simulation mode, the commu ⁇ nication of signals over both the connection between the interfaces 11 and 12 with the interfaces 21 and 22 or via the Connection between the interfaces 18 and 28 run.
  • the drain environment 10 in
  • the first execution environment 10 is created by means of a configu ⁇ approximately tool of the control system.
  • the second and third reliability 20 and 30 with sämtli ⁇ embedded software components such as 201, the proxy modules 211, 212 and interconnections are also generated by means of the previously used for the first relieveumge ⁇ advertising project planning tool of the control system. Modules of type 211, 212 can even be generated automatically.
  • the drain environments 20 and 30 are either separately or together executed, with a simulation of the technical plant or parts of the technical plant is performed.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a simulation system, in particular for a guidance system which controls a process (P) running in a technical system. Said guidance system comprises at least one first process environment (10) embodied as a container and which is also designed to simulate the automatic process to be run in the system and comprises corresponding interfaces (11, 12, 13) to the guidance system. According to the invention, said simulation system (200a) comprises a second process environment (20) designed as a container for simulating the hardware of the periphery of the guidance system and a third process environment (30) designed as a container for the simulation of the process to be run in the technical system. In another embodiment variation (200b) of the simulation system, both process environments can be also be combined to form one process environment (25). In both variations, the interfaces (21, 22, 23) of the second process environment (20) are practically identical to the interfaces (31, 32, 33) of the third process environment (30) and the interfaces (11, 12, 13) of the first process environment (10). The invention also relates to a method for carrying out a simulation by means of the claimed simulation system. The invention also relates to a corresponding guidance system and computer program product.

Description

Beschreibung description
Simulationssystem, Verfahren zur Durchführung einer Simulation, Leitsystem und Computerprogrammprodukt Simulation system, method for carrying out a simulation, control system and computer program product
Die Erfindung betrifft ein Simulationssystem insbesondere für ein Leitsystem, welches einen in einer technischen Anlage ablaufenden Prozess steuert, wobei das Leitsystem zumindest ei¬ ne als Container ausgebildete erste AblaufUmgebung umfasst, welche dazu ausgebildet ist, den der Anlage zugrunde liegen¬ den Automatisierungsprozess nachzubilden und entsprechende Schnittstellen zum Leitsystem aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Durchführung einer Simulation mittels des erfindungsgemäßen Simulationssystems. Angegeben ist auch ein entsprechendes Leitsystem und Computerprogrammprodukt . The invention relates to a simulation system, in particular for a control system, which controls a process running in a technical installation, wherein the control system comprises at least ei ¬ ne designed as a container first AblaufUmgebung, which is designed to the system underlying the ¬ simulate the automation process and corresponding Has interfaces to the control system. The invention further relates to a method for carrying out a simulation by means of the simulation system according to the invention. Also indicated is a corresponding control system and computer program product.
Bei technischen Großanlagen wie beispielsweise Kraftwerken werden Trainingssimulatoren zunehmend eingesetzt, um Warten- personal für den Betrieb des Kraftwerks zu schulen und umIn large-scale technical installations such as power plants, training simulators are increasingly being used to train and service maintenance personnel for the operation of the power plant
Ausnahmesituationen und kritische Betriebszustände zu trai¬ nieren, welche beim tatsächlichen Betrieb des Kraftwerks auf¬ treten können. Simulatoren werden aber auch für Testzwecke im Rahmen des Engineering einer technischen Anlage angewendet, um einem Projekteur die Möglichkeit zu geben, optimale Lösungen für die Verschaltung von Funktionen innerhalb der technischen Anlage zu finden oder Fehler vor der Realisierung der Anlage zu erkennen und damit die Inbetriebnahme zu verkürzen. Bei einem Simulator handelt es sich in der Regel um eineExceptional situations and critical operating states to trai ¬ kidney, which can occur ¬ in the actual operation of the power plant. However, simulators are also used for testing purposes in the engineering of a technical system, in order to give a project engineer the opportunity to find optimal solutions for the interconnection of functions within the technical system or to detect faults before the realization of the system and thus commissioning shorten. A simulator is usually one
Rechneranlage, in der Abläufe einer technischen Anlage unter realitätsnahen Bedingungen geübt oder veranschaulicht werden können . Im Kraftwerksbereich beispielsweise ist im Simulator im Prinzip ein Kraftwerk als Software nachgebildet. Um den Betrieb einer Kraftwerksanlage möglichst realistisch auf einem Rech¬ ner nachzubilden, ist es erforderlich, sowohl den Verfahrens- technischen Prozess, welcher in einem realen Kraftwerk abläuft und das Betriebsverhalten und Zusammenwirken der Kraftwerkskomponenten betrifft, als auch den automatisierungstechnischen Prozess, welcher das zur Bedienung und Steuerung ein- gesetzte Prozessleitsystem mit seinen Automatisierungs- und Bedien- und Beobachtungskomponenten umfasst, mit Hilfe von komplexer Software zu simulieren. Dementsprechend verhält sich der Simulator identisch zum realen Kraftwerk. Wird das Kraftwerk mit einem bestimmten Leitsystem, wie beispielsweise dem Siemens Leitsystem SPPA-T3000 gefahren, so entsprechen alle Details am Simulatorbildschirm denen aus dem Leitstand der realen Anlage. Computer system in which processes of a technical system can be practiced or illustrated under realistic conditions. In the power plant sector, for example, a power plant is simulated as software in the simulator, in principle. In order to simulate the operation of a power station as realistically as possible on a computer , it is necessary to technical process, which takes place in a real power plant and concerns the operating behavior and interaction of power plant components, as well as the automation process, which includes the used for operation and control process control system with its automation and operating and monitoring components, using complex software to simulate. Accordingly, the simulator behaves identically to the real power plant. If the power plant is operated with a specific control system, such as the Siemens SPPA-T3000 control system, all the details on the simulator screen correspond to those from the control console of the real plant.
Üblicherweise werden zur Simulation von Kraftwerksanlagen Si- mulationsrechner eingesetzt, welche vom Leitsystem unabhängig sind, d.h. ein eigenes separates Rechnersystem darstellen. Der dafür nötige Aufwand erfordert meist eine gigantische Rechnerleistung des eingesetzten Simulationsrechners. Die Hardware für den Simulationsrechner muss an jedem Einsatzort aufgebaut, installiert und gewartet werden. Usually simulation computers are used to simulate power plants, which are independent of the control system, i. represent their own separate computer system. The effort required for this usually requires a gigantic computer performance of the simulation computer used. The hardware for the simulation computer must be set up, installed and maintained at each site.
Heutzutage gibt es zwei verschiedene Simulatoransätze (vgl. auch Beschreibung von Fig. 1A) : Simulatoren, bei denen das Bedien- und Beobachtungssystem des originalen Leitsystems verwendet wird, und Simulatoren, die auch das Bedien- und Be¬ obachtungssystem des Leitsystems, d.h. die gesamte Benutzeroberfläche mit simulieren - dies ist aber sehr aufwendig und die Ergebnisse sind im Allgemeinen auch unbefriedigend. Diese Lösung wird meistens nur noch bei älteren Leitsystemen ange- wendet, beispielsweise wenn das Bedien- und Beobachtungssys¬ tem nicht simulationsfähig ist weil z.B. keine Simulatorzeit¬ unterstützung vorhanden ist. Nowadays, there are two different simulator approaches (see also description of Fig. 1A): simulators, in which the control and monitoring system of the original control system is used, and simulators, which include the control and Be ¬ care system of the control system, ie the entire Simulate user interface with - but this is very complicated and the results are generally also unsatisfactory. This solution is aimed mostly reasonable only in older control systems, such as when the operating and Beobachtungssys ¬ system is not capable of simulation because eg no simulator time ¬ support is available.
