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WO2015018429A1 - Generation of a data record for an electrical automation device - Google Patents

Generation of a data record for an electrical automation device Download PDF

Info

Publication number
WO2015018429A1
WO2015018429A1 PCT/EP2013/066378 EP2013066378W WO2015018429A1 WO 2015018429 A1 WO2015018429 A1 WO 2015018429A1 EP 2013066378 W EP2013066378 W EP 2013066378W WO 2015018429 A1 WO2015018429 A1 WO 2015018429A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
utilization
function
computing device
execution
automation
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/066378
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Jurisch
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to PCT/EP2013/066378 priority Critical patent/WO2015018429A1/en
Publication of WO2015018429A1 publication Critical patent/WO2015018429A1/en

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/0703Error or fault processing not based on redundancy, i.e. by taking additional measures to deal with the error or fault not making use of redundancy in operation, in hardware, or in data representation
    • G06F11/0706Error or fault processing not based on redundancy, i.e. by taking additional measures to deal with the error or fault not making use of redundancy in operation, in hardware, or in data representation the processing taking place on a specific hardware platform or in a specific software environment
    • G06F11/0736Error or fault processing not based on redundancy, i.e. by taking additional measures to deal with the error or fault not making use of redundancy in operation, in hardware, or in data representation the processing taking place on a specific hardware platform or in a specific software environment in functional embedded systems, i.e. in a data processing system designed as a combination of hardware and software dedicated to performing a certain function
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/0703Error or fault processing not based on redundancy, i.e. by taking additional measures to deal with the error or fault not making use of redundancy in operation, in hardware, or in data representation
    • G06F11/0751Error or fault detection not based on redundancy
    • G06F11/0754Error or fault detection not based on redundancy by exceeding limits
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F8/00Arrangements for software engineering
    • G06F8/60Software deployment
    • G06F8/65Updates

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a data record which comprises function blocks, the function blocks indicating device functions of an electrical automation device and causing a computing device of the automation device to execute the corresponding device functions, and wherein with a parameterization device corresponding to a desired scope of device functions of Automation device function blocks are selected, the function blocks are combined to form a record and the record is provided for transmission to the automation device.
  • the invention also relates to a corresponding parameterizing device for generating such a data record.
  • Electrical automation devices such as electrical measuring, protection or field control devices of the energy automation technology, usually have computing facilities, with the help of a device installed in a memory of the automation device device software is executed.
  • the device software defines the respective device functions of such an automation device.
  • an electrical protection device in particular a distance protection device
  • instructions relating to the distance protection functions of the automation device and communication instructions may be included in the device software, for example.
  • An exact definition of the functions of the Automation device is thus already made by the user of the automation device at the time of ordering the automation device at its manufacturer.
  • Many electrical automation devices, especially in the field of protection and bay controllers, are still developed by the manufacturer with a device-related software package holistic and must be fully tested for accuracy and reliability of all functions. Such a procedure comes with a considerable cost and
  • the user-side provision of additional device functions in the automation device means that its computing device is correspondingly more heavily utilized.
  • today's automation devices are delivered with relatively powerful computing devices, it may happen that by selecting too many or too compute-intensive additional device functions, the computing device is utilized beyond its limits, so that the execution of the device functions can be slowed down and in the worst case even individual device functions completely can fail. Therefore, after installation of additional device functions, usually the automation devices must again undergo intensive device tests in order to check whether their reliable operation is still ensured or whether, for example by reducing the selection of additional device functions. or by providing a more powerful computing device - must be remedied. Such device tests are again expensive and time consuming.
  • the invention is therefore based on the object of developing a method and a parameterization device of the type specified in the introduction such that the reliable operation of an automation device after the installation of additional device functions can be ensured without the need for additional device tests.
  • a method of the type mentioned is proposed in which a utilization of the computing device of the Automat Deutschensge- device is determined, which is generated by the execution of the function blocks contained in the data set by the computing device for the record a the Utilization of the computing device indicating load factor is generated, the load factor is compared with a utilization threshold value of the computing device and an error signal is generated when the load factor exceeds the load threshold.
  • the utilization determined by the additional device functions with regard to the computing device is determined and, on the other hand, the "utilization reserve" of the computing device is determined by comparison with a utilization threshold affected total outlet tion of the computing device, the additional device functions can be released for execution by the computing device.
  • the additional device functions can be released for execution by the computing device.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that a warning message is output to a user of the parameterization device when the error signal is present.
  • the user of the parameterization device can be made directly aware of the violation of the utilization threshold value and adapt his selection of additional device functions accordingly.
  • each function module comprises an individual utilization information which indicates a utilization of the computing device which is generated when the function module in question is executed. is generated and the utilization factor is determined on the basis of the utilization information of the function modules contained in the data record.
  • each function module is thus assigned an individual utilization information that has been determined, for example, by a one-time test of the device function specified by the respective function module on a reference automation device.
  • utilization information may, for example, be contained in the metadata of a function module and be readable by the parameterization device.
  • the parameterization device can determine the utilization characteristic value of the entire data record.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the utilization characteristic value indicates a utilization of the computing device relative to the total computing power of the computing device, and the utilization threshold value indicates a maximum utilization of the computing device that is provided for executing the function modules.
  • the utilization of the computing device based on the computing power of the computing device can be specified, for example in the form of a so-called CPU load in percent.
  • the CPU load can be determined, for example, such that the time is determined that a device function specified by a specific function module would have to be executed in order to generate a 100 percent utilization of the computing device. This time is then related to the usual amount of time during which the device function actually is executed (eg a time that is granted to the special device function during execution of a functional cycle of the device software of the programmable controller).
  • the utilization threshold value can be a percentage value that indicates the proportion of the computing power of the computing device that is reserved for the execution of additional device functions.
  • the utilization characteristic value indicates a period of time which the computing device needs to execute the function modules and the utilization threshold indicates a maximum reaction time in which the computing device executes the function modules must have completed.
  • the utilization reserve of the computing device can also be determined by comparing two time-related values, namely the time required to execute the function blocks and the maximum response time of the computing device. If the maximum response time is not yet exhausted, ie, the time duration determined for the execution of the function blocks is below the maximum response time, reliable operation of the computing device can be ensured.
  • the duration of execution of the function blocks can be determined, for example for each function block individually by a single test on a reference -Automatleiters réelle, the maximum response time results from requirements that are made to the actual programmable controller (eg maximum time to detect a short circuit in a power grid) ,
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention also provides in this context that the time duration and the maximum reaction time are determined as quantities dependent on a reference computing device; and to adapt to the computing device of the programmable controller, these quantities are multiplied by a specific adaptation factor for the computing device.
  • This embodiment has the advantage that the computing power (eg the CPU clock rates) of a computing device of a reference automation device and of an automation device actually provided for executing the function module do not necessarily have to match.
  • the time duration for executing a function module and the maximum reaction time can be used, for example, in the form of a standard time "ticks", wherein, for example, it can be defined that an execution of a function module on a reference computer device (eg a 266 MHz CPU) takes place over one second At 100% utilization, it takes 10 6 ticks
  • Each function block is then assigned a number of ticks with reference to the reference calculation device, which can be converted into a "real" period of time depending on the computing power of the computing device of the automation device actually used.
  • the function blocks are assigned to different functional groups of the automation device, each function group summarizing such device functions, the same or similar requirements in terms of priority of their execution by the computing device and each function group is a priority level assigned, and the output load characteristic and the utilization threshold for each function group are determined individually.
  • This embodiment takes into account the fact that in automation technology there are device functions that have to be processed with different priorities and different reaction time requirements. For example, while protection functions in an electrical equipment protection monitoring device must be performed with high priority and very quickly, general analysis and archiving functions as well as lower priority reporting functions can be performed more slowly or with a time delay. Therefore, those function blocks that specify device functions that must be executed with the same or a similar priority, summarized in so-called function groups and performed the procedure described when comparing a load factor with a utilization threshold per function group. By a suitable selection of utilization threshold values for each function group, it is thus possible to ensure that sufficient computing power of the automation device is always reserved for the execution of high-priority device functions. It is also considered to be particularly advantageous if the
  • Utilization factor is determined for a respective function group depending on the respective utilization characteristic value of such function groups, which are superior in terms of their priority level of the function group in question.
  • the utilization threshold values can be predefined per function group, for example. With regard to the determination of the utilization threshold value, it is also advantageous if the utilization threshold value is determined taking into account device functions permanently predetermined in a device software of the automation device.
  • a load of the computing device of the automation device is first determined, which is already reserved for the execution of fixed predetermined device functions.
  • Such permanently predefined device functions can be, for example, an operating system, basic communication functions, measured value processing of the basic measured values, display and diagnostic functions as well as possibly predefined main functions of the automation device, e.g. a basic protection function for monitoring a power plant include.
  • the remaining computing power can then be made available for additional device functions, with the function blocks corresponding to such additional device functions being operated in accordance with the manner explained above.
  • function modules to specify prefabricated protective or process control device functions or to be individually composed of a plurality of individual function modules by a user of the parameterization device.
  • Prefabricated protection or process control functions can, for example, be offered by the manufacturer of a protective device or a control technology device for the automation of power supply networks as optionally purchasable function blocks.
  • the operator of such an automation device has the ability to adapt by additional device functions, the scope of his automation device to his needs.
  • function blocks have been appropriately tested by the manufacturer and provide a way to determine a load factor (for example, by including load information in their metadata).
  • the operator of the programmable controller often also has the option of using an editor of individual basic functions (eg, data input, data processing functions, threshold value comparison, delay function, signal output) to generate an individual composite function module in a user-defined manner.
  • the basic single-function blocks are often provided by the parameterization and need only be selected by the user and connected to each other in the desired manner.
  • each individual function module contains a single utilization information that indicates a utilization of the computing device that is generated during the execution of the individual function module in question, a utilization information of the composite function module, indicating a utilization of the computing device that is generated during the execution of the complex function block in question, on the basis of which single utilization information is determined, and the utilization characteristic value is determined taking into account the utilization information of the composite function block.
  • a parameterization device for generating a data record which comprises functional modules, wherein the function modules specify device functions of an electrical automation device and cause a computing device of the automation device to execute the corresponding device functions.
  • the parameterization device is set up to carry out a method according to one of the preceding claims 1-12.
  • the parameterization device it can also be provided that it is formed by a separate data processing device, for example a PC or a laptop, on which a corresponding parameterization software is executed. Alternatively, however, it may also be provided that the parameterization device is part of the automation device. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Show this
  • FIG. 1 shows a schematic view of an electrical automation device with a parameterization device connected thereto
  • Figure 2 is a diagram for exemplary explanation of
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an automation device 10, which is an example of an electrical protection device for monitoring an electrical system, e.g. an energy supply network can act.
  • the automation device 10 is connected via electrical connections 11
  • the measuring signals such as current and / or voltage signals, from a not shown in the figure 1 system, eg a power supply network, to the automation device 10 transmit.
  • the automation device 10 is also connected via a (wired or wireless) communication link 12 to a communication network of an automation system, not shown, and is about, for example, with appropriately constructed other automation devices or hierarchical parent devices (eg, a station or network control center) in connection.
  • the automation device may have a display device 13 (eg, a display) and / or input means 14 (eg, a keypad).
  • the automation device 10 is configured to perform one or more device functions for automation of the system.
  • the automation device 10 initially has fixed device functions which are implemented, for example, in a device software and are executed by means of a computing device, eg a CPU, of the automation device 10.
  • a computing device eg a CPU
  • Such fixed predetermined device functions have already been stored by the manufacturer of the automation device 10 in the form of the device software in a memory of the automation device 10 and subjected to extensive testing to check a reliable operation of the automation device 10 in a variety of load situations.
  • the automation device 10 is thus tested in a basic scope and reliably operable.
  • the fixed device functions include, for example, an operating system of the automation device with all the necessary modules for controlling the device periphery, for example for controlling the display device 13 and the input means 14, basic measured value acquisition and processing functions, a basic communication function and one or more main automation functions , in the case of an electrical protection device eg a main protection function (eg a distance protection function).
  • an electrical protection device eg a main protection function (eg a distance protection function).
  • the automation device 10 is set up with its computing device to execute further device functions that can be selected by the operator of the automation device 10 in addition to the fixed device functions.
  • a parameterization device 15 is provided, which is set up to change the configuration of the automation device 10. in the Example of Figure 1, the parameterization 15 is shown as a separate data processing device (eg, PC, laptop), which is on a corresponding parameterization software, such as the software DIGSI Siemens AG, upgraded to make configuration changes to the automation device 10.
  • the parameterizing device 15 can also be a device integrated in the automation device 10, which device can be operated via the display device 13 and the input device 14.
  • a data record can be generated which comprises function blocks which in each case indicate a desired further device function for the automation device 10 in the form of a software code.
  • the selected function blocks are combined by the parameterization device 15 in the data record, which is then provided for transmission to the automation device 10.
  • parameterization device 15 and automation device 10 can be connected to each other via a data connection 16, which can be wired or wireless.
  • the function blocks contained in the data set are taken over as additional components in the device software of the automation device 10 and executed by the computing device, whereby the functionality of the automation device 10 is changed according to the specifications of the user of the parameterization 15.
  • the parameterizing device 15 determines a utilization characteristic value which indicates the utilization of the computing device by the execution of the function blocks contained in the data record.
