[发明专利]用于进一步使用驱控工业现场设备的现有软件的平台

说明书

本发明涉及一种用于驱控工业设施(100)中的至少一个工业现场设备(101)的平台(1)，其中该工业设施具有控制软件(2)，该平台包括其中可执行控制软件的执行环境(3)，以及用于在控制软件(2)和现场设备(101)之间进行通信的外部接口(4)，其中，执行环境(3)具有虚拟硬件(31)，从控制软件(2)的角度看，该虚拟硬件表现为现场设备(101)，其中，在虚拟硬件(31)和外部接口(4)之间连接有交换单元(5)，该交换单元被设计为双向地转换控制软件(2)和虚拟硬件(31)之间交换的数据，以便经由外部接口(4)与现场设备(101)通信。一种相关的计算机程序产品。

技术领域

本发明涉及一种用于驱控工业现场设备的可编程逻辑控制器的专业领域。

背景技术

为了监视和控制许多工业过程，使用存储器可编程控制器(SPS)或自动化技术的其他控制设备。这种设备是运行专门为被控制或监视的特定现场设备设计的软件的专用计算机。在某些情况下，该软件甚至特定于使用现场设备的工业设施。

该软件与其运行的控制设备的操作系统和硬件驱动程序紧密交织，因为与现场设备通信的所有数据必须通过控制设备。结果，在控制设备和现场设备之间用另一型号替换控制设备或改变通信系统(例如I/O系统，现场总线或其他网络)可能需要手动调整软件。必须确保软件在调整之后仍具有与之前相同的功能。特别是对于安全相关的应用，必须检查所有更改。为此所需的工作成本可能导致比实际硬件更换更高的成本。能够通过对工业控制系统的现代化实现的优点通过这种附加成本损害。因此，难以向用户出售这样的现代化。

美国专利No.5,307,346A公开了一种接口，该接口将工业设施的网络中使用的统一通信协议(例如制造自动化协议(MAP))双向转换成用于现场设备控制的各种通信标准。在控制软件仍然通过MAP寻址接口之前，可以屏蔽该接口和现场设备之间的网络中的变化。控制软件在控制设备的硬件上的绑定不受影响。

发明内容

因此，本发明的目的是，即使在驱控现场设备的控制单元的硬件改变之后，也允许进一步使用现有的控制软件而无需调整。

该目的通过本文中描述的平台和相关的计算机程序产品来实现。

在本发明的框架中，已经开发了一种用于利用控制软件控制工业设施中的至少一个工业现场设备的平台。该平台包括控制软件可执行的执行环境和用于控制软件和现场设备之间通信的外部接口。

根据本发明，执行环境包括虚拟硬件，从控制软件的角度来看，虚拟硬件的行为类似于现场设备。在虚拟硬件和外部接口之间连接有交换单元。该交换单元被设计成双向地转换在控制软件和虚拟硬件之间交换的数据，以通过外部接口与现场设备通信。在此，交换单元通常不是具有1：1转换的简单协议适配器，但是一方面考虑了在虚拟硬件和控制软件语言之间交谈的语言中的和另一方面通过外部接口交谈的语言中的数据字段的语义含义。

例如，执行环境可以提供虚拟化操作系统，其对应于为其开发控制软件的操作系统。然后可以在执行环境中不发生改变地执行为特定控制设备作为二进制代码编译的控制软件。替代地或组合地，执行环境可以提供程序库(API)，其重新实现最初编写控制软件的语言的语义，也就是说，从控制软件调用函数时，刚好执行此函数调用期间在原始平台上执行的该函数。例如，执行环境还可以为其中编写控制软件的解释器语言提供解释器。然后，该解释器可以执行作为源代码存在的控制软件并在该程度上实现解释器语言。特别地，执行环境可以实现为便携式软件组件。控制软件可以由多个控制程序或控制回路构成。

虚拟硬件特定用于由控制软件驱控的现场设备。例如，它可以作为虚拟化操作系统中的设备驱动程序存在。