Häufig gibt es Simulatoren, welche getrennte Rechner für die Hardware, wobei es sich um die Automatisierungsserver des Leitsystems und die an das Leitsystem angebundene Hardware wie I /O-Baugruppen, Motoren, Ventile usw. handelt, und für den der technischen Anlage zu Grunde liegenden physikalische Prozess aufweisen, (vgl. auch Beschreibung von Fig. 1A) In beiden Fällen ist die Software genauso wie die Hardware der Simulatoren vom Leitsystem entkoppelt. Oft werden Teile der originalen Software-Engineering-Daten betreffend die Au- tomatisierung des Leitsystems verwendet, d.h. die Eingänge für die Simulationssoftware erhalten Werte aus dem Leitsys¬ tem, die aber in eine vom Leitsystem separate Software ge¬ schrieben werden. Weiterhin ist die Konfiguration dieser Simulatoren sehr komplex (teilweise bei den Prozesssimulatoren für den Benutzer gar nicht zugänglich) und erfolgt mit völlig anders gearteten Konfigurationswerkzeugen als die des Leitsystems. Ein Konsistenzcheck zwischen Simulatoren und Leitsystem findet nicht statt. Darüber hinaus berücksichtigt die Konfiguration von Simulatoren im Allgemeinen nicht die Engi- neeringdaten zur Verkabelung oder Verdrahtung von angebundener Hardware (Sensoren, Aktoren) . Frequently there are simulators which are separate computers for the hardware, which are the automation servers of the control system and the hardware connected to the control system, such as I / O modules, motors, valves, etc., and for the technical installation underlying have physical process, (see also description of Fig. 1A) In both cases, the software as well as the hardware of the simulators is decoupled from the control system. Parts of the original software engineering data often are on the automa- tion of the control system used, ie the inputs for the simulation software get values from the Leitsys ¬ tem, but are in a separate from the control system software ge ¬ wrote. Furthermore, the configuration of these simulators is very complex (sometimes not accessible to the user in the process simulators) and takes place with completely different configuration tools than the control system. A consistency check between simulators and the control system does not take place. In addition, the configuration of simulators generally does not take into account the engineering data for the cabling or wiring of connected hardware (sensors, actuators).
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Simulationssystem anzugeben, durch welche die Simulation integraler Bestandteil eines Leitsystems wird. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Leitsystem mit integriertem Simulationssystem anzugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Simulation anzugeben. Außerdem soll ein entsprechendes Computerprogramm- produkt angegeben werden. It is therefore an object of the present invention to provide a simulation system by which the simulation becomes an integral part of a control system. It is a further object of the present invention to specify a control system with an integrated simulation system. Another object of the invention is to provide an improved method of simulation. In addition, a corresponding computer program product should be specified.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind je¬ weils in den abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben. These objects are achieved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments are sorted ¬ weils given in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Simulationssystem umfasst in dieser Va¬ riante AblaufUmgebungen für die Simulation der Hardware der Peripherie des Leitsystems und für die Simulation des in der technischen Anlage ablaufenden Prozesses. Alle Ablaufumgebun- gen weisen die gleichen Schnittstellen auf, und sind über diese an das Bussystem angebunden. Die AblaufUmgebungen können auch zu einer einzigen AblaufUmgebung verschmelzen. Außerdem kann jede AblaufUmgebung selbst eine Softwarekomponente darstellen. Innerhalb der AblaufUmgebungen und Software- komponenten existieren eingebettete Softwarekomponenten als Repräsentanten von Funktionen, Baugruppen, Geräten und rechnerischen Modellen oder sonstigen Recheneinheiten des Prozesses . The simulation system according to the invention comprises in this Va ¬ riante runtime environments for the simulation of the hardware of the periphery of the control system and for the simulation of processes occurring in the technical installation process. All drainage environments have the same interfaces and are connected to the bus system via them. The drain environments may also merge into a single drain environment. In addition, each run environment itself can be a software component. Within the drain environments and software Components have embedded software components as representatives of functions, assemblies, devices and computational models or other processing units of the process.
Durch das erfindungsgemäße Simulationssystem werden die Simulation der Hardware der Peripherie des Leitsystems und die Simulation des der technischen Anlage zu Grunde liegenden Prozesses in die Software des Leitsystems eingebunden. In ei- nem Leitsystem, welches eine universell einsetzbare Ablaufum¬ gebung für Softwarekomponenten besitzt, kann diese Ablaufumgebung nun sowohl im normalen Leitsystem in Echtzeit für die Automatisierung beispielsweise eines Kraftwerks benutzt wer¬ den, als auch in weiteren Instanzen, um die Hardware und den Prozess zu simulieren. Die Simulation sowohl der Hardware der Peripherie des Leitsystems als auch die Prozesssimulation laufen hier vorteilhaft in einer Instanz ab. Dazu werden nur Erweiterungen in der Bausteinbibliothek um Simulationsbausteine für die Hardware der Peripherie des Leitsystems und gegebenenfalls Prozesssimulationsbausteine für den Prozess benötigt . By means of the simulation system according to the invention, the simulation of the hardware of the periphery of the control system and the simulation of the process underlying the technical installation are integrated into the software of the control system. In egg nem control system, which has a universal Ablaufum ¬ gebung for software components, this runtime environment can now be used in both the normal control system in real-time for automation, for example, a power plant ¬ to, as in other instances, the hardware and the process to simulate. The simulation of both the hardware of the periphery of the control system and the process simulation run here advantageously in one instance. For this purpose, only extensions in the block library are required for simulation blocks for the hardware of the periphery of the control system and, if necessary, process simulation blocks for the process.
Leitsystem und Simulator verschmelzen auf diese Weise softwaremäßig und damit auch rechnertechnisch zu einer Einheit, was zahlreiche Vorteile mit sich bringt: In this way, the control system and the simulator merge into one unit in terms of software and thus also in terms of computer technology, which entails numerous advantages:
Die Konfiguration des Simulationssystems erfolgt mit den gleichen Engineering- oder Projektierungswerkzeugen wie die Konfiguration des Leitsystems.  The simulation system is configured using the same engineering or configuration tools as the control system configuration.
- Die Projektierung des Simulationssystems erfolgt mit gra- phischen Werkzeugen in Bausteintechnik genauso wie die Projektierung der realen Anlage innerhalb des Leitsystems.  - The simulation system is designed using graphical tools in block technology as well as the configuration of the real plant within the control system.
- Aufgrund der Verwendung gleicher Werkzeuge für Konfigurati¬ on und Projektierung ist erstmals eine Konsistenzprüfung zwischen der Automatisierung und Simulation möglich. Damit kön- nen mit größter Sicherheit alle Funktionen des Leitsystems gewährleistet werden. - Due to the use of the same tools for configurati ¬ on and projecting a consistency check between automation and simulation is possible for the first time. This means that all functions of the control system can be guaranteed with utmost security.
Durch die Erfindung wird ein vereinfachtes Simulationssystem für Training und Testzwecke bereit gestellt. Daraus resultie- ren geringere Ausfallzeiten beim Betrieb einer technischen Anlage, Verkürzung und Verbesserungen bei der Inbetriebnahme und verbesserte Qualität der Simulation, da Konsistenz innerhalb der gesamten Simulatorlösung vorhanden ist und alles auf einer Plattform abläuft. The invention provides a simplified simulation system for training and testing purposes. As a result, Reduced equipment downtime, shortening and improvement in commissioning, and improved simulation quality because consistency is present throughout the simulator solution and everything runs on one platform.