  • the parameterization device 15 determines a utilization threshold value that indicates which computing capacity reserve the computing device can actually make available for executing the function modules in the data record.
  • an error signal is generated by the parameterizing device 15, which can be displayed, for example, to the user of the parameterization device 15 in the form of a warning message (optical and / or acoustic) and / or to block the transmission of the data record to the automation device 10 can be used.
  • a load factor can be expressed as a percentage of a CPU load.
  • an individual utilization information can be stored, which indicates which utilization of the computing device is generated by the execution of the respective function block.
  • the respective utilization information can be determined, for example, by a single test on a reference automation device and stored in the metadata of the respective function module.
  • the individual utilization information of the function modules can then be summarized to the utilization characteristic value.
  • the utilization threshold value in a suitable manner - for example, by a taking into account the respective clock rates of the two computing devices formed correction factor - to be converted. If the load factor is specified in this way, the load threshold value must also be specified in the form of a CPU load.
  • the utilization characteristic value can also be specified in the form of a time duration which the computing device requires to execute the respective function module. This time period can also be determined by means of a reference automation device and stored as individual load information in the metadata of the respective function block. The utilization characteristic of the data record can then be determined from the utilization information of the respective function modules. Also in this case, with a different computing power of the computing device of the reference automation device and the actually used automation devices 10 (eg at different clock rates), a corresponding conversion of the utilization characteristic value is to be carried out.
  • the utilization threshold value is also to be indicated in the form of a time, namely as the maximum reaction time, which may elapse until the execution of the function modules must be completed.
  • the time unit for the utilization factor and the utilization threshold value can be selected in this case in the form of seconds or milliseconds.
  • a reference time unit "ticks” which can be easily adapted to other computing devices, based on a reference computer device (eg a 266 MHz CPU), as will be explained in more detail below by means of an example
  • the function blocks can be selected by the user of the parameterization device from, for example, a number of predefined function blocks, such function blocks being often offered by the manufacturer of the automation device as expansion blocks
  • CFC editor Continuous Function Chart
  • WO 2008/128487 AI known.
  • each of the individual function modules is assigned an individual single load information.
  • the utilization information of the composite function block in question is then determined from the individual utilization information of all single function modules forming a composite function module.
  • not all device functions apply to one
  • the device functions may advantageously be assigned to different function groups, such device functions always being grouped together in one function group, which set the same or similar requirements with regard to the priority of their execution and / or their reaction time to be maintained by the computing device.
  • Each of these functional groups is assigned a different priority level, so that an order of the functional groups with respect to their respective priority level can be formed.
  • those device functions that are grouped together in the highest-priority function group must be executed within the shortest possible time and without interruption by other device functions.
  • Such device functions relate, for example, the main protection function of an electrical protection device. For device functions that are grouped into function groups that are lower in priority, slower processing is allowed.
  • FIG. 2 shows an example of the testing of a utilization of a computing device of an automation device for individual functional groups.
  • FIG. 2 shows a diagram in which the execution of functional modules is listed by way of example in three functional groups.
  • the time axis is scaled in the unit "ticks", which refers to a reference calculator.
  • the execution of a function block on a reference computer device with a clock rate of 266 MHz at 100% CPU load during a period of 1 second should correspond to a number of 10 6 ticks.
  • the execution of a function block on this reference computing device takes one tick per microsecond.
  • any arbitrary computing device even with clock rates other than 266 MHz) as a reference.
  • the number of ticks can be adapted to the computing device in question by means of a conversion factor taking into account the two clock rates.
  • the advantage of such a reference time unit lies in the fact that all the functional components can be assigned comparable utilization information, which is related to a common reference calculation unit and can easily be converted into one another via the conversion factor.
  • the diagram in FIG. 2 is already adapted to the specific computing device of the automation device actually used.
  • FIG. 2 shows the time sequence of the execution of function blocks in three function groups 20a-c, wherein each function group is assigned a different priority level.
  • the priority level in the diagram increases from bottom to top.
  • a function block 22 eg, an important main protection function of a protection device
  • another function block 23 eg, a comparatively less basic reporting function
  • an event-controlled device function eg, a message function controlled by a short circuit
  • processing a function block 24 in an acyclic manner.
  • the function blocks 22 and 23 are executed undisturbed in the first two calculation cycles of the computing device.
  • the one in the top one is executed undisturbed.
  • Function block 20a executed function block 22 each requires a computing cycle, the full power of the computing device and leaves between two execution cycles a complete cycle reserve, which can be passed on to other function groups. This allows a processing of the function module 23 in each unused computing cycles. As can be easily seen from FIG. 2, after execution of the function module 23 in the lowermost function group, there still remains a computing power reserve which could possibly be passed on to subordinate function groups (not shown in FIG. 2).
  • the execution of the acyclic function module 24 in the function group 20b is triggered by an event. Since the function group 20b is subordinate to the function group 20a with regard to its priority level, the execution of the function module 24 is delayed until the processing cycle of the function module 22 has been completed. Thereafter, the execution of the acyclic function module 24 begins immediately. Since the function group 20b is superior to the function group 20c with regard to its priority level, the function module 24 is preferably executed in comparison to the function module 23, thereby delaying the execution of the function module 23 Point 25a is indicated by a dashed representation of the function block 23.
  • the duration of execution of the acyclic function module 24 exceeds a computing cycle, so that its processing is interrupted after the expiry of a computing cycle by the higher-priority function module 22, as indicated by a dashed frame at location 25b.
  • the execution of the function block 24 can be continued instead of 25c.
  • the shift of the execution of the function module 24 to a later time is symbolized in Figure 2 by an arrow 26a.
  • the continued execution of the function block 24 displaces again the execution of a function block 23 at point 25d, so that now two suspended execution cycles of the function block 23 (namely from the points 25a and 25d) are pending for execution.
  • Function block 22 interrupts the execution of all other function blocks.
  • the execution of the first suspended cycle of the functional module 23 can thus be completed only at location 25f; the displacement of the embodiment is indicated by an arrow 26c.
  • Arrow 26e indicated immediately after the execution of the second deferred cycle of the function block 23 performed and terminated at time t 3 . After a renewed execution of the function block 22, the next cycle of the function block 23 can subsequently be carried out in an instantaneous manner.
  • the parameterization device calculates a utilization characteristic value for each function group.
  • this utilization characteristic value is specified in the number of ticks required for the execution of the respective function blocks.
  • This utilization characteristic value is compared with a utilization threshold value specified for each function group.
  • the utilization factor of function module 22 (the duration of its execution in ticks) is compared with a utilization threshold value defined for function group 20a. This utilization threshold specifies a reaction time within which the execution of the function module must be completed.
  • this utilization threshold value were already lower than the utilization characteristic value of the function module 22 for the function group 20a, then the parameterization device would have to issue a warning at this point that the computing device of the automation device is not suitable for executing the function module 22. In the present example, however, it should be assumed that the utilization threshold value for the function group 20a is above the utilization characteristic value. Thus, reserves of the computing capacity can be passed on to the priority level lower function groups.
  • the time duration t 2 -ti which elapses from the request of the execution of the function block 24 until its final execution at the time t 2 is determined as the load factor as a function of the utilization of the superordinate function group.
  • the time of the request of the execution is in relation to the execution of the higher-level function block 22
  • longer or shorter times than shown in Figure 2 can result as a load factor. It makes sense to use here, for example, a mean time duration or a "worst-case" time duration (ie the longest possible duration) as the utilization parameter. which is to be assumed in this example - so the possibility of reliable operation of the computing device can also be determined for this function group.
  • the period of time required for the cyclical execution of the function module 23 can, in principle, be used as the utilization parameter. However, this would not do justice to the reality, since the load factor depends on the load characteristics of the higher-level function groups with regard to the priority level.

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Abstract

The invention relates to a method for generating a data record which comprises functional components, wherein the functional components specify device functions of an electrical automation device (10) and prompt a computing unit of the automation device (10) to execute the corresponding device functions, and wherein functional components are selected and combined into a data record by means of a parameterization unit according to a desired scope of device functions of the automation device (10) and the data record is provided for transmission. In order to further develop a method of the type specified above such that the reliable operation of an automation device (10) can be guaranteed after the installation of additional device functions without requiring additional device tests, according to the invention a utilization of the computing unit of the automation device (10) is identified, a utilization parameter specifying the utilization of the computing unit is generated for the data record, the utilization parameter is compared to a utilization threshold value of the computing unit and an error signal is generated if the utilization parameter exceeds the utilization threshold value. The invention also relates to a corresponding parameterization unit.

Description

Beschreibung description
Erzeugen eines Datensatzes für ein elektrisches Automatisierungsgerät Generating a data record for an electrical automation device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Datensatzes, der Funktionsbausteine umfasst, wobei die Funktionsbausteine Gerätefunktionen eines elektrischen Automatisierungsgerätes angeben und eine Recheneinrichtung des Automati- sierungsgerätes zur Ausführung der entsprechenden Gerätefunktionen veranlassen, und wobei mit einer Parametriereinrich- tung entsprechend eines gewünschten Umfangs von Gerätefunktionen des Automatisierungsgerätes Funktionsbausteine ausgewählt werden, die Funktionsbausteine zu einem Datensatz zu- sammengefasst werden und der Datensatz zur Übermittlung an das Automatisierungsgerät bereitgestellt wird. The invention relates to a method for generating a data record which comprises function blocks, the function blocks indicating device functions of an electrical automation device and causing a computing device of the automation device to execute the corresponding device functions, and wherein with a parameterization device corresponding to a desired scope of device functions of Automation device function blocks are selected, the function blocks are combined to form a record and the record is provided for transmission to the automation device.
Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Parametrier- einrichtung zum Erzeugen eines solchen Datensatzes. The invention also relates to a corresponding parameterizing device for generating such a data record.
Elektrische Automatisierungsgeräte, wie beispielsweise elektrische Mess-, Schutz- oder Feldleitgeräte der Energieautomatisierungstechnik, weisen üblicherweise Recheneinrichtungen auf, mit deren Hilfe eine in einem Speicher des Automatisie- rungsgerätes installierte Gerätesoftware ausgeführt wird.Electrical automation devices, such as electrical measuring, protection or field control devices of the energy automation technology, usually have computing facilities, with the help of a device installed in a memory of the automation device device software is executed.
Durch die Gerätesoftware sind die jeweiligen Gerätefunktionen eines solchen Automatisierungsgerätes festgelegt. The device software defines the respective device functions of such an automation device.
Nimmt man als elektrisches Automatisierungsgerät beispiels- weise ein elektrisches Schutzgerät, spezieller z.B. ein Distanzschutzgerät, an, so können in der Gerätesoftware beispielsweise Anweisungen bezüglich der Distanzschutzfunktionen des Automatisierungsgerätes und Kommunikationsanweisungen enthalten sein. Eine genaue Festlegung der Funktionen des Automatisierungsgerätes wird durch den Anwender des Automatisierungsgerätes somit bereits zum Zeitpunkt der Bestellung des Automatisierungsgerätes bei dessen Hersteller getroffen. Viele elektrische Automatisierungsgeräte, insbesondere im Bereich der Schutz- und Feldleitgeräte, werden auch heute noch vom Hersteller mit einem gerätebezogenen Software-Paket ganzheitlich entwickelt und müssen im vollen Umfang auf Richtigkeit und Zuverlässigkeit aller Funktionen getestet werden. Ein solches Vorgehen ist mit einem erheblichen Kosten- undIf, for example, an electrical protection device, in particular a distance protection device, is assumed as the electrical automation device, instructions relating to the distance protection functions of the automation device and communication instructions may be included in the device software, for example. An exact definition of the functions of the Automation device is thus already made by the user of the automation device at the time of ordering the automation device at its manufacturer. Many electrical automation devices, especially in the field of protection and bay controllers, are still developed by the manufacturer with a device-related software package holistic and must be fully tested for accuracy and reliability of all functions. Such a procedure comes with a considerable cost and
Zeitaufwand verbunden und muss bei jeder Abweichung der Gerätesoftware von einem bisherigen Zustand erneut durchgeführt werden . Daher sind in der letzten Zeit Hersteller von Automatisierungsgeräten verstärkt dazu übergegangen, Automatisierungsgeräte mit einem Anteil fest vorgegebener Gerätefunktionen zu versehen, zu denen zusätzliche Gerätefunktionen flexibel hinzugefügt werden können. Solche zusätzlichen Gerätefunktionen werden üblicherweise durch eigenständige als Software formulierte Funktionsbausteine dargestellt, bei deren Ausführung die Recheneinrichtung zur Durchführung der gewünschten zusätzlichen Gerätefunktion veranlasst wird. Art und Anzahl der Funktionsbausteine können häufig benutzer- seitig aus einem vorgegebenen Vorrat, z.B. einer Funktionsbibliothek eines Editors einer Parametriereinrichtung für das Automatisierungsgerät, ausgewählt werden. Die Parametriereinrichtung fasst daraufhin ggf. mehrere Funktionsbausteine zu einem Datensatz zusammen und stellt diesen zur Übermittlung an die Recheneinrichtung des Automatisierungsgerätes bereit . Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 1595185 Bl bekannt. Darüber hinaus beschreibt die internationale Patentanmeldung WO 2008/128487 AI einen Editor, mit dem benutzerspezifische Funktionsbausteine für ein elektrisches Mess- oder Schutzgerät erzeugt werden können. Time required and must be performed again at any deviation of the device software from a previous state. As a result, manufacturers of automation devices have increasingly switched to providing automation devices with a proportion of fixed device functions, to which additional device functions can be flexibly added. Such additional device functions are usually represented by independent function blocks formulated as software, in the execution of which the computing device is caused to carry out the desired additional device function. The type and number of function blocks can often be selected on the user side from a predefined supply, for example a function library of an editor of a parameterization device for the automation device. The parameterization device then summarizes if necessary several function blocks to form a data record and makes this available for transmission to the computing device of the automation device. A method of the type mentioned is known for example from European Patent EP 1595185 Bl. In addition, international patent application WO 2008/128487 A1 describes an editor with which user-specific function blocks for an electrical measuring or protective device can be generated.
