[发明专利]从机械机器操作模型中自动推导逻辑控制器行为模型

说明书

优先权声明

本申请要求2008年9月11日提交的标题为“Automated Derivationof a Logic-Controller-Behavior-Model from aMechanical-Machine-Operation-Model”的未决美国临时专利申请No.61/095,995的优先权，并通过引用将该未决美国临时专利申请合并于此，而且本申请还涉及与本申请同一天提交并且标题为“Visualization Method for Electrical Machine Operation ModelsBased on Mechanical Machine Operation Models”的美国专利申请No.12/547,015。

技术领域

本发明一般涉及为工厂自动化目的来对工厂行为建模。更具体地，本发明涉及用于从机械机器操作的模型中推导出逻辑控制器行为的中间电模型的技术。

背景技术

在自动化领域中，而且更具体地在为车间规划操作机器期间，工程师传统上创建描述哪些机器稍后会投入该车间运转阶段的模型。参照图1A，机械机器操作模型120包含对每个机器115在操作过程中执行的每个步骤以及这些步骤如何交互的详细描述。该模型传统上以序列图的形式创建，该序列图以图形格式示出随时间变化的机器行为。目前，软件工具提供了用于描述机械机器操作模型的元模型(meta-model)，并且允许方便地以图形创建和编辑这些机械模型。

为了对数字控制器编程以操作这些机器，机械机器操作模型120传统上被提供给熟悉可编程逻辑控制器(PLC)编程的工程师，该工程师在125对该机械模型进行抽象，并在127创建实现在该机械模型120中描述的要求的PLC程序128。例如，该逻辑可以包括用于按照正确的定时启动/停止用于这些机器的信号的逻辑，以及诸如互锁和超时检测的安全临界特征。工程师典型地向机械信息添加传感器和执行器，因为传感器和执行器经常在提供给工程师的机械模型中缺失。

机械模型的抽象取决于工程师所选择的编程方法。用于对PLC编程的方法示例包括STL(一种用于Siemens PLC的类似汇编程序的语言)、梯形逻辑(Ladder Logic)和步骤链编程(Step Chain Programming)，步骤链编程是这三者中最先进的。如果用户选择STL，则该用户必须进行最多的抽象，因为他必须只用基本指令来编排程序。对于梯形逻辑来说，用户可以得到该逻辑的梯形图可视显示的帮助。至于步骤链编程，用户必须基于机械描述(也就是序列图)来识别该程序中的步骤，并确定这些步骤在PLC中的准确顺序，以及识别对输入信号条件的需要。

在各种情况下，这些传统的系统可能由于所需要的人工抽象以及工程师面临的复杂性而容易发生错误，而且可能因为同样的原因而非常耗时。由于来自不同制造商的不同PLC通常需要不同的编程语言，因此如果PLC被来自其它制造商的PLC代替就必须重复该过程。至少由于上述原因，目前需要一种用于创建PLC程序的方法和系统，该方法和系统减少复杂性和人工抽象并且便于用多种语音创建PLC程序。

发明内容

本发明通过在一个实施例中提供一种用于使用机械机器操作模型来对逻辑控制器编程的方法解决了上述需要。该机械机器操作模型包括多个机械步骤和多个机械过渡(mechanical transition)。每个机械过渡都位于一对连续的机械步骤之间。

在该方法中，识别与机械步骤的结束位置关联的电信号。然后使用计算机基于该机械机器操作模型来创建电逻辑控制器行为模型。该电逻辑控制器行为模型是通过针对所述机械机器操作模型的每个机械步骤执行以下步骤来创建的：首先，创建对应于机械步骤的电步骤。接着对该机械步骤上的每个机械过渡，都在对应的电步骤上创建对应的电过渡。对于所识别的每个与该机械步骤的结束位置关联的信号，在对应的电过渡上为该关联信号创建条件。然后将逻辑控制器行为模型翻译为由逻辑控制器执行的程序。

逻辑控制器行为模型可以与逻辑控制器中使用的逻辑控制器语言无关。在这种情况下，将逻辑控制器行为模型翻译为由逻辑控制器执行的程序的步骤可以包括翻译为逻辑控制器中使用的逻辑控制器语言。

识别与机械步骤的结束位置关联的电信号的步骤可以包括识别在机械步骤的结束位置改变状态的信号。

创建逻辑控制器行为模型的步骤可以附加地包括通过创建附加条件向该逻辑控制器行为模型添加互锁信息，或者可以包括向一个或多个电步骤添加信号输出值。该信号输出值可以包括超时检测。