Im Folgenden werden einige der verwendeten Begriffe dieser Anmeldung erläutert, um gleiches Verständnis sicherzustellen: Im Allgemeinen wird als Softwarekomponente ein Programm be¬ zeichnet, das aus direkt auf einem Betriebssystem ausführba¬ rem Softwarecode besteht, und nach außen hin abgeschlossen ist, so dass Kommunikation zu anderen Softwarekomponenten nur über exakt definierte Schnittstellen zu anderen Softwarekom- ponenten erfolgt. Eine eingebettete (engl, „embedded") Soft¬ warekomponente ist eine Softwarekomponente, die in eine ande¬ re Softwarekomponente eingebettet ist. Sie ist zwar ebenfalls nach außen hin abgeschlossen und kommuniziert nur über exakt definierte Schnittstellen zu anderen Softwarekomponenten, sie wird aber nicht direkt auf dem Betriebssystem ausgeführt, sondern in der Umgebung der sie umschließenden Softwarekomponente . The following are some of the terms of this application use shall be explained to ensure common understanding: In general, a program be is a software component ¬ stands that consists of directly on an operating system ausführba ¬ rem software code, and is closed to the outside, so that communication other software components only via exactly defined interfaces to other software components. An embedded (English, "embedded") Soft ¬ ware component is a software component that is embedded in a ande ¬ re software component. She is also closed to the outside and communicates only through well-defined interfaces to other software components, but it will not directly running on the operating system, but in the environment of the surrounding software component.
Als Container wird in der Informatik ein Programm bezeichnet, welches aus direkt ablauffähigem Softwarecode besteht und zu¬ mindest eine Schnittstelle zu einer eingebetteten (embedded) Softwarekomponente und zumindest eine Schnittstelle zum Be¬ triebssystem aufweist und direkt auf dem Betriebssystem ablauffähig ist. Im Folgenden wird ein Container, der seiner- seits als Softwarekomponente ausgebildet ist und eine univer¬ sell einsetzbare AblaufUmgebung für eine oder mehrere einge¬ bettete Softwarekomponenten bildet, als „AblaufContainer" bezeichnet. Der AblaufContainer stellt demnach einerseits ein Koppelelement zwischen einer beliebigen eingebetteten Soft- warekomponente und dem Betriebssystem dar und ermöglicht den Ablauf der eingebetteten Softwarekomponente auf dem Rechner. Andererseits vermittelt und verwaltet er in seiner Eigen¬ schaft als Softwarekomponente auch die Kommunikation zwischen den eingebetteten Softwarekomponenten und anderen Software- komponenten außerhalb des Containers mittels externer As a container in computer science, a program is called, which consists of directly executable software code and ¬ at least one interface to an embedded (embedded) software component and at least one interface to Be ¬ operating system has and is executable directly on the operating system. Hereinafter, a container which is for its part constructed as a software component and forms a univer ¬ sell usable runtime environment for one or more inserted ¬ embedded software components, referred to as "flow container" will be. The process container provides therefore on the one hand a coupling element between any embedded software software component and the operating system and enables the flow of embedded software component on the computer. on the other hand, provides and manages its own ¬ economy as a software component and the communication between the embedded software components and other software components outside the container by means of external
Schnittstellen . Interfaces.
Unter Instanz ist in diesem Zusammenhang die konkrete Verwendung eines Typs einer Softwarekomponente im System zu verste¬ hen . Under Instance in this context is the specific use of a type of a software component in the system to verste ¬ hen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Show
Fig. 1A ein Blockschaltbild einer möglichen Realisierung eines Leitsystems einer technischen Anlage mit sei¬ nen Hardwarekomponenten, SdT, Fig. 1A is a block diagram of a possible realization of a control system of a technical installation with i ¬ NEN hardware components, SDT
Fig. 1B eine schematische Darstellung der Steuersoftware eines beispielhaften Leitsystems, SdT,  1B is a schematic representation of the control software of an exemplary control system, SdT,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Simulationssys¬ tems und FIG. 2 shows a schematic illustration of a first embodiment variant of the simulation system according to the invention and FIG
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Simulationssys¬ tems . Fig. 3 is a schematic representation of a second embodiment of the invention Simulationssys ¬ tems.
In Fig. 1A ist in vereinfachter Form das Blockschaltbild einer möglichen Realisierung eines Leitsystems einer technischen Anlage dargestellt. In dieser Darstellung ist allein die Hardware gezeigt. Der mittels des Leitsystems zu steuern¬ de zu Grunde liegende physikalische Prozess ist durch den Kasten P verdeutlicht. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Prozess zur Energiegewinnung in einem Kraftwerk, eine Müllverbrennung oder einen chemischen Prozess handeln. Die mittels Sensoren aufgenommenen Signale werden an Eingabe- und Ausgabe-Baugruppen EA1, EA2 bis EAN weitergegeben. Dabei kann es sich um reine Ein-Ausgabe-Baugruppen handeln oder auch um intelligente Feldgeräte. Gleichzeitig werden über die Bau¬ gruppen EA1, EA2 bis EAN auch Steuersignale an die Feldgeräte im Prozess weitergegeben. Der bidirektionale Signalfluss ist durch die Pfeile verdeutlicht. Die Baugruppen EA1, EA2 bis EAN sind auf der vom Prozess abgewandten Seite hin mit einem externen oder internen Bussystem BS verbunden, welches die Signale sammelt und beispielsweise an mindestens einen Auto¬ matisierungsserver AUTS weiterleitet. Bei den Baugruppen EA1 bis EAN kann es sich auch um intelligente Feldgeräte handeln, bei denen Sensor und / oder Aktuator zusammen mit einer Verarbeitungslogik in einem Gerät integriert sind, das direkt über das Bussystem BS mit dem Automatisierungsserver AUTS verbunden ist. Der Automatisierungsserver AUTS wiederum kann - wie in diesem Beispiel ausgeführt - über einen Kommunikati- onsbus KB mit mindestens einem Applikationsserver APPS verbunden sein. Aus Verfügbarkeitsgründen sind i.a. jegliche Verbindungen zwischen den Servern und Bussen zumeist redundant ausgelegt, was durch die doppelten Verbindungslinien angedeutet ist. An den Kommunikationsbus KB ist ferner eine be- liebige Benutzeroberfläche angeschlossen. Dabei handelt es sich um eine beliebige graphische Benutzerschnittstelle In Fig. 1A, the block diagram of a possible implementation of a control system of a technical system is shown in simplified form. In this illustration, only the hardware is shown. The underlying by the control system ¬ de underlying physical process is illustrated by the box P. This can be, for example, a process for generating energy in a power plant, waste incineration or a chemical process. The signals recorded by sensors are forwarded to input and output modules EA1, EA2 to EAN. These can be pure input / output modules or even intelligent field devices. At the same time, be passed on to EA2 EAN control signals to the field devices in the process about the construction ¬ groups EA1. The bidirectional signal flow is illustrated by the arrows. The modules EA1, EA2 to EAN are on the side facing away from the process with a external or internal bus system BS connected, which collects the signals and forwards, for example, at least one auto ¬ automation server AUTS. The modules EA1 to EAN can also be intelligent field devices in which sensor and / or actuator are integrated together with processing logic in a device which is connected directly to the automation server AUTS via the bus system BS. The automation server AUTS, in turn, can-as described in this example-be connected to at least one application server APPS via a communication bus KB. For availability reasons, in general all connections between the servers and buses are designed to be redundant, as indicated by the double connection lines. An arbitrary user interface is also connected to the communication bus KB. This is an arbitrary graphical user interface
(engl, „graphical user interface") GUI. Dabei kann es sich beispielsweise um thin clients handeln. Unter GUI sind hier jegliche Bedien- und Beobachtungssysteme, Engineering Clients oder sonstige Darstellungssysteme zu verstehen. ("graphical user interface") GUI These can be, for example, thin clients, which means any operator control and monitoring systems, engineering clients or other display systems.