An elektrische Automatisierungsgeräte, insbesondere solche, die im Bereich der Automatisierung von energietechnischen An- lagen eingesetzt werden, werden üblicherweise hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit und die Sicherheit bei der Ausführung der Gerätfunktionen gestellt. Solche Anforderungen betreffen insbesondere auch die sogenannte „Echtzeitfähigkeit" der Automatisierungsgeräte, also deren Fähigkeit, in- nerhalb einer vorgegebenen Reaktionszeit auf jegliche Anforderungen, z.B. das Auftreten eines Fehlers in einem Energieversorgungsnetz, reagieren zu können. High demands are placed on the reliability and safety of the execution of the device functions on electrical automation devices, in particular those which are used in the field of automation of power engineering plants. Such requirements also relate in particular to the so-called "real-time capability" of the automation devices, ie their ability to respond to any requirements, for example the occurrence of a fault in a power supply network, within a given reaction time.
Durch das benutzerseitige Vorsehen zusätzlicher Gerätefunkti- onen in dem Automatisierungsgerät wird dessen Recheneinrichtung entsprechend stärker ausgelastet. Obwohl heutige Automatisierungsgeräte mit vergleichsweise leistungsfähigen Recheneinrichtungen ausgeliefert werden, kann es vorkommen, dass durch Auswahl zu vieler oder zu rechenintensiver zusätzlicher Gerätefunktionen die Recheneinrichtung über ihre Grenzen hinweg ausgelastet wird, so dass die Ausführung der Gerätefunktionen verlangsamt werden kann und im schlimmsten Fall sogar einzelne Gerätefunktionen komplett ausfallen können. Daher müssen üblicherweise die Automatisierungsgeräte nach der Installation zusätzlicher Gerätefunktionen nochmals intensive Gerätetests durchlaufen, um zu prüfen, ob ihr zuverlässiger Betrieb weiterhin gewährleistet ist, oder ob - z.B. durch Reduzierung der Auswahl an zusätzlichen Gerätefunktio- nen oder durch Vorsehen einer leistungsfähigeren Recheneinrichtung - Abhilfe geschaffen werden muss. Solche Gerätetests sind wiederum teuer und zeitaufwändig . Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Parametriereinrichtung der eingangs angegebenen Art derart weiterzubilden, dass ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Gerätetests der zuverlässige Betrieb eines Automatisierungsgerätes nach der Installation zusätzlicher Gerätefunkti - onen gewährleistet werden kann. The user-side provision of additional device functions in the automation device means that its computing device is correspondingly more heavily utilized. Although today's automation devices are delivered with relatively powerful computing devices, it may happen that by selecting too many or too compute-intensive additional device functions, the computing device is utilized beyond its limits, so that the execution of the device functions can be slowed down and in the worst case even individual device functions completely can fail. Therefore, after installation of additional device functions, usually the automation devices must again undergo intensive device tests in order to check whether their reliable operation is still ensured or whether, for example by reducing the selection of additional device functions. or by providing a more powerful computing device - must be remedied. Such device tests are again expensive and time consuming. The invention is therefore based on the object of developing a method and a parameterization device of the type specified in the introduction such that the reliable operation of an automation device after the installation of additional device functions can be ensured without the need for additional device tests.
Zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem eine Auslastung der Recheneinrichtung des Automatisierungsge- rätes ermittelt wird, die durch die Ausführung der in dem Datensatz enthaltenen Funktionsbausteine durch die Recheneinrichtung erzeugt wird, für den Datensatz ein die Auslastung der Recheneinrichtung angebender Auslastungskennwert erzeugt wird, der Auslastungskennwert mit einem Auslastungsschwellen- wert der Recheneinrichtung verglichen wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Auslastungskennwert den Auslastungsschwellenwert übersteigt. To solve the problem in terms of the method, a method of the type mentioned is proposed in which a utilization of the computing device of the Automatisierungsge- device is determined, which is generated by the execution of the function blocks contained in the data set by the computing device for the record a the Utilization of the computing device indicating load factor is generated, the load factor is compared with a utilization threshold value of the computing device and an error signal is generated when the load factor exceeds the load threshold.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird folglich bereits zum Zeitpunkt der Konfiguration der Gerätefunktionen geprüft, ob die Recheneinrichtung den gewünschten Funktionsumfang ohne negative Beeinflussung anderer Gerätefunktionen ausführen kann. Dazu wird einerseits die Auslastung ermittelt, die durch die zusätzlichen Gerätefunktionen hinsichtlich der Re- cheneinrichtung erzeugt wird, und andererseits die „Auslastungsreserve" der Recheneinrichtung durch Vergleich mit einem Auslastungsschwellenwert ermittelt. Ergibt die Prüfung, dass der Auslastungsschwellenwert immer noch oberhalb der durch die zusätzlichen Gerätefunktionen beeinflussten Gesamtauslas- tung der Recheneinrichtung liegt, so können die zusätzlichen Gerätefunktionen zur Ausführung durch die Recheneinrichtung freigegeben werden. In vorteilhafter Weise kann also bereits im Vorfeld der Gerätekonfiguration mit zusätzlichen Geräte- funktionen festgestellt werden, ob die Recheneinrichtung überhaupt in der Lage ist, den gewünschten neuen Funktionsumfang auszuführen. In the method according to the invention, therefore, it is already checked at the time of configuration of the device functions whether the computing device can perform the desired range of functions without adversely affecting other device functions. On the one hand, the utilization determined by the additional device functions with regard to the computing device is determined and, on the other hand, the "utilization reserve" of the computing device is determined by comparison with a utilization threshold affected total outlet tion of the computing device, the additional device functions can be released for execution by the computing device. In an advantageous manner, therefore, it is possible to determine in advance of the device configuration with additional device functions whether the computing device is even capable of executing the desired new scope of functions.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens sieht vor, dass bei Vorliegen des Fehlersignals einem Benutzer der Parametriereinrichtung eine Warnmeldung ausgegeben wird. An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that a warning message is output to a user of the parameterization device when the error signal is present.
Hierdurch kann der Benutzer der Parametriereinrichtung unmit- telbar auf die Verletzung des Auslastungsschwellenwertes hingewiesen werden und seine Auswahl von zusätzlichen Gerätefunktionen entsprechend anpassen. As a result, the user of the parameterization device can be made directly aware of the violation of the utilization threshold value and adapt his selection of additional device functions accordingly.
Außerdem kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass bei Vorliegen des Fehlersignals eine Übermittlung des Datensatzes von der Parametriereinrichtung an das Automatisierungsgerät blockiert wird. Gemäß dieser Ausführungsform kann sichergestellt werden, dass ein die Recheneinrichtung überfordernder Datensatz mit Gerätefunktionen angebenden Funktionsbausteinen gar nicht erst an die Recheneinrichtung übermittelt werden kann. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zudem vorgesehen, dass jeder Funktionsbaustein eine individuelle Auslastungsinformation umfasst, die eine Auslastung der Recheneinrichtung angibt, die bei der Ausführung des fraglichen Funktionsbausteins er- zeugt wird, und der Auslastungskennwert anhand der Auslastungsinformationen der von dem Datensatz enthaltenen Funktionsbausteine ermittelt wird. Gemäß dieser Ausführungsform wird folglich jedem Funktionsbaustein eine individuelle Auslastungsinformation zugeordnet, die beispielsweise durch einen einmalig durchgeführten Test der durch den jeweiligen Funktionsbaustein angegebenen Gerätefunktion auf einem Referenz -Automatisierungsgerät ermittelt worden ist. Eine solche Auslastungsinformation kann z.B. in den Metadaten eines Funktionsbausteins enthalten und durch die Parametriereinrichtung auslesbar sein. Durch Berücksichtigung aller individuellen Auslastungsinformationen der jeweiligen in dem Datensatz enthaltenen Funktionsbausteine kann die Parametriereinrichtung den Auslastungskennwert des gesamten Datensatzes bestimmen. In addition, according to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, provision can be made for a transmission of the data record from the parameterization device to the automation device to be blocked if the error signal is present. According to this embodiment, it can be ensured that a data set that overburdens the computing device with functional functions indicating device functions can not be transmitted to the computing device at all. According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, it is additionally provided that each function module comprises an individual utilization information which indicates a utilization of the computing device which is generated when the function module in question is executed. is generated and the utilization factor is determined on the basis of the utilization information of the function modules contained in the data record. According to this embodiment, each function module is thus assigned an individual utilization information that has been determined, for example, by a one-time test of the device function specified by the respective function module on a reference automation device. Such utilization information may, for example, be contained in the metadata of a function module and be readable by the parameterization device. By taking into account all individual utilization information of the respective function blocks contained in the data record, the parameterization device can determine the utilization characteristic value of the entire data record.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Auslastungskennwert eine Auslastung der Recheneinrichtung bezogen auf die gesamte Rechenleistung der Recheneinrichtung angibt, und der Auslastungsschwellenwert eine maximale Auslastung der Recheneinrichtung angibt, die zur Ausführung der Funktionsbausteine bereitgestellt wird. A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the utilization characteristic value indicates a utilization of the computing device relative to the total computing power of the computing device, and the utilization threshold value indicates a maximum utilization of the computing device that is provided for executing the function modules.
Die Auslastung der Recheneinrichtung bezogen auf die Rechenleistung der Recheneinrichtung kann beispielsweise in Form einer sogenannten CPU-Last in Prozent angegeben werden. Die CPU-Last kann dabei beispielsweise derart bestimmt werden, dass die Zeit bestimmt wird, die eine durch einen bestimmten Funktionsbaustein angegebene Gerätefunktion ausgeführt werden müsste, um eine 100 -prozentige Auslastung der Recheneinrichtung zu erzeugen. Diese Zeit wird daraufhin bezogen auf die übliche Zeitdauer, während der die Gerätefunktion tatsächlich ausgeführt wird (z.B. eine Zeit, die der speziellen Gerätefunktion während der Ausführung eines Funktionszyklus der Gerätesoftware des Automatisierungsgerätes eingeräumt wird) . Der Auslastungsschwellenwert kann in diesem Fall ein Prozent- wert sein, der denjenigen Anteil der Rechenleistung der Recheneinrichtung angibt, der für die Ausführung zusätzlicher Gerätefunktionen reserviert ist. The utilization of the computing device based on the computing power of the computing device can be specified, for example in the form of a so-called CPU load in percent. In this case, the CPU load can be determined, for example, such that the time is determined that a device function specified by a specific function module would have to be executed in order to generate a 100 percent utilization of the computing device. This time is then related to the usual amount of time during which the device function actually is executed (eg a time that is granted to the special device function during execution of a functional cycle of the device software of the programmable controller). In this case, the utilization threshold value can be a percentage value that indicates the proportion of the computing power of the computing device that is reserved for the execution of additional device functions.
Alternativ zu der letztgenannten Ausführungsform kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vorgesehen sein, dass der Auslastungskennwert eine Zeitdauer angibt, die die Recheneinrichtung zur Ausführung der Funktionsbausteine benötigt, und der Auslastungsschwellenwert eine maximale Reaktionszeit angibt, in der die Recheneinrichtung die Ausführung der Funktionsbausteine abgeschlossen haben muss. As an alternative to the last-mentioned embodiment, according to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, it can also be provided that the utilization characteristic value indicates a period of time which the computing device needs to execute the function modules and the utilization threshold indicates a maximum reaction time in which the computing device executes the function modules must have completed.
Bei dieser Ausführungsform kann die Auslastungsreserve der Recheneinrichtung auch durch Vergleich zweier zeitbezogener Werte, nämlich der zur Ausführung der Funktionsbausteine benötigten Zeitdauer und der maximalen Reaktionszeit der Recheneinrichtung, ermittelt werden. Ist die maximale Reaktionszeit noch nicht ausgeschöpft, d.h., die für die Ausführung der Funktionsbausteine ermittelte Zeitdauer liegt unter der maximalen Reaktionszeit, so kann ein zuverlässiger Betrieb der Recheneinrichtung gewährleistet werden. Die Zeitdauer zur Ausführung der Funktionsbausteine kann beispielsweise für jeden Funktionsbaustein individuell durch einmaligen Test an einem Referenz -Automatisierungsgerät ermittelt werden, die maximale Reaktionszeit ergibt sich aus Anforderungen, die an das tatsächliche Automatisierungsgerät gestellt werden (z.B. maximale Zeitdauer zur Erkennung eines Kurzschlusses in einem Energieversorgungsnetz) . Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht in diesem Zusammenhang zudem vor, dass die Zeitdauer und die maximale Reaktionszeit als von einer Referenz -Recheneinrichtung abhängige Größen ermittelt werden; und zur Anpassung an die Recheneinrichtung des Automatisierungsgerätes diese Größen mit einem für die Recheneinrichtung spezifischen Anpassungsfaktor multipliziert werden. In this embodiment, the utilization reserve of the computing device can also be determined by comparing two time-related values, namely the time required to execute the function blocks and the maximum response time of the computing device. If the maximum response time is not yet exhausted, ie, the time duration determined for the execution of the function blocks is below the maximum response time, reliable operation of the computing device can be ensured. The duration of execution of the function blocks can be determined, for example for each function block individually by a single test on a reference -Automatisierungsgerät, the maximum response time results from requirements that are made to the actual programmable controller (eg maximum time to detect a short circuit in a power grid) , A further advantageous embodiment of the method according to the invention also provides in this context that the time duration and the maximum reaction time are determined as quantities dependent on a reference computing device; and to adapt to the computing device of the programmable controller, these quantities are multiplied by a specific adaptation factor for the computing device.
Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass die Rechen- leistung (z.B. die CPU-Taktraten) einer Recheneinrichtung eines Referenz -Automatisierungsgerätes und eines tatsächlich zur Ausführung des Funktionsbausteins vorgesehenen Automatisierungsgerätes nicht notwendigerweise übereinstimmen müssen. Die Zeitdauer zur Ausführung eines Funktionsbausteins und die maximale Reaktionszeit können beispielsweise in Form einer Art Normzeit „Ticks" verwendet werden, wobei z.B. definiert sein kann, dass eine Ausführung eines Funktionsbausteins auf einer Referenz -Recheneinrichtung (z.B. einer CPU mit 266 MHz) über eine Sekunde bei 100% Auslastung 106 Ticks dauert. Jedem Funktionsbaustein wird dann eine Anzahl Ticks - bezogen auf die Referenz -Recheneinrichtung - zugeordnet, die abhängig von der Rechenleistung der Recheneinrichtung des tatsächlich benutzten Automatisierungsgerätes in eine „echte" Zeitdauer umgerechnet werden kann. This embodiment has the advantage that the computing power (eg the CPU clock rates) of a computing device of a reference automation device and of an automation device actually provided for executing the function module do not necessarily have to match. The time duration for executing a function module and the maximum reaction time can be used, for example, in the form of a standard time "ticks", wherein, for example, it can be defined that an execution of a function module on a reference computer device (eg a 266 MHz CPU) takes place over one second At 100% utilization, it takes 10 6 ticks Each function block is then assigned a number of ticks with reference to the reference calculation device, which can be converted into a "real" period of time depending on the computing power of the computing device of the automation device actually used.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Funktionsbausteine unterschiedlichen Funktionsgruppen des Automatisierungsgerätes zugewiesen sind, wobei jede Funktionsgruppe sol- che Gerätefunktionen zusammenfasst , die gleiche oder ähnliche Anforderungen hinsichtlich der Priorität ihrer Ausführung durch die Recheneinrichtung stellen und wobei jeder Funktionsgruppe eine Prioritätsstufe zugeordnet ist, und der Aus- lastungskennwert und der Auslastungsschwellenwert für jede Funktionsgruppe individuell bestimmt werden. According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the function blocks are assigned to different functional groups of the automation device, each function group summarizing such device functions, the same or similar requirements in terms of priority of their execution by the computing device and each function group is a priority level assigned, and the output load characteristic and the utilization threshold for each function group are determined individually.
Diese Ausführungsform berücksichtigt die Tatsache, dass es in der Automatisierungstechnik Gerätefunktionen gibt, die mit unterschiedlichen Prioritäten und unterschiedlichen Anforderungen an die Reaktionszeit abgearbeitet werden müssen. Während beispielsweise Schutzfunktionen in einem Schutzgerät zur Überwachung elektrischer Anlagen auf Fehler mit höchster Pri- orität und sehr schnell ausgeführt werden müssen, können allgemeine Analyse und Archivierungsfunktionen sowie Reporting- funktionen mit geringerer Priorität und langsamer bzw. zeitverzögert ausgeführt werden. Daher werden solche Funktions- bausteine, die Gerätefunktionen angeben, die mit gleicher oder ähnlicher Priorität ausgeführt werden müssen, in sogenannten Funktionsgruppen zusammengefasst und die beschriebene Vorgehensweise beim Vergleich eines Auslastungskennwertes mit einem Auslastungsschwellenwert pro Funktionsgruppe durchgeführt. Durch eine geeignete Auswahl von Auslastungsschwellen- werten für jede Funktionsgruppe kann damit kann sichergestellt werden, dass für die Ausführung von hochprioren Gerätefunktionen immer genügend Rechenleistung des Automatisierungsgerätes reserviert ist. Als besonders vorteilhaft wird es zudem angesehen, wenn derThis embodiment takes into account the fact that in automation technology there are device functions that have to be processed with different priorities and different reaction time requirements. For example, while protection functions in an electrical equipment protection monitoring device must be performed with high priority and very quickly, general analysis and archiving functions as well as lower priority reporting functions can be performed more slowly or with a time delay. Therefore, those function blocks that specify device functions that must be executed with the same or a similar priority, summarized in so-called function groups and performed the procedure described when comparing a load factor with a utilization threshold per function group. By a suitable selection of utilization threshold values for each function group, it is thus possible to ensure that sufficient computing power of the automation device is always reserved for the execution of high-priority device functions. It is also considered to be particularly advantageous if the
Auslastungskennwert für eine jeweilige Funktionsgruppe in Abhängigkeit vom jeweiligen Auslastungskennwert solcher Funktionsgruppen bestimmt wird, die hinsichtlich ihrer Prioritätsstufe der fraglichen Funktionsgruppe übergeordnet sind. Utilization factor is determined for a respective function group depending on the respective utilization characteristic value of such function groups, which are superior in terms of their priority level of the function group in question.
Damit kann vorteilhaft erreicht werden, dass nicht zur Ausführung von Funktionsbausteinen benötigte Reserven in hinsichtlich der Prioritätsstufe höheren Funktionsgruppen an die hinsichtlich ihrer Funktionsstufe niedrigeren Funktionsgrup- pen weitergegeben werden. Hierdurch kann somit einerseits flexibel auf die jeweilige Auslastungssituation innerhalb der Funktionsgruppen reagiert werden, während andererseits weiterhin sichergestellt ist, dass Funktionsgruppen höherer Prioritätsstufe bevorzugt Rechenleistung erhalten. It can thus be advantageously achieved that reserves which are not required for the execution of function blocks in higher function groups with regard to the priority level are connected to the functional group lower in function. be passed on. On the one hand, this makes it possible, on the one hand, to respond flexibly to the respective utilization situation within the functional groups, while, on the other hand, it is furthermore ensured that functional groups of a higher priority level receive preferably computing power.
Die Auslastungsschwellenwerte können beispielsweise pro Funktionsgruppe fest vorgegeben sein. Hinsichtlich der Festlegung des Auslastungsschwellenwertes ist es zudem von Vorteil, wenn der Auslastungsschwellenwert unter Berücksichtigung von in einer Gerätesoftware des Automatisierungsgerätes fest vorgegebenen Gerätefunktionen ermittelt wird. The utilization threshold values can be predefined per function group, for example. With regard to the determination of the utilization threshold value, it is also advantageous if the utilization threshold value is determined taking into account device functions permanently predetermined in a device software of the automation device.
Bei dieser Ausführungsform wird folglich zunächst eine Aus- lastung der Recheneinrichtung des Automatisierungsgerätes bestimmt wird, die ohnehin für die Ausführung fest vorgegebener Gerätefunktionen reserviert ist. Solche fest vorgegebenen Gerätefunktionen können beispielsweise ein Betriebssystem, Kommunikationsgrundfunktionen, Messwertverarbeitungen der grund- legenden Messwerte, Anzeige- und Diagnosefunktionen sowie ggf. fest vorgegebene Hauptfunktionen des Automatisierungsgerätes, z.B. eine grundlegende Schutzfunktion zur Überwachung einer energietechnischen Anlage, umfassen. Die verbleibende Rechenleistung kann dann für zusätzliche Gerätefunktionen be- reitgestellt werden, wobei hinsichtlich der solche zusätzlichen Gerätefunktionen angebenden Funktionsbausteine entsprechend der vorstehend erläuterten Weise vorgegangen wird. In this embodiment, therefore, a load of the computing device of the automation device is first determined, which is already reserved for the execution of fixed predetermined device functions. Such permanently predefined device functions can be, for example, an operating system, basic communication functions, measured value processing of the basic measured values, display and diagnostic functions as well as possibly predefined main functions of the automation device, e.g. a basic protection function for monitoring a power plant include. The remaining computing power can then be made available for additional device functions, with the function blocks corresponding to such additional device functions being operated in accordance with the manner explained above.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass Funktionsbausteine vorgefertigte Schutz- oder leittechnische Gerätefunktionen angeben oder aus mehreren Einzel -Funktionsmodulen von einem Benutzer der Parametriereinrichtung individuell zusammengesetzt sind. Vorgefertigte Schutz- oder leittechnische Funktionen können beispielsweise vom Hersteller eines Schutzgerätes oder eines leittechnischen Gerätes zur Automatisierung von Energiever- sorgungsnetzen als optional erwerbbare Funktionsbausteine angeboten werden. Damit hat der Betreiber eines solchen Automatisierungsgerätes die Möglichkeit, durch zusätzliche Gerätefunktionen den Geräteumfang seines Automatisierungsgerätes an seine Bedürfnisse anzupassen. Solche Funktionsbausteine sind vom Hersteller entsprechend geprüft worden und stellen eine Möglichkeit bereit, einen Auslastungskennwert zu bestimmen (beispielsweise, indem sie in ihren Metadaten eine Auslastungsinformation enthalten) . Alternativ oder zusätzlich hat der Betreiber des Automatisierungsgerätes häufig bei der Be- nutzung der Parametriereinrichtung auch die Möglichkeit, sich mit einem Editor aus einzelnen Grundfunktionen (z.B. Dateneinlesen, Datenverarbeitungsfunktionen, Schwellenwertvergleich, Verzögerungsfunktion, Signalausgabe) benutzerdefiniert einen individuellen zusammengesetzten Funktionsbaustein zu erzeugen. Die grundlegenden Einzel-Funktionsbausteine werden dabei häufig von der Parametriereinrichtung bereitgestellt und brauchen lediglich vom Benutzer ausgewählt und in gewünschter Weise miteinander verbunden zu werden. In diesem Zusammenhang kann konkret beispielsweise vorgesehen sein, dass für zusammengesetzte Funktionsbausteine jedes Einzel-Funktionsmodul eine Einzel-Auslastungsinformation enthält, die eine Auslastung der Recheneinrichtung angibt, die bei der Ausführung des fraglichen Einzel-Funktionsmoduls er- zeugt wird, eine Auslastungsinformation des zusammengesetzten Funktionsbausteins, die eine Auslastung der Recheneinrichtung angibt, die bei der Ausführung des fraglichen zusammengesetzten Funktionsbausteins erzeugt wird, anhand der Einzel-Auslastungsinformationen ermittelt wird, und der Auslastungs- kennwert unter Berücksichtigung der Auslastungsinformation des zusammengesetzten Funktionsbausteins ermittelt wird. According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, provision is made for function modules to specify prefabricated protective or process control device functions or to be individually composed of a plurality of individual function modules by a user of the parameterization device. Prefabricated protection or process control functions can, for example, be offered by the manufacturer of a protective device or a control technology device for the automation of power supply networks as optionally purchasable function blocks. Thus, the operator of such an automation device has the ability to adapt by additional device functions, the scope of his automation device to his needs. Such function blocks have been appropriately tested by the manufacturer and provide a way to determine a load factor (for example, by including load information in their metadata). Alternatively or additionally, the operator of the programmable controller often also has the option of using an editor of individual basic functions (eg, data input, data processing functions, threshold value comparison, delay function, signal output) to generate an individual composite function module in a user-defined manner. The basic single-function blocks are often provided by the parameterization and need only be selected by the user and connected to each other in the desired manner. In this context, it can be concretely provided, for example, that for composite function modules, each individual function module contains a single utilization information that indicates a utilization of the computing device that is generated during the execution of the individual function module in question, a utilization information of the composite function module, indicating a utilization of the computing device that is generated during the execution of the complex function block in question, on the basis of which single utilization information is determined, and the utilization characteristic value is determined taking into account the utilization information of the composite function block.
Auf diese Weise kann vom Hersteller der Einzel-Funktions- bausteine bereits diesen Einzel-Funktionsbausteinen eine Information darüber mitgegeben werden, welche Auslastung ihre Ausführung in der Recheneinrichtung erzeugen wird. Daraus kann dann, z.B. durch einfache Addition der Informationen für die Einzel-Funktionsbausteine, eine entsprechende Angaben für den jeweiligen zusammengesetzten Funktionsbaustein ermittelt werden, die wiederum die Basis zur Ermittlung des Auslastungskennwertes eines den zusammengesetzten Funktionsbaustein umfassenden Datensatze bildet. Die oben genannte Aufgabe wird auch durch eine Parametrie- reinrichtung zum Erzeugen eines Datensatzes, der Funktionsbausteine umfasst, wobei die Funktionsbausteine Gerätefunktionen eines elektrischen Automatisierungsgerätes angeben und eine Recheneinrichtung des Automatisierungsgerätes zur Aus- führung der entsprechenden Gerätefunktionen veranlassen, gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Parametrie- reinrichtung zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1-12 eingerichtet ist. Hinsichtlich der Vorteile wird auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens hingewiesen. In this way, the manufacturer of the individual function blocks can already provide these individual function blocks with information about which utilization will generate their execution in the computing device. From this, then, e.g. By simply adding the information for the individual function blocks, a corresponding information for the respective composite function block can be determined, which in turn forms the basis for determining the utilization characteristic value of a data set comprising the composite function block. The above-mentioned object is also achieved by a parameterization device for generating a data record which comprises functional modules, wherein the function modules specify device functions of an electrical automation device and cause a computing device of the automation device to execute the corresponding device functions. According to the invention, it is provided that the parameterization device is set up to carry out a method according to one of the preceding claims 1-12. With regard to the advantages, reference is made to the description of the method according to the invention.
