[发明专利]工业自动化装置的自动化部件以及激活运行状态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工业自动化装置的自动化部件，其中所述自动化部件被设置为控制所述工业自动化装置的至少一个设施部分或者过程或者子过程，其中针对所述至少一个设施部分、过程或者子过程，至少两个不同的运行状态能够被交替地调节，以及所述运行状态在所述设施部分、过程或者子过程的相应的功耗方面不同。本发明还涉及一种用于激活工业自动化装置中的由自动化部件所控制的设施部分、过程或者子过程的多个可激活的运行状态之一的方法。

背景技术

工业自动化装置通常由多个自动化部件构成，所述自动化部件通过数据网络(常常为现场总线系统)彼此连接。所述自动化部件例如包括传感器和执行器，其中最后提到的执行器尤其是用于控制工业过程、工业过程的子过程、生产设施等等。属于自动化部件的还有控制设备、比如CPU和控制器，所述控制设备用于以程序控制的方式处理由传感器检测到的信号，并且所述控制设备通过控制控制执行器来控制生产设施或者其它的过程或子过程。另外，工业自动化装置的中央部件例如是上级控制设备(Steuerung)、比如所谓的“MES”系统(MES＝Manufacturing Execution System(制造执行系统))、中央电源和能源管理系统、考察和操作工作站、数据库、通信装置、网关等等。

在控制工业制造或工业过程时的中心任务是尽可能经济地对待可用资源、尤其是使能源(通常是电能)的消耗最小化。因此例如可以通过相应的自动化部件短时关闭不需要的设施部分或者使所述设施部分进入待命模式(“Standby(待机)”)。这例如可以人工地进行或者以时间控制的方式发生于运行间歇、夜间、或者周日/节日。

除了减小自动化装置的总能耗(例如通过节能措施)这个要求以外，所期望的还有：减小峰值负荷、即考察时期中的最大能耗。其理由尤其在于：能源供应商的在工业区中的费率模型针对在峰值负荷时购进的电能计算比保持不变的“基本负荷”更高的费率。另一理由在于：用于能源分配和能源供应的技术设备必须运行在其运行极限之内，从而无论如何必须避免超过这些运行极限的峰值负荷。因此常见的是：在工业自动化装置中，在出现峰值负荷情况时暂时关闭如下的自动化部件并且因此暂时关闭如下的“用电设备”：在所述自动化部件和用电设备的情况下，暂时的关闭不会对工业制造、工业生产过程等等造成负面影响，或者至少不会造成安全风险。这种策略也被称为“峰值负荷控制的甩负荷(Lastabwurf)”。因此，例如应当将储存容器中的介质保持在一定温度的电采暖设备可以在该介质的温度未降低至或者低于最小值以前一直被关闭。另一例子涉及用于填充储存容器的泵，所述泵可以在该储存容器的料位(füllstand)降低至最小值以前一直被暂时关闭或者在其输送功率方面被调低。相应的情况适用于废水泵等等。

在此，对自动化部件或利用所述自动化部件而被控制的设备的暂时关闭或“调小”要么人工地进行，要么通过控制设备被自动化。在人工控制的情况下，所产生的缺点是：控制人员必须具有关于各个自动化部件的运行极限(例如最小料位、最低温度等等)、当前的运行状态(开启、关闭、待机、部分负荷、全负荷)、以及分别与之相联系的能耗的准确知识。操作人员必须使这些说明与整个自动化装置的状态、通常与当前的总能耗、以及与之相联系的运行极限(例如允许的峰值负荷)相联系，这对要控制的整体过程和各个子过程、以及与之相联系的自动化部件的知识提出高要求。还对自动控制提出类似的要求，所述自动过程同样必须考虑各个自动化部件的状态和运行极限、以及要控制的总过程的状态和运行极限，并且因此必须考虑整个工业自动化装置的状态和运行极限。由于过程知识的复杂性并且由于各个自动化部件和各个子过程频繁地改变这一事实，因此不仅导致该控制任务的高复杂性，而且导致不期望的故障频率。

发明内容

因此，本发明的任务是简化工业自动化装置的能源管理，并且在自动化部件和子过程改变的情况下可靠地将这些改变考虑在内。

为此，根据本发明提出：将关于过程/子过程或设施部分的生产知识维持(“封装”)在相应的控制自动化部件本身中，并且为了降低负荷的目的通过标准化的接口来访问所述自动化部件。根据标准化的协议以及被这样构造的请求消息、应答消息以及状态消息，上级实体、例如中央控制部件或者能源管理系统因此可以分别与各个自动化部件“商定”进一步的运行状态。

该任务尤其是通过下述的自动化部件和通过下述的方法来解决。