Wie bereits in der Einleitung ausgeführt, werden Simulations¬ systeme gemäß dem Stand der Technik SdT meist derart ausge¬ führt, dass entweder ein sehr leistungsfähiger Rechner be- reitgestellt wird, der die gesamte Benutzeroberfläche GUI des Leitsystems simuliert (wie in der Figur durch den Kasten SIM1 angedeutet) oder dass über die Benutzeroberfläche GUI des Leitsystems statt auf den Automatisierungsserver AUTS auf ei¬ nen separaten Simulationsrechner SIM2 zugegriffen wird. Letz- tere Lösung kann auch durch zwei Rechner realisiert sein, beispielsweise durch einen Rechner SIMHW, welcher die Hardware des zugrunde liegenden Automatisierungsprozesses simu¬ liert, und durch einen Rechner SIMP, welcher den zugrunde liegenden Prozess simuliert. As already stated in the introduction, simulation ¬ systems are mostly such out ¬ leads according to the prior art SdT that either a very powerful computer is riding provided loading, which simulates the entire user interface GUI of the control system (as shown in the figure by box SIM1 indicated), or that from the user interface GUI of the control system instead of the automation server AUTS on ei ¬ NEN separate simulation computer SIM2 is accessed. The latter solution can also be realized by two computers, for example by a computer SIMHW, which simu ¬ liert the hardware of the underlying automation process, and by a computer SIMP, which simulates the underlying process.
In Fig. 1B ist eine mögliche Ausführungsvariante für die Softwarearchitektur eines beispielhaften Leitsystems, wie in Fig. 1A anhand der Hardware beschrieben, dargestellt. Die Software der Leittechnik ist in diesem Ausführungsbeispiel auf wenige Komponenten reduziert worden, um einen besseren Überblick zu gewährleisten: Als Grundfunktionen sind hier eine Präsentationssoftware 51 zu nennen, welche eine Darstel¬ lung unterschiedlichster Bedienbilder ermöglicht. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Web-Browser handeln, der auf einem thin client abläuft. Die AblaufUmgebung ist mit 50 be¬ zeichnet. Außerdem existieren zahlreiche Softwaremodule wie zum Beispiel 61, 62 und 63, welche zum Beispiel für das Engi¬ neering der Anlage, die Archivierung von Daten, das Meldema- nagement, oder das Ressourcenmanagement verantwortlich sind. All diese Softwaremodule erfüllen demnach unterschiedliche Funktionen. Sie können in einer eigenen AblaufUmgebung ablaufen, welche hier mit 60 bezeichnet ist. Alle Softwaremodule sind miteinander verbunden, d.h. zwischen allen Modulen kön- nen Daten ausgetauscht werden. FIG. 1B shows a possible embodiment variant for the software architecture of an exemplary control system, as described in FIG. 1A with reference to the hardware. The software of the control system is in this embodiment been reduced to a few components to ensure a better overview: The basic functions are here to call 51 that allows depicting ¬ development unterschiedlichster operating screens presentation software. This could be, for example, a web browser running on a thin client. The execution environment is be distinguished ¬ with 50th In addition, there are numerous software modules, such as 61, 62 and 63 that management, for example for the Engi ¬ neering the plant, archiving data, the Meldema-, or resource management are responsible. All these software modules therefore fulfill different functions. They can run in their own expiration environment, which is designated here by 60. All software modules are interconnected, ie data can be exchanged between all modules.
Die Automatisierungsfunktion des Leitsystems ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine eigene Software dargestellt. Es handelt sich dabei um einen AblaufContainer 10, d.h. einen Container, der seinerseits als Softwarekomponente 1 ausgebil¬ det ist und eine universell einsetzbare AblaufUmgebung für eine oder mehrere eingebettete Softwarekomponenten 101, 102, 111 und 112 bildet. Der AblaufContainer 10 verwaltet und führt alle vorhandenen Automatisierungsfunktionen einschließ- lieh der Verarbeitungsfunktionen aus. Typischerweise weist der AblaufContainer 10 mehrere Schnittstellen auf. Unter Schnittstelle wird im Folgenden stets eine Datenschnittstelle gemeint. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Schnitt¬ stelle 13 für das Engineering handeln oder um die Schnitt- stellen 11 und 12, welche mit der restlichen Leittechnik verbunden sind u.a. auch mit anderen Instanzen einer AblaufUmgebung. Außerdem können Schnittstellen für die Diagnose, für bestimmte Meldungen oder die Bedienung vorhanden sein. Innerhalb des AblaufContainers 10 sind in Fig. 1B eingebettete Softwarekomponenten 101 und 102 dargestellt. Diese weisen wiederum interne, standardisierte Schnittstellen, welche als Punkte dargestellt sind auf. Die eingebetteten Softwarekompo¬ nenten 101 und 102 enthalten Hauptfunktionen wie sämtliche Automatisierungsaufgaben, Steuerungen, Regelungen, Berechnun- gen, Verarbeitungsfunktionen, Alarmverwaltung und Ausführungsverwaltung . The automation function of the control system is shown in this embodiment by its own software. It is a flow container 10, ie a container, which in turn is ausgebil ¬ det as software component 1 and a universally applicable AblaufUmgebung for one or more embedded software components 101, 102, 111 and 112 forms. The workflow container 10 manages and executes all existing automation functions, including the processing functions. Typically, the flow container 10 has multiple interfaces. In the following, an interface is always meant to mean a data interface. It may, for example, a sectional ¬ point 13 act for the engineering or near the interfaces 11 and 12, which are connected to the rest of the control system including other instances of a runtime environment. There may also be interfaces for diagnostics, for certain messages or for operation. Within the flow container 10, embedded software components 101 and 102 are shown in FIG. 1B. These in turn have internal, standardized interfaces, which are shown as dots. The embedded Softwarekompo ¬ components 101 and 102 contain the main functions such as all automation tasks, controls, regulations, calculations conditions, processing functions, alarm management and execution management.
Ferner sind innerhalb des AblaufContainers 10 so genannte Stellvertretermodule 111 und 112 dargestellt. Die Stellver¬ tretermodule repräsentieren im Wesentlichen vorhandene Hardwarekomponenten wie beispielsweise eine Eingabe- oder Ausga¬ bebaugruppe. Deren Software ist hier durch 81 und 82 verdeut¬ licht. Die Stellvertretermodule 111 und 112 sorgen für die Anbindung der Eingangsrohdaten an/von den Feldgeräten und überwacht diese und ist demnach für die Kommunikation mit den Feldgeräten zuständig. Für diese Anbindung wird das Businterface 18 verwendet. Diese Schnittstelle des AblaufContainers 10 zu einem Automatisierungsbus (Businterface zum Bussystem BS) , über den die Ein- und Ausgabebaugruppen und die intelligenten Feldgeräte mit dem Automatisierungsserver verbunden sind. Über diese Schnittstelle kommunizieren die Stellvertre¬ termodule 111 und 112 im Inneren des AblaufContainers 10 mit den Ein- und Ausgabebaugruppen (und intelligenten Feldgerä- ten) , die sich ja außerhalb des Automatisierungsservers (und damit außerhalb des AblaufContainers 10) befinden. Beim Auto¬ matisierungsbus kann es sich je nach Ausführung z.B. um einen Profibus, einen Modbus, einen anderen seriellen Bus oder auch um einen Ethernet basierten Bus (wie z.B. Profinet oder eine reine TCP/IP oder UDP basierte Kommunikation) handeln. Furthermore, 10 so-called proxy modules 111 and 112 are shown within the AblaufContainer. The deputy ¬ representative module representing substantially existing hardware components such as an input or Ausga ¬ bebaugruppe. Their software is here by 81 and 82 verdeut ¬ light. The proxy modules 111 and 112 provide for the connection of the input raw data to / from the field devices and monitors them and is therefore responsible for the communication with the field devices. For this connection, the bus interface 18 is used. This interface of the AblaufContainers 10 to an automation bus (bus interface to the bus system BS), via which the input and output modules and the intelligent field devices are connected to the automation server. Through this interface, the Stellvertre ¬ termodule 111 and 112 communicate (th and intelligent field devices) with the input and output modules that are indeed outside the automation server (and thus outside of the flow container 10) are located in the interior of the drain container 10th At the car ¬ matisierungsbus may ever acting on the model, for example to a Profibus, Modbus one, another serial bus or an Ethernet-based bus (such as Profinet or a pure TCP / IP or UDP based communication).