Hinsichtlich der Parametriereinrichtung kann zudem vorgesehen sein, dass sie durch eine separate Datenverarbeitungseinrich- tung, beispielsweise einen PC oder einen Laptop, auf dem eine entsprechende Parametriersoftware ausgeführt wird, ausgebildet ist. Alternativ dazu kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Parametriereinrichtung Bestandteil des Automatisierungsgerätes ist. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dazu zeigen With regard to the parameterization device, it can also be provided that it is formed by a separate data processing device, for example a PC or a laptop, on which a corresponding parameterization software is executed. Alternatively, however, it may also be provided that the parameterization device is part of the automation device. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Show this
Figur 1 eine schematische Ansicht eines elektrischen Automatisierungsgerätes mit einer daran angeschlosse- nen Parametriereinrichtung; und FIG. 1 shows a schematic view of an electrical automation device with a parameterization device connected thereto; and
Figur 2 ein Diagramm zur beispielhaften Erläuterung der Figure 2 is a diagram for exemplary explanation of
Festlegung von Auslastungskennwerten für mehrere Funktionsgruppen .  Defining utilization characteristics for several function groups.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Automatisierungsgerät 10, bei dem es sich beispielhaft um ein elektrisches Schutzgerät zur Überwachung einer elektrischen Anlage, z.B. eines Energieversorgungsnetzes handeln kann. Das Automa- tisierungsgerät 10 ist über elektrische Verbindungen 11 mitFIG. 1 shows a schematic representation of an automation device 10, which is an example of an electrical protection device for monitoring an electrical system, e.g. an energy supply network can act. The automation device 10 is connected via electrical connections 11
Messwandlern verbunden, die Messsignale, z.B. Strom- und/oder Spannungssignale, von einer in der Figur 1 nicht dargestellten Anlage, z.B. einem Energieversorgungsnetz, an das Automatisierungsgerät 10 übermitteln. Das Automatisierungsgerät 10 ist zudem über eine (kabelgebundene oder drahtlose) Kommunikationsverbindung 12 mit einem Kommunikationsnetz einer nicht dargestellten Automatisierungsanlage verbunden und steht darüber beispielsweise mit entsprechend aufgebauten anderen Automatisierungsgeräten oder hierarchisch übergeordneten Ein- richtungen (z.B. einer Stations- oder Netzleitstelle) in Verbindung. Darüber hinaus kann das Automatisierungsgerät eine Anzeigeeinrichtung 13 (z.B. ein Display) und/oder Eingabemittel 14 (z.B. ein Tastenfeld) aufweisen. Das Automatisierungsgerät 10 ist dazu eingerichtet, eine oder mehrere Gerätefunktionen zur Automatisierung der Anlage durchzuführen. Dabei weist das Automatisierungsgerät 10 zunächst fest vorgegebene Gerätefunktionen auf, die beispiels- weise in einer Gerätesoftware implementiert sind und mittels einer Recheneinrichtung, z.B. einer CPU, des Automatisierungsgerätes 10 ausgeführt werden. Solche fest vorgegebenen Gerätefunktionen sind bereits vom Hersteller der Automatisierungsgerätes 10 in Form der Gerätesoftware in einem Speicher des Automatisierungsgerätes 10 abgespeichert worden und umfangreichen Tests unterzogen worden, um eine zuverlässige Funktionsweise des Automatisierungsgerätes 10 in verschiedensten Lastsituationen zu überprüfen. Das Automatisierungsgerät 10 ist somit in einem Basisumfang getestet und zuver- lässig betriebsfähig. Die fest vorgegebenen Gerätefunktionen umfassen u.a. beispielsweise ein Betriebssystem des Automatisierungsgerätes mit allen notwendigen Modulen zur Ansteuerung der Geräteperipherie, z.B. zur Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung 13 und der Eingabemittel 14, grundlegende Messwert- erfassungs- und -Verarbeitungsfunktionen, eine grundlegende Kommunikationsfunktion sowie ein oder mehrere Haupt-Automatisierungsfunktionen, im Falle eines elektrischen Schutzgerätes z.B. eine Haupt-Schutzfunktion (z.B. eine Distanzschutzfunktion) . Connected to transducers, the measuring signals, such as current and / or voltage signals, from a not shown in the figure 1 system, eg a power supply network, to the automation device 10 transmit. The automation device 10 is also connected via a (wired or wireless) communication link 12 to a communication network of an automation system, not shown, and is about, for example, with appropriately constructed other automation devices or hierarchical parent devices (eg, a station or network control center) in connection. In addition, the automation device may have a display device 13 (eg, a display) and / or input means 14 (eg, a keypad). The automation device 10 is configured to perform one or more device functions for automation of the system. In this case, the automation device 10 initially has fixed device functions which are implemented, for example, in a device software and are executed by means of a computing device, eg a CPU, of the automation device 10. Such fixed predetermined device functions have already been stored by the manufacturer of the automation device 10 in the form of the device software in a memory of the automation device 10 and subjected to extensive testing to check a reliable operation of the automation device 10 in a variety of load situations. The automation device 10 is thus tested in a basic scope and reliably operable. The fixed device functions include, for example, an operating system of the automation device with all the necessary modules for controlling the device periphery, for example for controlling the display device 13 and the input means 14, basic measured value acquisition and processing functions, a basic communication function and one or more main automation functions , in the case of an electrical protection device eg a main protection function (eg a distance protection function).
Um dem Betreiber des Automatisierungsgerätes 10 einen möglichst flexibel an seine Bedürfnisse anpassbaren Gerätefunktionsumfang zur Verfügung stellen zu können, ist das Automatisierungsgerät 10 dazu eingerichtet, mit seiner Rechenein- richtung neben den fest vorgegebenen Gerätefunktionen weitere, vom Betreiber des Automatisierungsgerätes 10 auswählbare, Gerätefunktionen auszuführen. Dazu wird eine Parametrierein- richtung 15 bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, die Konfiguration des Automatisierungsgerätes 10 zu verändern. Im Beispiel der Figur 1 ist die Parametriereinrichtung 15 als separate Datenverarbeitungseinrichtung (z.B. PC, Laptop) dargestellt, die über eine entsprechende Parametriersoftware, z.B. die Software DIGSI der Siemens AG, dazu ertüchtigt ist, Konfigurationsänderungen an dem Automatisierungsgerät 10 vorzunehmen. Alternativ kann es sich bei der Parametriereinrichtung 15 aber auch um eine in das Automatisierungsgerät 10 integrierte Einrichtung handeln, die über die Anzeigeeinrichtung 13 und die Eingabeeinrichtung 14 bedient werden kann. In order to be able to provide the operator of the automation device 10 with a range of functions that can be adapted as flexibly as possible to his needs, the automation device 10 is set up with its computing device to execute further device functions that can be selected by the operator of the automation device 10 in addition to the fixed device functions. For this purpose, a parameterization device 15 is provided, which is set up to change the configuration of the automation device 10. in the Example of Figure 1, the parameterization 15 is shown as a separate data processing device (eg, PC, laptop), which is on a corresponding parameterization software, such as the software DIGSI Siemens AG, upgraded to make configuration changes to the automation device 10. Alternatively, the parameterizing device 15 can also be a device integrated in the automation device 10, which device can be operated via the display device 13 and the input device 14.
Mittels der Parametriereinrichtung 15 kann ein Datensatz erzeugt werden, der Funktionsbausteine umfasst, die jeweils in Form eines Softwarecodes eine gewünschte weitere Gerätefunktion für das Automatisierungsgerät 10 angeben. Dazu werden die ausgewählten Funktionsbausteine von der Parametriereinrichtung 15 in dem Datensatz zusammengefasst , der daraufhin zur Übermittlung an das Automatisierungsgerät 10 bereitgestellt wird. Dazu können Parametriereinrichtung 15 und Automatisierungsgerät 10 über eine Datenverbindung 16, die kabelgebunden oder drahtlos ausgeführt sein kann, miteinander verbunden. Nach der Übermittlung des Datensatzes an das Automatisierungsgerät 10 werden die in dem Datensatz enthaltenen Funktionsbausteine als zusätzliche Bestandteile in die Gerätesoftware des Automatisierungsgerätes 10 übernommen und durch die Recheneinrichtung ausgeführt, wodurch der Funktionsumfang des Automatisierungsgerätes 10 entsprechend der Vorgaben des Benutzers der Parametriereinrichtung 15 verändert wird. Bei der Erstellung des Datensatzes muss jedoch geprüft werden, dass die Recheneinrichtung des Automatisierungsgerätes 10, die eine bestimmte Rechenkapazität bereitstellt, nicht durch die zusätzliche Ausführung der weiteren Funktionsbausteine überlastet wird. Eine Überlastsituation würde dazu führen, dass die Ausführung einiger oder aller Gerätefunktionen verlangsamt wird oder sogar Gerätefunktionen ausfallen. Insbesondere bei zeitkritischen Gerätefunktionen, d.h. bei Gerätefunktionen, die unter strengen Echtzeitbedingungen aus- geführt werden müssen und die zwingend innerhalb vorgegebener Reaktionszeiten auf eine Änderung eines Systemzustands der automatisierten Anlage reagieren müssen, kann eine Überlastsituation der Recheneinrichtung nicht toleriert werden. Um jedoch nicht nach jeder Änderung der Gerätekonfiguration erneut zeit- und kostenaufwändige Gerätetest durchführen zu müssen, um zu ermitteln, ob die Recheneinrichtung den neuen Umfang der Gerätefunktionen ohne negative Beeinflussung ausführen kann, wird bereits in der Parametriereinrichtung 15 eine Überprüfung durchgeführt, ob die geforderte Rechenleistung, die zur Ausführung der in dem Datensatz enthaltenen Funktionsbausteine benötigt wird, zu einer Überlastung der Recheneinrichtung des Automatisierungsgerätes 10 führen wird. Konkret ermittelt die Parametriereinrichtung 15 einerseits einen Auslastungskennwert, der die Auslastung der Recheneinrichtung durch die Ausführung der in dem Datensatz enthaltenen Funktionsbausteine angibt. Andererseits bestimmt die Parametriereinrichtung 15 einen Auslastungsschwellenwert, der angibt, welche Rechenkapazitäts-Reserve die Recheneinrichtung zur Ausführung der Funktionsbausteine in dem Datensatz überhaupt zur Verfügung stellen kann. Übersteigt der Auslastungskennwert den Auslastungsschwellenwert, so wird durch die Parametriereinrichtung 15 ein Fehlersignal erzeugt, das beispielsweise dem Benutzer der Parametriereinrichtung 15 in Form einer Warnmeldung (optisch und/oder akustisch) angezeigt werden kann und/oder zu einer Blockierung einer Übermittlung des Datensatzes an das Automatisierungsgerät 10 verwendet werden kann. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass nur solche Datensätze mit zusätzlichen Funktionsbausteinen erzeugt und an das Automatisierungsgerät 10 übertragen werden, bei denen ein zuverlässiger Betrieb der Recheneinrichtung gewährleistet werden kann. Ein Auslastungskennwert kann beispielsweise in Form einer prozentualen Angabe einer CPU-Last angegeben werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise für jeden einzelnen Funktionsbaustein eine individuelle Auslastungsinformation hinterlegt sein, die angibt welche Auslastung der Recheneinrichtung durch die Ausführung des jeweiligen Funktionsbausteins erzeugt wird. Die jeweilige Auslastungsinformation kann beispielsweise durch einmaligen Test auf einem Referenz -Automatisierungsgerät ermittelt werden und in den Metadaten des jeweiligen Funktionsbausteins hinterlegt werden. Die indivi- duellen Auslastungsinformationen der Funktionsbausteine können dann zu dem Auslastungskennwert zusammengefasst werden. Bei unterschiedlicher Rechenleistung des Referenz -Automatisierungsgerätes und der Recheneinrichtung des tatsächlich eingesetzten Automatisierungsgerätes 10 muss der Auslastungs- Schwellenwert in geeigneter Weise - beispielsweise durch einen unter Berücksichtigung der jeweiligen Taktraten der beiden Recheneinrichtungen gebildeten Korrekturfaktor - umgerechnet werden. Bei einem solchermaßen angegebenen Auslastungskennwert ist auch der Auslastungsschwellenwert in Form einer CPU-Last anzugeben. Ist beispielsweise bekannt, welche CPU-Last bereits durch die in der Gerätesoftware des Automatisierungsgerätes fest vorgegebenen Gerätefunktionen benötigt wird, so kann der restliche Teil - ggf. abzüglich einer Sicherheitsreserve - als für die Ausführung von zusätzlichen Funktionsbausteinen reservierte CPU-Last ermittelt und als Auslastungsschwellenwert verwendet werden. Alternativ kann der Auslastungskennwert auch in Form einer Zeitdauer angegeben werden, die die Recheneinrichtung zur Ausführung des jeweiligen Funktionsbausteins benötigt. Diese Zeitdauer kann ebenfalls mittels eines Referenz -Automatisie- rungsgerätes ermittelt und als individuelle Auslastungsinformation in den Metadaten des jeweiligen Funktionsbausteins hinterlegt werden. Aus den Auslastungsinformationen der jeweiligen Funktionsbausteine lässt sich dann der Auslastungskennwert des Datensatzes ermitteln. Auch in diesem Fall ist bei einer unterschiedlichen Rechenleistung der Recheneinrichtung des Referenz -Automatisierungsgerätes und des tatsächlich eingesetzten Automatisierungsgeräte 10 (z.B. bei unterschiedlichen Taktraten) eine entsprechende Umrechnung des Auslastungskennwertes durchzuführen. By means of the parameterization device 15, a data record can be generated which comprises function blocks which in each case indicate a desired further device function for the automation device 10 in the form of a software code. For this purpose, the selected function blocks are combined by the parameterization device 15 in the data record, which is then provided for transmission to the automation device 10. For this purpose, parameterization device 15 and automation device 10 can be connected to each other via a data connection 16, which can be wired or wireless. After the transmission of the data set to the automation device 10, the function blocks contained in the data set are taken over as additional components in the device software of the automation device 10 and executed by the computing device, whereby the functionality of the automation device 10 is changed according to the specifications of the user of the parameterization 15. When creating the data set, however, it must be checked that the computing device of the automation device 10, which provides a specific computing capacity, is not overloaded by the additional execution of the further function blocks. An overload situation would do so cause some or all device functions to be slowed down, or even device functions to fail. Particularly