Im laufenden Betrieb des Leitsystems kommt es zum Ablauf der Softwarekomponente 1 und damit auch der innerhalb von 1 ein¬ gebetteten Softwarekomponenten 101, 102 und Stellvertretermo- dule 111 und 112, die über ihre internen Schnittstellen derart verschaltet sind, dass der gesamte Automatisierungspro- zess implementiert ist. During operation of the control system it is the end of the software component 1 and thus also the course of 1 a ¬ bedded software components 101, 102 and Stellvertretermo- modules 111 and 112, which are connected through their internal interfaces such that the entire Automatisierungspro- process implemented is.
In den Figuren 2 und 3 sind Ausführungsvarianten des erfin- dungsgemäßen Simulationssystems dargestellt. Es handelt sich dabei jeweils um eine Softwarearchitektur, welche direkt mit der in Fig. 1B gezeigten Architektur vereinbar ist und an diese anschließt. So besteht das erfindungsgemäße Simulati¬ onssystem in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel 200a aus zwei AblaufUmgebungen . In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel 200b sind die beiden AblaufUmgebungen zu einer einzigen AblaufUmgebung zusammengefasst und das Simulationssystem 200b umfasst hier nur diese eine Ablaufumge- bung. FIGS. 2 and 3 show variant embodiments of the simulation system according to the invention. In each case, this is a software architecture which is directly compatible with the architecture shown in FIG. 1B and follows it. Thus, the simulati ¬ onssystem according to the invention in the embodiment shown in Fig. 2 200a from two drain environments. In the exemplary embodiment 200b illustrated in FIG. 3, the two drain environments are combined to form a single drain environment, and the simulation system 200b here includes only this one drain environment.
Das Simulationssystem 200a aus Fig. 2 kann als Kombination aus einem Hardwaresimulator und Prozesssimulator angesehen werden . The simulation system 200a of FIG. 2 may be considered as a combination of a hardware simulator and process simulator.
Der Hardwaresimulator besteht hier aus der AblaufUmgebung 20, welche die Hardware der Peripherie des Leitsystems mit all seinen Verschaltungen in Software nachbildet. In diese Ab¬ laufumgebung 20 sind so genannte Stellvertreter-Module 211 und 212 eingebettet, welche die Leitsystemperipherie reprä¬ sentieren, die sich z.B. direkt an den Automatisierungsserver AUTS aus Fig. 1A anschließt. Dies können beispielsweise Bau¬ gruppen sein, andere Busanschlussmodule, intelligente Feldge¬ räte wie Aktoren (Stelleantriebe, Motorsteuergeräte) und Sen- soren oder auch Kommunikationsbausteine zu Fremdsystemen. Die Softwarekomponente 201 simuliert z.B. das Verhalten eines Stellantriebs mit Befehlen in Richtung Auf- oder Zu-Richtung und entsprechenden Rückmeldungen oder das Verhalten des Ein- schubs der Schaltanlage für einen Motor einer verfahrenstech- nischen Komponente. Die Softwarebausteine 201, 211, 212 be¬ sitzen dazu jeweils interne Schnittstellen (engl, „internal interfaces") über welche zum Beispiel physikalische Größen oder sonstige Daten und Parameter ausgetauscht werden können. Die Verbindungslinien zwischen den einzelnen Bausteinen und Schnittstellen repräsentieren diesen Signalaustausch, der in der realen Anlage z.B. über vorhandene Kabel/Drähte im Leit¬ system oder durch Datenübertragung in Feldbussystemen erfolgt. (Je nach Verdrahtungs- oder Verkabelungsvariante kön¬ nen auch Klemmestellen z.B. als Verteiler oder Repeater bei Feldbus einbezogen werden. Diese Komponenten sind in der Grafik zur Vereinfachung nicht dargestellt) Die Stellvertretermodule 211 und 212 sind invers zu Stellvertretermodulen 111 und 112 ausgebildet. Mit invers ist hier gemeint, dass Ein- und Ausgänge der jeweiligen Schnittstellen vertauscht sind. Während ein Stellvertretermodul des Typs wie 111 und 112 in der Regel für die Anbindung der Eingangsrohdaten an/von der Leittechnik-Schnittstelle sorgt, simuliert ein Stellvertre¬ termodul des Typs wie 211 und 212 bereits eine Baugruppe und ist somit für die Umwandlung der Felddaten in die Eingangsrohdaten für höher gelegene Softwaremodule zuständig. The hardware simulator consists here of the expiration environment 20, which simulates the hardware of the periphery of the control system with all its interconnections in software. In this Ab ¬ running environment 20 so-called proxy modules 211 and 212 are embedded, which the control system periphery repre ¬ sentieren, for example, connects directly to the automation server AUTS of Fig. 1A. This may for example be construction ¬ groups, sensors other bus modules, intelligent Feldge ¬ councils such as actuators (point drives, motor controllers) and sensor or communication modules to external systems. The software component 201 simulates, for example, the behavior of an actuator with commands in the direction open or closed direction and corresponding feedback or the behavior of the insertion of the switchgear for a motor of a procedural component. The software modules 201, 211, 212 be ¬ sit to each internal interfaces (English, "internal interfaces") over which, for example, physical quantities or other data and parameters may be exchanged. The connection lines between the individual modules and interfaces represent this signal exchange, which occurs in the real system, for example over existing cables / wires in the routing ¬ system or data transmission in the field bus systems. (Depending on the wiring or cabling variant Kgs ¬ NEN also clamp bodies for example as a hub or repeater are included in the field bus. These components are in the image of the Simplification not shown) The proxy modules 211 and 212 are formed inversely to proxy modules 111 and 112. Inverse here means that inputs and outputs of the respective interfaces are interchanged. While a representative module of the type such as 111 and 112 provides to / from the control interface in the rule for the connection of the input raw data, simulating a Stellvertre ¬ termodul of the type such as 211 and 212 already an assembly and thus for the conversion of the field data in the Raw input data for higher-level software modules.
Die gesamte AblaufUmgebung 20 kann nun gemäß der oben beschriebenen Containerdefinition ausgebildet sein oder als Softwarekomponente 2. In beiden Fällen existieren externeThe entire drain environment 20 can now be designed in accordance with the container definition described above or as software component 2. In both cases, external
Schnittstellen (engl, „external interfaces") einer bestimmten Anzahl wie beispielsweise 21, 22 und 23, welche eine Kommuni¬ kation mit den übrigen Programmteilen des Leitsystems ermöglichen. Die Schnittstelle 23 kann wie die Schnittstelle 13 der ersten für die Automatisierung zuständige AblaufUmgebung 10 für die Befüllung des Containers mit Engineering-Daten zuständig sein und mit dem Komponentenbus 90 verbunden sein. Die Kommunikation zwischen den Softwarekomponenten 1 und 2 bzw. den AblaufUmgebungen 10 und 20 kann über die Schnitt- stellen 18 und 28 erfolgen. Die Schnittstelle 28 ist je nach Bustyp entweder zur Schnittstelle 18 identisch (i.a. für Ethernet basierte Bussysteme), oder stellt je nach Bussystem die komplementäre Schnittstelle zur Schnittstelle 18 zur Ver¬ fügung (i.a. für serielle Bussysteme mit Master - Slave Funk- tionalität) . Zusätzlich kann eine weitere Schnittstelle 24 vorhanden sein, welche den Anschluss an die Prozesssimulation erlaubt. Über diese Schnittstelle 24 können Prozessdaten von einem Prozesssimulator, i.e. einem nur für den technischen Prozess zuständigen Simulationsrechner übermittelt werden. Interfaces (English, "external interfaces") a certain number such as 21, 22 and 23, which permit communica ¬ cation with the other parts of the program of the control system. The interface 23 may be such as the interface 13 of the first charge of the automation execution environment 10 for the filling of the container must be responsible for engineering data and connected to the component bus 90. The communication between the software components 1 and 2 or the drain environments 10 and 20 can take place via the interfaces 18 and 28. The interface 28 is dependent on bus either identical to the interface 18 (ia for Ethernet-based bus systems), or is complementary depending on the bus system, the interface to the interface 18 for the addition Ver ¬ (ia serial bus systems with master - slave tionality radio). In addition, a further interface 24 available which allows connection to the process simulation e interface 24 process data can be transmitted from a process simulator, ie a responsible for the technical process simulation computer.
Der Prozesssimulator besteht hier aus der AblaufUmgebung 30, welche den der technischen Anlage zu Grunde liegenden Prozess in Software nachbildet. Bei dem der technischen Anlage zu Grunde liegenden Prozess kann es sich um einen physikali- sehen, chemischen, biologischen oder sonstigen technischenThe process simulator here consists of the AblaufUmgebung 30, which simulates the process underlying the technical system in software. The process underlying the technical system may be a physical, chemical, biological or other technical
Prozess handeln. In Fig. 2 ist der Prozesssimulator beispielhaft als eigene AblaufUmgebung 30 und/oder als eigene Soft¬ warekomponente 3 ausgebildet. Die Softwarearchitektur des Prozesssimulators würde somit in Einklang mit der Architektur der AblaufUmgebungen 10 und 20 und der Softwarekomponenten 1 und 2 stehen und eine Integration ins Leitsystem erleichtern. Analog würde der Prozesssimulator in diesem Fall eine Vielzahl von eingebetteten Softwarekomponenten wie beispielsweise 71, 72 und 73 enthalten, welche beispielsweise ein physikali¬ sches Modell der technischen Anlage repräsentieren. Die Softwarekomponenten 71, 72 und 73 könnten auch andere Berechnungsmodule enthalten. In einem Kraftwerk ist der zu Grunde liegende Prozess die Energiegewinnung durch Verbrennung bei- spielsweise von Kohlestaub unter Zuführung von Luft bei Ent¬ stehung von Rauchgas. Ferner wird Dampf erzeugt und auf un¬ terschiedliche Temperaturen gebracht, um eine Turbine anzu¬ treiben, welche für die Erzeugung von elektrischem Strom eingesetzt wird. Die Simulation jeder dieser Prozessschritte kann beispielsweise in Softwarekomponenten untergebracht wer¬ den. Die Materialströme und Prozesssignale würden dann über die Schnittstellen übertragen werden. Die gestrichelt eingezeichneten Verbindungslinien zwischen den einzelnen Bausteinen 71, 72 und 73 und den Schnittstellen 31 und 32 repräsen- tieren den Austausch von Prozesssignalen und stellen im Gegensatz zu den durchgezogenen Linien keine Drahtkonnektoren dar . Act process. In FIG. 2, the process simulator is constructed, for example as a separate runtime environment 30 and / or as a separate soft ware ¬ Component 3. The software architecture of the process simulator would thus be consistent with the architecture Run processes 10 and 20 and software components 1 and 2 are available and facilitate integration into the control system. Analog would contain the process simulator in this case, a plurality of embedded software components such as 71, 72 and 73, which represent for example a physi ¬ ULTRASONIC model of the technical installation. Software components 71, 72 and 73 could also include other computation modules. In a power plant of the basic process is the production of energy by combustion examples play of pulverized coal under supply of air at Ent ¬ stehung of flue gas. Further, steam is generated and brought to un ¬ terschiedliche temperatures to a turbine ¬ drive, which is used for the generation of electric power. The simulation of each of these process steps, for example, housed in software components who ¬. The material streams and process signals would then be transmitted via the interfaces. The connecting lines drawn in dashed lines between the individual components 71, 72 and 73 and the interfaces 31 and 32 represent the exchange of process signals and, in contrast to the solid lines, are not wire connectors.
Erfindungsgemäß sind die Schnittstellen 21, 22, 23 der Ab- laufumgebung 20 nahezu identisch zu den Schnittstellen 31, 32, 33 der AblaufUmgebung 30 und nahezu identisch zu den Schnittstellen 11, 12, 13 der ersten AblaufUmgebung 10. Dies bedeutet, dass die Kommunikation der beiden Container 20 und 30 über die gleiche Schnittstelle läuft, welche zum Leitsys- tem führt. Die Schnittstellen 21, 22 und 23 sind in ihrerAccording to the invention, the interfaces 21, 22, 23 of the drainage environment 20 are almost identical to the interfaces 31, 32, 33 of the drainage environment 30 and almost identical to the interfaces 11, 12, 13 of the first drainage environment 10. This means that the communication of the Both containers 20 and 30 runs over the same interface, which leads to the control system. The interfaces 21, 22 and 23 are in their
Funktion und physikalisch genauso ausgeführt wie die Schnitt¬ stellen 31, 32 und 33. Geringfügige Änderungen zur Anpassung an bestimmte Randbedingungen können möglich sein. Grundsätzlich sind mehrere Varianten der Verbindung der beiden Ablauf- Umgebungen möglich. Gemäß Fig. 2 kann die für den Prozesssimulator zuständige AblaufUmgebung 30 direkt über diverse Schnittstellen an die für die Simulation der Hardwareperipherie zuständige AblaufUmgebung 20 angeschlossen werden. Zum Einen kann der Prozesssimulator 30 über eine extra hierfür vorgesehene Schnittstelle 33 mit einer ebenfalls extra hier¬ für vorgesehenen Schnittstelle 24 des Hardwaresimulators an¬ geschlossen werden. Zum Anderen kann der Prozesssimulator 30 durch Umsetzung der Schnittstellen 21 und 22 des Hardwaresi- mulators auf Schnittstellen 31 und 32 des Prozesssimulators angeschlossen werden. Function and physically performed exactly as the Schnitt ¬ points 31, 32 and 33. Slight changes to adapt to certain conditions may be possible. In principle, several variants of the connection of the two execution environments are possible. According to FIG. 2, the drain environment 30 responsible for the process simulator can be connected directly via various interfaces to the drain environment 20 responsible for the simulation of the hardware periphery. On the one hand, the process simulator 30 can have an extra for this purpose provided interface 33 with a likewise extra here ¬ provided for interface 24 of the hardware simulator on ¬ closed. On the other hand, the process simulator 30 can be connected to interfaces 31 and 32 of the process simulator by converting the interfaces 21 and 22 of the hardware simulator.