in the case of time-critical device functions, ie device functions which have to be executed under strict real-time conditions and which must react within a given reaction time to a change in a system state of the automated system, an overload situation of the computing device can not be tolerated. However, in order not to have to carry out again time-consuming and costly device test after each change of the device configuration in order to determine whether the computing device can perform the new scope of device functions without negative impact, a check is already made in the parameterization 15, whether the required computing power , which is needed to execute the function blocks contained in the data set, will lead to an overload of the computing device of the programmable controller 10. Concretely, the parameterizing device 15 on the one hand determines a utilization characteristic value which indicates the utilization of the computing device by the execution of the function blocks contained in the data record. On the other hand, the parameterization device 15 determines a utilization threshold value that indicates which computing capacity reserve the computing device can actually make available for executing the function modules in the data record. If the utilization parameter exceeds the utilization threshold value, an error signal is generated by the parameterizing device 15, which can be displayed, for example, to the user of the parameterization device 15 in the form of a warning message (optical and / or acoustic) and / or to block the transmission of the data record to the automation device 10 can be used. In this way it can be ensured that only such data records with additional function modules generated and transmitted to the automation device 10, in which a reliable operation of the computing device can be ensured. For example, a load factor can be expressed as a percentage of a CPU load. For this purpose, for example, for each individual function block, an individual utilization information can be stored, which indicates which utilization of the computing device is generated by the execution of the respective function block. The respective utilization information can be determined, for example, by a single test on a reference automation device and stored in the metadata of the respective function module. The individual utilization information of the function modules can then be summarized to the utilization characteristic value. At different computing power of the reference -Automatisierungsgerätes and the computing device of the actually used automation device 10, the utilization threshold value in a suitable manner - for example, by a taking into account the respective clock rates of the two computing devices formed correction factor - to be converted. If the load factor is specified in this way, the load threshold value must also be specified in the form of a CPU load. If, for example, it is known which CPU load is already required by the device functions permanently predefined in the device software of the automation device, then the remaining part-possibly less a safety margin-can be determined as the CPU load reserved for the execution of additional function blocks and used as the utilization threshold value become. Alternatively, the utilization characteristic value can also be specified in the form of a time duration which the computing device requires to execute the respective function module. This time period can also be determined by means of a reference automation device and stored as individual load information in the metadata of the respective function block. The utilization characteristic of the data record can then be determined from the utilization information of the respective function modules. Also in this case, with a different computing power of the computing device of the reference automation device and the actually used automation devices 10 (eg at different clock rates), a corresponding conversion of the utilization characteristic value is to be carried out.
Entsprechend ist in diesem Fall auch der Auslastungsschwellenwert in Form einer Zeit anzugeben, und zwar als maximale Reaktionszeit, die verstreichen darf, bis die Ausführung der Funktionsbausteine abgeschlossen sein muss. Accordingly, in this case, the utilization threshold value is also to be indicated in the form of a time, namely as the maximum reaction time, which may elapse until the execution of the function modules must be completed.
Die Zeiteinheit für den Auslastungskennwert und den Auslastungsschwellenwert kann in diesem Fall in Form von Sekunden oder Millisekunden gewählt werden. Es bietet sich jedoch auch an, eine auf eine Referenz -Recheneinrichtung (z.B. eine CPU mit 266 MHz) bezogene Referenz-Zeiteinheit „Ticks" zu wählen, die einfach auf andere Recheneinrichtungen angepasst werden kann. Dies wird an späterer Stelle durch ein Beispiel näher erläutert . Die Funktionsbausteine können von dem Benutzer der Parame- triereinrichtung beispielsweise aus einer Anzahl vorgegebener Funktionsbausteine ausgewählt werden. Solche Funktionsbausteine werden oftmals vom Hersteller des Automatisierungsgerätes als Erweiterungsbausteine angeboten. Darüber hinaus ist es auch möglich, mit der Parametriereinrichtung auf Basis von Einzel -Funktionsmodulen mittels eines Editors zusammengesetzte Funktionsbausteine zu erzeugen, z.B. mit einem sogenannten CFC-Editor (CFC - „Continuous Function Chart") . Ein Beispiel eines Editors zur Erzeugung solcher zusammengesetzten Funktionsbausteine ist aus der eingangs bereits genannten The time unit for the utilization factor and the utilization threshold value can be selected in this case in the form of seconds or milliseconds. However, it is also advisable to select a reference time unit "ticks", which can be easily adapted to other computing devices, based on a reference computer device (eg a 266 MHz CPU), as will be explained in more detail below by means of an example The function blocks can be selected by the user of the parameterization device from, for example, a number of predefined function blocks, such function blocks being often offered by the manufacturer of the automation device as expansion blocks It is also possible to use the parameterization device to generate function blocks based on single-function modules using an editor, eg with a so-called CFC editor (CFC - "Continuous Function Chart") An example of an editor for generating such composite function blocks is the already mentioned at the beginning
WO 2008/128487 AI bekannt. Im Falle eines zusammengesetzten Funktionsbausteins ist jedem der Einzel-Funktionsmodule eine individuelle Einzel -Auslastungsinforamtion zugeordnet. Aus den Einzel -Auslastungsinformationen aller einen zusammengesetzten Funktionsbaustein bildender Einzel-Funktionsmodule wird dann die Auslastungsinformation des fraglichen zusammengesetzten Funktionsbausteins ermittelt. Üblicherweise gelten nicht für alle Gerätefunktionen einesWO 2008/128487 AI known. In the case of a composite function block, each of the individual function modules is assigned an individual single load information. The utilization information of the composite function block in question is then determined from the individual utilization information of all single function modules forming a composite function module. Usually, not all device functions apply to one
Automatisierungsgerätes gleich strenge Echtzeitanforderungen. Bei einer Ausführungsform eines Automatisierungsgerätes 10 können daher vorteilhaft die Gerätefunktionen unterschiedlichen Funktionsgruppen zugeordnet sein, wobei in einer Funkti- onsgruppe immer solche Gerätefunktionen zusammengefasst werden, die gleiche oder ähnliche Anforderungen hinsichtlich der Priorität ihrer Ausführung und/oder ihrer einzuhaltenden Reaktionszeit durch die Recheneinrichtung stellen. Jeder dieser Funktionsgruppen wird eine unterschiedliche Prioritäts- stufe zugeordnet, so dass eine Reihenfolge der Funktionsgruppen bezüglich ihrer jeweiligen Prioritätsstufe gebildet werden kann. Diejenigen Gerätefunktionen, die in der höchstprio- ren Funktionsgruppe zusammengefasst sind, müssen auf jeden Fall innerhalb kürzestmöglicher Zeit und ohne Unterbrechung durch andere Gerätefunktionen ausgeführt werden. Solche Gerätefunktionen betreffen beispielsweise die Hauptschutzfunktion eines elektrischen Schutzgerätes. Bei Gerätefunktionen, die in hinsichtlich ihrer Priorität niedrigeren Funktionsgruppen zusammengefasst sind, ist eine langsamere Abarbeitung gestat- tet, ggf. können auch Unterbrechungen der Ausführung toleriert werden, wenn zuerst Gerätefunktionen in höherprioren Funktionsgruppen ausgeführt werden müssen. Bei dieser Ausführungsform werden auch die zusätzlichen Funktionsbausteine den jeweiligen Funktionsgruppen zugeordnet und der Auslastungskennwert sowie der Auslastungsschwellenwert werden für jede der Funktionsgruppen ermittelt. Hierdurch kann erreicht werden, dass wichtige Gerätefunktionen, hin- sichtlich denen eine Verzögerung bzw. Aussetzung nicht toleriert werden kann, in jedem Fall mit der benötigten Rechenleistung ausgeführt werden, während weniger grundsätzliche Gerätefunktionen mit geringerer Priorität ausgeführt werden. Um die vorhandene Reserve an Rechenleistung immer flexibel auf die unterschiedlichen Funktionsgruppen verteilen zu können, kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Auslastungskennwert einer Funktionsgruppe von den Auslastungskennwerten der Funktionsbausteine in den übergeordneten Funktionsgruppen abhängt. Damit können in der jeweiligen Funktionsgruppe nicht genutzte Leistungsreserven vorteilhaft an die jeweils hinsichtlich ihrer Prioritätsstufe untergeordnete Funktionsgruppe weitergegeben werden. In Figur 2 ist ein Beispiel für die Prüfung einer Auslastung einer Recheneinrichtung eines Automatisierungsgerätes für einzelne Funktionsgruppen dargestellt. Automation device equally strict real-time requirements. In one embodiment of an automation device 10, therefore, the device functions may advantageously be assigned to different function groups, such device functions always being grouped together in one function group, which set the same or similar requirements with regard to the priority of their execution and / or their reaction time to be maintained by the computing device. Each of these functional groups is assigned a different priority level, so that an order of the functional groups with respect to their respective priority level can be formed. In any case, those device functions that are grouped together in the highest-priority function group must be executed within the shortest possible time and without interruption by other device functions. Such device functions relate, for example, the main protection function of an electrical protection device. For device functions that are grouped into function groups that are lower in priority, slower processing is allowed. If necessary, interruptions of the execution can also be tolerated if device functions must first be executed in higher-priority function groups. In this embodiment, the additional function blocks are also assigned to the respective function groups, and the utilization characteristic value and the utilization threshold value are determined for each of the function groups. In this way, it can be achieved that important device functions, with regard to which a delay or suspension can not be tolerated, are always executed with the required computing power, while less basic device functions with a lower priority are executed. In order to always be able to distribute the available reserve of computing power flexibly to the different function groups, it can be provided that the respective utilization characteristic value of a function group depends on the utilization characteristics of the function modules in the superordinate function groups. In this way unused power reserves in the respective function group can advantageously be forwarded to the function group subordinate in each case with respect to their priority level. FIG. 2 shows an example of the testing of a utilization of a computing device of an automation device for individual functional groups.
Hierzu zeigt Figur 2 ein Diagramm, in dem beispielhaft die Ausführung von Funktionsbausteinen in drei Funktionsgruppen aufgeführt ist. Die Zeitachse wird in der Einheit „Ticks" skaliert, die sich auf eine Referenz -Recheneinrichtung bezieht . Dazu wird beispielhaft angenommen, dass die Ausführung eines Funktionsbausteins auf einer Referenz -Recheneinrichtung mit einer Taktrate von 266 MHz bei 100% CPU-Last während einer Zeitdauer von 1 Sekunde einer Anzahl von 106 Ticks entspre- chen soll. Mit anderen Worten beansprucht die Ausführung eines Funktionsbausteins auf dieser Referenz -Recheneinrichtung pro Mikrosekunde eine Zeitdauer von 1 Tick. Natürlich ist es möglich, jede beliebige Recheneinrichtung (auch mit Taktraten, die von 266 MHz verschieden sind) als Referenz zu wäh- len. Wenn die Recheneinrichtung des tatsächlich verwendeten Automatisierungsgerätes eine von der Referenz -Recheneinrichtung abweichende Taktrate verwendet, kann die Anzahl Ticks mittels eines die beiden Taktraten berücksichtigenden Umrechnungsfaktors an die fragliche Recheneinrichtung angepasst werden. Der Vorteil einer solchen Referenz-Zeiteinheit liegt darin, dass allen Funktionsbausteinen vergleichbare - da auf eine gemeinsame Referenz -Recheneinrichtung bezogene - Auslas- tungs- Informationen zugeordnet werden können, die über den Umrechnungsfaktor leicht ineinander überführt werden können. Das Diagramm in Figur 2 ist bereits auf die spezifische Recheneinrichtung des tatsächlich verwendeten Automatisierungsgerätes angepasst. 2 shows a diagram in which the execution of functional modules is listed by way of example in three functional groups. The time axis is scaled in the unit "ticks", which refers to a reference calculator. For this purpose, it is assumed by way of example that the execution of a function block on a reference computer device with a clock rate of 266 MHz at 100% CPU load during a period of 1 second should correspond to a number of 10 6 ticks. In other words, the execution of a function block on this reference computing device takes one tick per microsecond. Of course, it is possible to select any arbitrary computing device (even with clock rates other than 266 MHz) as a reference. If the computing device of the automation device actually used uses a clock rate deviating from the reference computing device, the number of ticks can be adapted to the computing device in question by means of a conversion factor taking into account the two clock rates. The advantage of such a reference time unit lies in the fact that all the functional components can be assigned comparable utilization information, which is related to a common reference calculation unit and can easily be converted into one another via the conversion factor. The diagram in FIG. 2 is already adapted to the specific computing device of the automation device actually used.