In einer zweiten Ausführungsvariante 200b für das erfindungs¬ gemäße Simulationssystem, welche in Fig. 3 dargestellt ist, sind die beiden AblaufUmgebungen 20 und 30 zu einer einzigen AblaufUmgebung 25 zusammengefasst . Hardware- und Prozesssimu¬ lation laufen in einer Instanz ab. Eingebettete Softwarekomponenten und Stellvertreter-Module der einzelnen Softwarekomponenten 2 und 3 kommen nun in einer AblaufUmgebung 25 zur Ausführung. Außerdem kann die neu gebildete AblaufUmgebung 25 selbst eine Softwarekomponente 25' darstellen. Zuvor contai¬ nerübergreifende Verbindungen oder Verschaltungen zwischen den eingebetteten Komponenten und Modulen aus vorher 20 und 30 werden nun zu containerinternen Verbindungen oder Ver- Schaltungen. Zuvor externe Schnittstellen werden nun zu internen (im Container eingeschlossen) Schnittstellen oder können komplett weggelassen werden. Auch hier repräsentieren die gestrichelt eingezeichneten Verbindungslinien z.B. zwischen den einzelnen Bausteinen 71, 72 und 73 den Austausch von Pro- zesssignalen und stellen im Gegensatz zu den durchgezogenenIn a second embodiment 200b of the Invention ¬ proper simulation system, which is shown in Fig. 3, the two execution environments 20 and 30 are combined into a single runtime environment 25th Hardware and Prozesssimu ¬ lation run in an instance. Embedded software components and proxy modules of the individual software components 2 and 3 now come in a AblaufUmgebung 25 for execution. In addition, the newly formed drain environment 25 itself may be a software component 25 '. Previously contai ¬ ner cross-connections or interconnections between the embedded components and modules from previously 20 and 30 are now to intra-container connections or circuits. Previously, external interfaces now become internal (in the container included) interfaces or can be completely omitted. Here, too, the connecting lines drawn in dashed lines represent, for example between the individual components 71, 72 and 73, the exchange of process signals and, in contrast to the solid lines
Linien keine Drahtkonnektoren dar. In dieser Ausführungsvariante besteht das Simulationssystem 200b nun aus nur einer Ablaufumgebung. Für die Kommunikation mit dem Leitsystem stehen nun mindestens die Schnittstellen 21 und 22 zur Verfügung. Zusätzlich ist auch hier eine weitere Schnittstelle 23 vor¬ handen, welche die Befüllung des Containers mit Engineering- Daten aus dem Bussystem 90 erlaubt. Lines are not wire connectors. In this embodiment, the simulation system 200b now consists of only one runtime environment. At least the interfaces 21 and 22 are now available for communication with the control system. In addition, a further interface 23 before ¬ hands, which allows the filling of the container with engineering data from the bus system 90 as well.
Das erfindungsgemäße Simulationssystem 200b kann an den Auto- matisierungsserver, d.h. an die AblaufUmgebung 10 für die Automatisierung, entweder über eine Verbindung zwischen den Schnittstellen 11 und 12 mit den Schnittstellen 21 und 22 angeschlossen werden oder über eine Verbindung zwischen den Schnittstellen 18 und 28. Dabei ist jedoch zu beachten, ob sich die Stellvertretermodule 111 und 112 in einem Simulati¬ onsmodus befinden oder nicht. Es besteht auch die Möglich¬ keit, dass sich der gesamte Automatisierungscontainer 10 oder Teile davon in einem Simulationsmodus befinden. Für den Fall, dass sich die AblaufUmgebung 10 oder Teile davon (insbesonde¬ re 111 und 112) im Simulationsmodus befinden, kann die Kommu¬ nikation der Signale sowohl über die Verbindung zwischen den Schnittstellen 11 und 12 mit den Schnittstellen 21 und 22 oder über die Verbindung zwischen den Schnittstellen 18 und 28 laufen. Für den Fall, dass sich die AblaufUmgebung 10 imThe simulation system 200b according to the invention can be connected to the automation server, ie to the execution environment 10 for the automation, either via a connection between the interfaces 11 and 12 with the interfaces 21 and 22 or via a connection between the interfaces 18 and 28 However, it should be noted whether the proxy modules 111 and 112 are in a simulati ¬ onsmodus or not. It is also possible ¬ ness that the entire automation container 10 or portions thereof are in a simulation mode. In the event that the execution environment 10, or parts thereof (insbesonde ¬ re 111 and 112) are in the simulation mode, the commu ¬ nication of signals over both the connection between the interfaces 11 and 12 with the interfaces 21 and 22 or via the Connection between the interfaces 18 and 28 run. In the event that the drain environment 10 in
Normalmodus (normaler Betrieb des Leitsystems, AblaufUmgebung 10 kommt zur Ausführung) befinden, verläuft die Kommunikation zwischen den AblaufUmgebungen 10 und 25 über die Schnittstellen 18 und 28 (Busschnittstellen z.B. Profibus). Normal mode (normal operation of the control system, drain environment 10 is to be executed), the communication between the drain environments 10 and 25 passes through the interfaces 18 and 28 (bus interfaces, e.g., Profibus).
Eine Simulation des Leitsystems oder von Teilen davon wird nun folgendermaßen durchgeführt: A simulation of the control system or parts thereof is now performed as follows:
- Die erste AblaufUmgebung 10 wird mittels eines Projektie¬ rungswerkzeugs des Leitsystems erzeugt. - The first execution environment 10 is created by means of a configu ¬ approximately tool of the control system.
- Die zweite und dritte AblaufUmgebung 20 und 30 mit sämtli¬ chen eingebetteten Softwarekomponenten wie beispielsweise 201, den Stellvertreter-Modulen 211, 212 und Verschaltungen werden ebenfalls mittels des zuvor für die erste Ablaufumge¬ bung verwendeten Projektierungswerkzeugs des Leitsystems er- zeugt. Module vom Typ 211, 212 können sogar automatisch generiert werden. - The second and third AblaufUmgebung 20 and 30 with sämtli ¬ embedded software components such as 201, the proxy modules 211, 212 and interconnections are also generated by means of the previously used for the first Ablaufumge ¬ advertising project planning tool of the control system. Modules of type 211, 212 can even be generated automatically.
- Die AblaufUmgebung 10 oder Teile davon, welche dazu ausge¬ bildet ist, den der Anlage zugrunde liegenden Automatisie- rungsprozess mit seinen Verschaltungen nachzubilden, kommen zur Ausführung und steuern so die Anlage. - The AblaufUmgebung 10 or parts thereof, which is ¬ forms to simulate the plant underlying the automation process with its interconnections, come to execution and thus control the system.
- Unabhängig vom Geschehen in der realen Anlage kommen parallel zur AblaufUmgebung 10 die AblaufUmgebungen 20 und 30 entweder getrennt voneinander oder zusammen zur Ausführung, wobei eine Simulation der technischen Anlage oder von Teilen der technischen Anlage durchgeführt wird.  Regardless of what happens in the real plant, parallel to the drain environment 10, the drain environments 20 and 30 are either separately or together executed, with a simulation of the technical plant or parts of the technical plant is performed.

Claims

Patentansprüche claims
1. Simulationssystem (200a) insbesondere für ein Leitsystem, welches einen in einer technischen Anlage ablaufenden Prozess (P) steuert, 1. Simulation system (200a), in particular for a control system which controls a process (P) taking place in a technical installation,
wobei das Leitsystem zumindest eine als Container ausgebilde¬ te erste AblaufUmgebung (10) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, den der Anlage zugrunde liegenden Automatisierungspro- zess nachzubilden und entsprechende Schnittstellen (11, 12, 13) zum Leitsystem aufweist, wherein the control system comprises at least one as a container having formed ¬ th first execution environment (10), which is designed to replicate the Automatisierungspro- process of the system underlying and corresponding interfaces (11, 12, 13) to the control system comprising,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Simulationssystem (200a) the simulation system (200a)
eine zweite als Container ausgebildete AblaufUmgebung (20) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, die Hardware der Peri- pherie des Leitsystems mit seinen Verschaltungen nachzubilden und die Schnittstellen (21, 22, 23) zum Leitsystem aufweist, und a second drain environment (20) designed as a container, which is designed to simulate the hardware of the periphery of the control system with its interconnections and has the interfaces (21, 22, 23) to the control system, and
eine dritte als Container ausgebildete AblaufUmgebung (30) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, den der Anlage zugrunde liegenden Prozess (P) zu simulieren, comprises a third drainage environment (30) designed as a container, which is designed to simulate the process (P) on which the plant is based,
wobei die Schnittstellen (21, 22, 23) der zweiten Ablaufumgebung (20) nahezu identisch zu den Schnittstellen (31, 32, 33) der dritten AblaufUmgebung (30) sind und nahezu identisch zu den Schnittstellen (11,12,13) der ersten AblaufUmgebung (10). wherein the interfaces (21, 22, 23) of the second run environment (20) are nearly identical to the interfaces (31, 32, 33) of the third run environment (30) and almost identical to the interfaces (11, 12, 13) of the first run Expiration environment (10).
2. Simulationssystem (200b) nach Anspruch 1, 2. simulation system (200b) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die zweite AblaufUmgebung (20) und die dritte Ablaufum¬ gebung (30) zu einer einzigen AblaufUmgebung (25) zusammenge- fasst sind. that the second execution environment (20) and the third Ablaufum ¬ gebung (30) into a single runtime environment (25) are summarized.
3. Simulationssystem (200a) nach Anspruch 1, 3. simulation system (200a) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die AblaufUmgebungen (10, 20, 30) selbst Softwarekompo- nenten (1, 2, 3) darstellen. that the drain environments (10, 20, 30) themselves are software components (1, 2, 3).
4. Simulationssystem (200b) nach Anspruch 2, 4. simulation system (200b) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die AblaufUmgebung (25) selbst eine Softwarekomponente (25') darstellt. characterized, the run environment (25) itself constitutes a software component (25 ').
5. Simulationssystem (200a, 200b) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. simulation system (200a, 200b) according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass eine Kommunikation zwischen dem Simulationssystem (200a, 200b) und der AblaufUmgebung (10) oder der Softwarekomponente (1) über Busschnittstellen (18, 28) erfolgt. a communication between the simulation system (200a, 200b) and the execution environment (10) or the software component (1) takes place via bus interfaces (18, 28).
6. Simulationssystem (200a, 200b) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , 6. simulation system (200a, 200b) according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die AblaufUmgebungen (10, 20) oder die Softwarekomponen- ten (1, 2) eingebettete Softwarekomponenten (101, 102, 201) und Stellvertreter-Module (111, 112, 211, 212) umfassen, wel¬ che entsprechend einer Funktion miteinander verschaltet sind, und dass bei Aufruf dieser Funktion die Softwarekomponenten und Stellvertreter-Module zum Ablauf kommen. that the runtime environments (10, 20) or the software components (1, 2) embedded software components (101, 102, 201) and proxy modules (111, 112, 211, 212) comprise wel ¬ che interconnected according to a function are, and that when this function is called, the software components and proxy modules come to expiration.
7. Simulationssystem (200a, 200b) nach Anspruch 6, 7. simulation system (200a, 200b) according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die zweite AblaufUmgebung (20) eingebettete Softwarekom¬ ponenten (201) und Stellvertreter-Module (211, 212) für Bau- gruppen und Geräte einschließlich deren Vernetzung bzw. Verkabelung in der Peripherie des Leitsystems umfasst. that the second execution environment (20) embedded Softwarekom ¬ components (201) and alternate modules (211, 212) for assemblies and equipment, including their crosslinking or cabling in the periphery of the control system comprises.
8. Simulationssystem (200a, 200b) nach Anspruch 7, 8. simulation system (200a, 200b) according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Schnittstellen der Stellvertreter-Module (211, 212) der zweiten AblaufUmgebung (20) derart ausgebildet sind, dass sie die Schnittstellen der Ein- und Ausgänge der Drahtkonnek- toren des Leitsystems nachbilden. the interfaces of the proxy modules (211, 212) of the second run-off environment (20) are designed such that they simulate the interfaces of the inputs and outputs of the wire connectors of the control system.
9. Simulationssystem (200a, 200b) nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, 9. simulation system (200a, 200b) according to claim 6 to 8, characterized
dass die Stellvertreter-Module (211, 212) der zweiten Ablauf¬ umgebung (20) invers zu Stellvertreter-Modulen der ersten Ab- laufumgebung (10) ausgebildet sind, wobei Ein- und Ausgänge der Schnittstellen vertauscht werden. that the substitute modules (211, 212) of the second flow ¬ environment (20) inverse to the first proxy modules ex running environment (10) are formed, with inputs and outputs of the interfaces are reversed.
10. Simulationssystem (200a, 200b) nach Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. simulation system (200a, 200b) according to claim according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass den Stellvertreter-Modulen (211, 212) der zweiten Ablaufumgebung (20) sowohl reale Prozessgrößen als auch vorgegebene oder simulierte Größen zugeführt werden. that the proxy modules (211, 212) of the second runtime environment (20) both real process variables and predetermined or simulated variables are supplied.
11. Simulationssystem (200a, 200b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 11. Simulation system (200a, 200b) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die dritte AblaufUmgebung (30) eingebettete Softwarekom- ponenten (71, 72, 73) enthält, durch welche ein Modell der technischen Anlage realisiert ist. that the third execution environment (30) contains embedded software components (71, 72, 73), by which a model of the technical installation is realized.
12. Verfahren zur Durchführung einer Simulation mittels eines Simulationssystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, 12. A method for carrying out a simulation by means of a simulation system according to one of claims 1 to 11, characterized
- dass die erste AblaufUmgebung (10) mittels eines Projektie¬ rungswerkzeugs des Leitsystems erzeugt wird, - That the first AblaufUmgebung (10) is generated by means of a Projektier ¬ tion tool of the control system,
- dass die zweite AblaufUmgebung (20) mit ihren eingebetteten Softwarekomponenten (201), Stellvertreter-Modulen (211, 212) und Verschaltungen ebenfalls mittels des zuvor für die erste AblaufUmgebung verwendeten Projektierungswerkzeugs des Leit¬ systems erzeugt wird, - That the second AblaufUmgebung (20) with their embedded software components (201), proxy modules (211, 212) and interconnections is also generated by means of the previously used for the first execution environment configuration tool of Leit ¬ system,
- dass die dritte AblaufUmgebung (30) mittels eines Projek¬ tierungswerkzeugs des Leitsystems erzeugt und konfiguriert wird, - That the third AblaufUmgebung (30) is generated and configured by means of a projek ¬ tierungswerkzeugs the control system,
- dass der der Anlage zugrunde liegende Automatisierungspro- zess innerhalb der AblaufUmgebung (10) zum Ablauf kommt, - that the automation process on which the system is based is expired within the run-off environment (10),
- und dass anschließend in den AblaufUmgebungen (20, 30) die Simulation der technischen Anlage oder von Teilen der techni- sehen Anlage durchgeführt wird. - And that then in the AblaufUmgebungen (20, 30), the simulation of the technical system or of parts of the technical see system is performed.
13. Verfahren nach Anspruch 12, 13. The method according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Projektierung von Hardware mit Verkabelung und Vernetzung der zweiten AblaufUmgebung (20) aus der Hardwareprojektierung der Anlage automatisch erzeugt wird. characterized, that the configuration of hardware with cabling and networking of the second execution environment (20) is generated automatically from the hardware configuration of the installation.
14. Leitsystem, welches einen in einer technischen Anlage ablaufenden Prozess (P) steuert, 14. control system which controls a process (P) taking place in a technical installation,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass ein Simulationssystem (200a, 200b) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst ist und zur Simulation ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13 zum Ablauf kommt. in that a simulation system (200a, 200b) according to one of claims 1 to 10 is included and for the simulation a method according to one of claims 12 or 13 comes to flow.
15. Leitsystem nach Anspruch 14, 15. Control system according to claim 14,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Simulationssystem (200a, 200b) mit den gleichen Pro- j ektierungswerkzeugen konfiguriert wird, wie andere Teile des Leitsystems . that the simulation system (200a, 200b) is configured with the same proj ecting tools as other parts of the control system.
16. Leitsystem nach Anspruch 15 oder 16, 16. A control system according to claim 15 or 16,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Simulationssystem (200a, 200b) graphisch in Bausteintechnik projektiert wird. that the simulation system (200a, 200b) is projected graphically in block technology.
17. Computerprogrammprodukt, das in den Speicher eines Compu¬ ters geladen wird und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit de- nen ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13 ausgeführt wird, wenn das Produkt auf einem Computer läuft. 17. Computer program product which is loaded into the memory of a Compu ¬ ters and comprises software code sections, with de- NEN a method according to any one of claims 12 or 13 is carried out when the product runs on a computer.
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