Figur 2 zeigt den zeitlichen Ablauf der Ausführung von Funk- tionsbausteinen in drei Funktionsgruppen 20a-c, wobei jeder Funktionsgruppe eine unterschiedliche Prioritätsstufe zugeordnet ist. Wie durch einen Pfeil 21 angedeutet ist, steigt die Prioritätsstufe im Diagramm von unten nach oben. Konkret wird im Beispiel der Figur 2 auf der obersten Prioritätsstufe (in der Funktionsgruppe 20a) ein Funktionsbaustein 22 (z.B. eine wichtige Hauptschutzfunktion eines Schutzgerätes) in zyklischer Abarbeitungsweise ausgeführt. Auf der untersten Prioritätsstufe (in der Funktionsgruppe 20c) wird ein weiterer Funktionsbaustein 23 (z.B. eine vergleichsweise weniger grundlegende Reportingfunktion) ebenfalls in zyklischer Abarbeitungsweise ausgeführt. In der dazwischen liegenden Funktionsgruppe 20b mittlerer Prioritätsstufe wird eine ereignisgesteuerte Gerätefunktion (z.B. eine durch einen Kurzschluss gesteuerte Meldefunktion) durch Abarbeitung eines Funktionsbausteins 24 in azyklischer Weise ausgeführt. FIG. 2 shows the time sequence of the execution of function blocks in three function groups 20a-c, wherein each function group is assigned a different priority level. As indicated by an arrow 21, the priority level in the diagram increases from bottom to top. Specifically, in the example of FIG. 2, at the highest priority level (in function group 20a), a function block 22 (eg, an important main protection function of a protection device) is executed in cyclic execution mode. At the lowest priority level (in function group 20c), another function block 23 (eg, a comparatively less basic reporting function) is also executed in cyclic execution mode. In the intervening function group 20b of medium priority level, an event-controlled device function (eg, a message function controlled by a short circuit) is executed by processing a function block 24 in an acyclic manner.
Wie aus dem Diagramm ersichtlich, werden die Funktionsbausteine 22 und 23 in den ersten beiden Rechenzyklen der Re- cheneinrichtung ungestört ausgeführt. Der in der oberstenAs can be seen from the diagram, the function blocks 22 and 23 are executed undisturbed in the first two calculation cycles of the computing device. The one in the top one
Funktionsgruppe 20a ausgeführte Funktionsbaustein 22 benötigt jeweils einen Rechenzyklus die volle Leistung der Recheneinrichtung und lässt zwischen zwei Ausführungszyklen einen kompletten Zyklus Reserve, der an weitere Funktionsgruppen wei- tergegeben werden kann. Dies ermöglicht eine Abarbeitung des Funktionsbausteins 23 in den jeweils ungenutzten Rechenzyklen. Wie aus Figur 2 leicht ersichtlich ist, bleibt nach der Abarbeitung des Funktionsbausteins 23 in der untersten Funktionsgruppe immer noch eine Rechenleistungsreserve bestehen, die ggf. an (in Figur 2 nicht gezeigte) untergeordnete Funktionsgruppen weitergegeben werden könnte. Function block 20a executed function block 22 each requires a computing cycle, the full power of the computing device and leaves between two execution cycles a complete cycle reserve, which can be passed on to other function groups. This allows a processing of the function module 23 in each unused computing cycles. As can be easily seen from FIG. 2, after execution of the function module 23 in the lowermost function group, there still remains a computing power reserve which could possibly be passed on to subordinate function groups (not shown in FIG. 2).
Zum Zeitpunkt ti wird durch ein Ereignis die Ausführung des azyklischen Funktionsbausteins 24 in der Funktionsgruppe 20b getriggert . Da die Funktionsgruppe 20b hinsichtlich ihrer Prioritätsstufe der Funktionsgruppe 20a untergeordnet ist, wird die Ausführung des Funktionsbausteins 24 so lange verzögert, bis der Verarbeitungszyklus des Funktionsbausteins 22 abgeschlossen ist. Danach beginnt unmittelbar die Ausführung des azyklischen Funktionsbausteins 24. Da die Funktionsgruppe 20b hinsichtlich ihrer Prioritätsstufe der Funktionsgruppe 20c übergeordnet ist, wird der Funktionsbaustein 24 im Vergleich zum Funktionsbaustein 23 bevorzugt ausgeführt und verzögert damit die Ausführung des Funktionsbausteins 23, wie an Stelle 25a durch eine gestrichelte Darstellung des Funktionsbausteins 23 angedeutet ist. At the time ti, the execution of the acyclic function module 24 in the function group 20b is triggered by an event. Since the function group 20b is subordinate to the function group 20a with regard to its priority level, the execution of the function module 24 is delayed until the processing cycle of the function module 22 has been completed. Thereafter, the execution of the acyclic function module 24 begins immediately. Since the function group 20b is superior to the function group 20c with regard to its priority level, the function module 24 is preferably executed in comparison to the function module 23, thereby delaying the execution of the function module 23 Point 25a is indicated by a dashed representation of the function block 23.
Die Dauer der Ausführung des azyklischen Funktionsbausteins 24 übersteigt einen Rechenzyklus, so dass seine Abarbeitung nach Ablauf eines Rechenzyklus von dem höherprioren Funktionsbaustein 22 unterbrochen wird, wie durch einen gestrichelten Rahmen an Stelle 25b angedeutet ist. Nach Ausführung des Funktionsbausteins 22 kann an Stelle 25c die Ausführung des Funktionsbausteins 24 fortgesetzt werden. Die Verschiebung der Abarbeitung des Funktionsbausteins 24 auf einen späteren Zeitpunkt ist in Figur 2 durch einen Pfeil 26a versinnbildlicht . Die fortgesetzte Ausführung des Funktionsbausteins 24 verdrängt an Stelle 25d erneut die Ausführung eines Funktionsbausteins 23, so dass nunmehr zwei ausgesetzte Ausführungszyklen des Funktionsbausteins 23 (nämlich von den Stellen 25a und 25d) zur Abarbeitung anstehen. Nach endgültiger Abarbei- tung des azyklischen Funktionsbausteins 24 zum Zeitpunkt t2 kann an Stelle 25e mit der Ausführung des ersten der ausgesetzten Zyklen des Funktionsbausteins 23 begonnen werden; die Verschiebung seiner Ausführung ist durch einen Pfeil 26b angedeutet. Jedoch kann auch dieser Ausführungszyklus nicht komplett abgeschlossen werden, da erneut die Ausführung desThe duration of execution of the acyclic function module 24 exceeds a computing cycle, so that its processing is interrupted after the expiry of a computing cycle by the higher-priority function module 22, as indicated by a dashed frame at location 25b. After execution of the function block 22, the execution of the function block 24 can be continued instead of 25c. The shift of the execution of the function module 24 to a later time is symbolized in Figure 2 by an arrow 26a. The continued execution of the function block 24 displaces again the execution of a function block 23 at point 25d, so that now two suspended execution cycles of the function block 23 (namely from the points 25a and 25d) are pending for execution. After final Abarbei- the acyclic processing function block 24 at the time t 2 can be started in place of 25e with the execution of the first of the exposed cycles of the function block 23; the displacement of its execution is indicated by an arrow 26b. However, this execution cycle can not be completed completely because again the execution of the
Funktionsbausteins 22 die Ausführung aller anderen Funktionsbausteine unterbricht. Die Ausführung des ersten ausgesetzten Zyklus des Funktionsbausteins 23 kann somit erst an Stelle 25f abgeschlossen werden; die Verschiebung der Ausführung ist durch einen Pfeil 26c angedeutet. Function block 22 interrupts the execution of all other function blocks. The execution of the first suspended cycle of the functional module 23 can thus be completed only at location 25f; the displacement of the embodiment is indicated by an arrow 26c.
Nunmehr steht derjenige Zyklus der Ausführung des Funktions- bausteins 23 zur Abarbeitung an, der an Stelle 25d ausgesetzt worden war. Dieser wird wie durch Pfeil 26d dargestellt di- rekt im Anschluss nach der Abarbeitung des ersten ausgesetzten Zyklus ausgeführt. Da an Stelle 25g eigentlich eine erneute Ausführung des Funktionsbausteins 23 angestanden hätte, die aber durch die Ausführung der zuvor ausgesetzten Zyklen verschoben wurde, wird dieser Zyklus schließlich wie durchNow the one cycle of the execution of the functional module 23 is ready for execution, which had been suspended at location 25d. This is shown as indicated by arrow 26d. immediately after execution of the first suspended cycle. Since instead of 25g actually a renewed execution of the function block 23 would have stood, but which was displaced by the execution of the previously suspended cycles, this cycle is finally as through
Pfeil 26e angedeutet direkt im Anschluss nach der Abarbeitung des zweiten aufgeschobenen Zyklus des Funktionsbausteins 23 durchgeführt und zum Zeitpunkt t3 beendet. Nach einer erneuten Ausführung des Funktionsbausteins 22 kann nachfolgend der nächste Zyklus des Funktionsbausteins 23 in unverzögerter Weise durchgeführt werden. Arrow 26e indicated immediately after the execution of the second deferred cycle of the function block 23 performed and terminated at time t 3 . After a renewed execution of the function block 22, the next cycle of the function block 23 can subsequently be carried out in an instantaneous manner.
Zur Prüfung, ob die Recheneinrichtung mit der Abarbeitung der Funktionsbausteine 22, 23 und 24 überlastet ist, berechnet die Parametriereinrichtung für jede Funktionsgruppe einen Auslastungskennwert. Im Beispiel der Figur 2 wird dieser Auslastungskennwert in der Anzahl von Ticks angegeben, die die Ausführung der jeweiligen Funktionsbausteine benötigt. Dieser Auslastungskennwert wird mit einem für jede Funktionsgruppe vorgegebenen Auslastungsschwellenwert verglichen. So wird beispielsweise der Auslastungskennwert des Funktionsbausteins 22 (die Dauer seiner Ausführung in Ticks) mit einem für die Funktionsgruppe 20a festgelegten Auslastungsschwellenwertes verglichen. Dieser Auslastungsschwellenwert gibt eine Reaktionszeit an, innerhalb der die Ausführung des Funktionsbausteins zwingend beendet sein muss. Wäre bereits für die Funktionsgruppe 20a dieser Auslastungsschwellenwert kleiner als der Auslastungskennwert des Funktionsbausteins 22, so müsste die Parametriereinrichtung an dieser Stelle eine Warnung ausgeben, dass die Recheneinrichtung des Automatisierungsgerätes zur Ausführung des Funktionsbausteins 22 nicht geeignet ist. Im vorliegenden Beispiel soll jedoch angenommen werden, dass für die Funktionsgruppe 20a der Auslastungsschwellenwert oberhalb des Auslastungskennwertes liegt. Damit können Reserven der Rechenkapazität an hinsichtlich der Prioritätsstufe niedrigere Funktionsgruppen weitergegeben werden. In order to check whether the computing device is overloaded with the execution of the function blocks 22, 23 and 24, the parameterization device calculates a utilization characteristic value for each function group. In the example of FIG. 2, this utilization characteristic value is specified in the number of ticks required for the execution of the respective function blocks. This utilization characteristic value is compared with a utilization threshold value specified for each function group. For example, the utilization factor of function module 22 (the duration of its execution in ticks) is compared with a utilization threshold value defined for function group 20a. This utilization threshold specifies a reaction time within which the execution of the function module must be completed. If this utilization threshold value were already lower than the utilization characteristic value of the function module 22 for the function group 20a, then the parameterization device would have to issue a warning at this point that the computing device of the automation device is not suitable for executing the function module 22. In the present example, however, it should be assumed that the utilization threshold value for the function group 20a is above the utilization characteristic value. Thus, reserves of the computing capacity can be passed on to the priority level lower function groups.
Für die Abarbeitung des azyklisch auszuführenden Funktionsbausteins 24 wird als Auslastungskennwert in Abhängigkeit von der Auslastung der übergeordneten Funktionsgruppe die Zeit- dauer t2-ti bestimmt , die von der Anforderung der Ausführung des Funktionsbausteins 24 bis zu seiner endgültigen Abarbeitung zum Zeitpunkt t2 vergeht. Je nachdem, wo der Zeitpunkt der Anforderung der Ausführung im Verhältnis zur Abarbeitung des übergeordneten Funktionsbausteins 22 liegt, können sich längere oder kürzere Zeiten als in Figur 2 gezeigt als Auslastungskennwert ergeben. Es bietet sich an, hier z.B. eine mittlere Zeitdauer oder eine „worst-case" Zeitdauer (also die längstmögliche Zeitdauer) als Auslastungskennwert zu verwenden. Wiederum wird der ermittelte Auslastungskennwert mit dem für diese Funktionsgruppe geltenden Auslastungsschwellenwert verglichen. Liegt der Auslastungskennwert unterhalb des Auslastungsschwellenwertes - wovon in diesem Beispiel ausgegangen werden soll - so kann auch für diese Funktionsgruppe die Möglichkeit der zuverlässigen Betriebsweise der Rechenein- richtung festgestellt werden. For the execution of the function block 24 to be executed acyclically, the time duration t 2 -ti which elapses from the request of the execution of the function block 24 until its final execution at the time t 2 is determined as the load factor as a function of the utilization of the superordinate function group. Depending on where the time of the request of the execution is in relation to the execution of the higher-level function block 22, longer or shorter times than shown in Figure 2 can result as a load factor. It makes sense to use here, for example, a mean time duration or a "worst-case" time duration (ie the longest possible duration) as the utilization parameter. which is to be assumed in this example - so the possibility of reliable operation of the computing device can also be determined for this function group.
Für die nächste Funktionsgruppe 20c kann als Auslastungskennwert zwar grundsätzlich die für die zyklische Ausführung des Funktionsbausteins 23 benötigte Zeitdauer angesetzt werden. Hiermit würde man der Realität jedoch nicht gerecht werden, da der Auslastungskennwert von den Auslastungskennwerten der hinsichtlich der Prioritätsstufe übergeordneten Funktionsgruppen abhängt. Daher bietet es sich an, als Auslastungskennwert eine „Erholungszeit" zu wählen, die diejenige Zeit- dauer t3-ti angibt, die nach einer „Störung" des Ablaufs des Funktionsbausteins 23 zum Zeitpunkt ti benötigt wird, bis der Ablauf wieder ungestört ausgeführt werden kann. Auch dieser Auslastungskennwert in Form der Erholungszeit wird mit dem für die Funktionsgruppe 20c festgelegten Auslastungsschwellenwert verglichen. Liegt er darunter, so kann insgesamt von einer zuverlässigen Betriebsweise der Recheneinrichtung ausgegangen werden. Die beschriebene Funktionsweise kann in entsprechender Weise unter Berücksichtigung von zyklischen und azyklischen Ausführungen der Funktionsbausteine für alle vorhandenen Funktionsgruppen ausgeführt werden. Dadurch dass die jeweiligen Auslastungskennwerte untergeordneter Funktionsgruppen jeweils immer unter Berücksichtigung der Auslastungskennwerte der übergeordneten Funktionsgruppen ermittelt werden, können Lastreserven bzw. -engpässe flexibel an die jeweiligen Funktionsgruppen weitergegeben werden. Zur Prioritätensteuerung der Funktionsgruppen kann ein Echt- zeitbetriebssystem wie z.B. uCOS, Psos oder VxWorks verwendet werden. Hier werden die Funktionsgruppen jeweils einer Task des Betriebssystems zugeordnet. For the next function group 20c, the period of time required for the cyclical execution of the function module 23 can, in principle, be used as the utilization parameter. However, this would not do justice to the reality, since the load factor depends on the load characteristics of the higher-level function groups with regard to the priority level. It therefore makes sense to choose a "recovery time" as the load factor, which is the time duration t 3 -ti, which is required after a "disturbance" of the execution of the function module 23 at the time ti until the process can be carried out again undisturbed.Also this utilization characteristic value in the form of the recovery time is compared with the utilization threshold value defined for the function group 20c If it is lower than this, then the computing mode can be assumed to operate reliably, and the described mode of operation can be carried out in a corresponding manner, taking account of cyclic and acyclic executions of the function blocks for all existing function groups In order to determine the utilization characteristics of the higher-level function groups, load reserves or bottlenecks can be flexibly passed on to the respective function groups A real-time operating system such as uCOS, Psos or VxWorks can be used. Here, the function groups are each assigned to a task of the operating system.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Erzeugen eines Datensatzes, der Funktionsbausteine umfasst, wobei die Funktionsbausteine Gerätefunkti- onen eines elektrischen Automatisierungsgerätes (10) angeben und eine Recheneinrichtung des Automatisierungsgerätes (10) zur Ausführung der entsprechenden Gerätefunktionen veranlassen, und wobei 1. A method for generating a data set comprising functional modules, wherein the function blocks indicate device functions of an electrical automation device (10) and cause a computing device of the automation device (10) to execute the corresponding device functions, and wherein
- mit einer Parametriereinrichtung (15) entsprechend eines gewünschten Umfangs von Gerätefunktionen des Automatisierungsgerätes (10) Funktionsbausteine ausgewählt werden;  - With a parameter setting (15) corresponding to a desired scope of device functions of the programmable controller (10) function blocks are selected;
- die Funktionsbausteine zu einem Datensatz zusammengefasst werden; und  - the function blocks are combined into a data record; and
- der Datensatz zur Übermittlung an das Automatisierungsgerät (10) bereitgestellt wird;  - The record is provided for transmission to the automation device (10);
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- eine Auslastung der Recheneinrichtung des Automatisierungsgerätes (10) ermittelt wird, die durch die Ausführung der in dem Datensatz enthaltenen Funktionsbausteine durch die Re- cheneinrichtung erzeugt wird;  - A utilization of the computing device of the automation device (10) is determined, which is generated by the execution of the function blocks contained in the data by the computational device;
- für den Datensatz ein die Auslastung der Recheneinrichtung angebender Auslastungskennwert erzeugt wird;  for the dataset, a utilization characteristic indicating the utilization of the computing device is generated;
- der Auslastungskennwert mit einem Auslastungsschwellenwert der Recheneinrichtung verglichen wird; und  the load factor is compared with a load threshold of the calculator; and
- ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Auslastungskennwert den Auslastungsschwellenwert übersteigt. - An error signal is generated when the utilization factor exceeds the utilization threshold.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- bei Vorliegen des Fehlersignals einem Benutzer der Parametriereinrichtung (15) eine Warnmeldung ausgegeben wird. - If a warning signal is issued to a user of the parameterization device (15) when the error signal is present.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , 3. The method according to claim 1 or 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - bei Vorliegen des Fehlersignals eine Übermittlung des Datensatzes von der Parametriereinrichtung an das Automatisierungsgerät (10) blockiert wird. characterized in that - When the error signal is present, a transmission of the data set from the parameterization device to the automation device (10) is blocked.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 4. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- jeder Funktionsbaustein eine individuelle Auslastungsinformation umfasst, die eine Auslastung der Recheneinrichtung angibt, die bei der Ausführung des fraglichen Funktionsbau- Steins erzeugt wird; und  - Each function module includes an individual load information indicating a capacity utilization of the computing device that is generated in the execution of the functional block in question; and
- der Auslastungskennwert anhand der Auslastungsinformationen der von dem Datensatz enthaltenen Funktionsbausteine ermittelt wird.  - The utilization characteristic value is determined on the basis of the utilization information of the function modules contained in the data record.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 5. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- der Auslastungskennwert eine Auslastung der Recheneinrichtung bezogen auf die gesamte Rechenleistung der Recheneinrichtung angibt; und  the utilization characteristic value indicates a utilization of the computing device relative to the total computing power of the computing device; and
- der Auslastungsschwellenwert eine maximale Auslastung der Recheneinrichtung angibt, die zur Ausführung der Funktions- bausteine bereitgestellt wird. - The utilization threshold indicates a maximum utilization of the computing device, which is provided for the execution of the function blocks.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6. The method according to any one of claims 1 to 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- der Auslastungskennwert eine Zeitdauer angibt, die die Recheneinrichtung zur Ausführung der Funktionsbausteine benötigt; und  the utilization characteristic value indicates a period of time which the computing device requires to execute the function modules; and
- der Auslastungsschwellenwert eine maximale Reaktionszeit angibt, in der die Recheneinrichtung die Ausführung der Funktionsbausteine abgeschlossen haben muss.  - The utilization threshold indicates a maximum response time in which the computing device must have completed the execution of the function blocks.
7. Verfahren nach Anspruch 6 , 7. The method according to claim 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - die Zeitdauer und die maximale Reaktionszeit als von einer Referenz -Recheneinrichtung abhängige Größen ermittelt werden; und characterized in that the time duration and the maximum reaction time are determined as quantities dependent on a reference computing device; and
- zur Anpassung an die Recheneinrichtung des Automatisie- rungsgerätes (10) diese Größen mit einem für die Recheneinrichtung spezifischen Anpassungsfaktor multipliziert werden.  - To adapt to the computing device of the automation device (10) these variables are multiplied by a specific for the computing device adjustment factor.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 8. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- die Funktionsbausteine unterschiedlichen Funktionsgruppen des Automatisierungsgerätes (10) zugewiesen sind, wobei jede Funktionsgruppe solche Gerätefunktionen zusammenfasst , die gleiche oder ähnliche Anforderungen hinsichtlich der Priorität ihrer Ausführung und/oder ihrer einzuhaltenden Reaktions- zeit durch die Recheneinrichtung stellen und wobei jeder Funktionsgruppe eine Prioritätsstufe zugeordnet ist; und- The function blocks are assigned to different functional groups of the programmable controller (10), each function group summarizes such device functions, the same or similar requirements in terms of priority of their execution and / or their response time to be met by the computing device and each function group is assigned a priority level ; and
- der Auslastungskennwert und der Auslastungsschwellenwert für jede Funktionsgruppe individuell bestimmt werden. - The utilization factor and the utilization threshold are determined individually for each function group.
9. Verfahren nach Anspruch 8, 9. The method according to claim 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- der Auslastungskennwert für eine jeweilige Funktionsgruppe in Abhängigkeit vom jeweiligen Auslastungskennwert solcher Funktionsgruppen bestimmt wird, die hinsichtlich ihrer Prio- ritätsstufe der fraglichen Funktionsgruppe übergeordnet sind.  - The load factor is determined for a respective function group depending on the respective utilization characteristic value of such function groups, which are superior in terms of their priority level of the function group in question.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 10. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- der Auslastungsschwellenwert unter Berücksichtigung von in einer Gerätesoftware des Automatisierungsgerätes (10) fest vorgegebenen Gerätefunktionen ermittelt wird.  - The utilization threshold is determined taking into account in a device software of the programmable controller (10) fixed device functions.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 11. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - Funktionsbausteine vorgefertigte Schutz- oder leittechnische Gerätefunktionen angeben oder aus mehreren Einzel - Funktionsmodulen von einem Benutzer der Parametriereinrich- tung (15) individuell zusammengesetzt sind. characterized in that - Specify function blocks prefabricated protective or I & C device functions or individually composed of several individual - function modules by a user of Parametriereinrich- device (15).
12. Verfahren nach Anspruch 11, 12. The method according to claim 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- für zusammengesetzte Funktionsbausteine jedes Einzel - Funktionsmodul eine Einzel -Auslastungsinformation enthält, die eine Auslastung der Recheneinrichtung angibt, die bei der Ausführung des fraglichen Einzel-Funktionsmoduls erzeugt wird;  for composite function blocks, each single function module contains a single load information indicating a load of the computing device generated during the execution of the single function module in question;
- eine Auslastungsinformation des zusammengesetzten Funktionsbausteins, die eine Auslastung der Recheneinrichtung an- gibt, die bei der Ausführung des fraglichen zusammengesetzten Funktionsbausteins erzeugt wird, anhand der Einzel - Auslastungsinformationen ermittelt wird; und  a utilization information of the composite function module, which indicates a utilization of the computing device which is generated during the execution of the complex function block in question, is determined on the basis of the individual utilization information; and
- der Auslastungskennwert unter Berücksichtigung der Auslastungsinformation des zusammengesetzten Funktionsbausteins er- mittelt wird.  - The utilization characteristic value is determined taking into account the utilization information of the composite function module.
13. Parametriereinrichtung (15) zum Erzeugen eines Datensatzes, der Funktionsbausteine umfasst, wobei die Funktionsbausteine Gerätefunktionen eines elektrischen Automatisierungs- gerätes (10) angeben und eine Recheneinrichtung des Automatisierungsgerätes (10) zur Ausführung der entsprechenden Gerätefunktionen veranlassen, 13. Parametriereinrichtung (15) for generating a data set comprising functional modules, the function blocks indicate device functions of an electrical automation device (10) and cause a computing device of the programmable controller (10) to perform the corresponding device functions,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- die Parametriereinrichtung zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1-12 eingerichtet ist .  - The parameterizing device for implementing a method according to one of the preceding claims 1-12 is set up.
14. Parametriereinrichtung (15) nach Anspruch 13, 14. Parameterization device (15) according to claim 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - die Parametriereinrichtung (15) durch eine separate Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist. characterized in that - The parameterization device (15) is formed by a separate data processing device.
15. Parametriereinrichtung (15) nach Anspruch 13, 15. Parameterization device (15) according to claim 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- die Parametriereinrichtung (15) Bestandteil des Automatisierungsgerätes (10) ist.  - The parameterization (15) is part of the automation device (10).
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