[发明专利]可关断地模拟控制装置内部的设备的系统和模拟器

说明书

本发明涉及用于可关断地模拟控制装置内部的设备的系统和模拟器，控制程序和模拟程序在同一运行环境中分开，在正常运行中或者在模拟部分中确保针对输入/输出存储区域的访问方向；在程序循环之间执行模拟程序，在模拟期间中止虚拟时钟。通过测试在SPS中的未改变的应用程序避免在开动或测试阶段中由代码改变引起的错误，通过在真实设备中、尤其是在测试计时器时或者在竞速条件下的时间特性，通过改善的测试结果实现更高的程序质量。可以使用多个处理器核。模拟器在与真实的控制代码同样的控制装置中运行，因此不需要附加的测试硬件，此外通过快速的测试运行/生产运行转换实现时间节省。在模拟器保留在控制装置上时，在干扰情况下快速作出测试场景。

技术领域

本发明涉及用于对在可存储器编程控制装置（SPS）内部的设备或机器可关断地模拟的系统和模拟器，其具有设备接口用于生产模式，所述接口为了将设备控制数据输出到设备以及为了从设备接收设备数据而存在，并且其具有与设备接口分离的其他接口用于模拟模式。

背景技术

在可存储器编程控制装置（SPS）的周围环境中，写有控制设备或机器的程序代码。这些代码必须被测试。然而，为了切合实际地进行测试，必须模拟所述控制装置（Steuerungen）稍后在其中工作的环境。为此，必须从控制装置发送给设备或机器的信号中产生应答，所述应答的信号在为测试所需的程度上对应于现实。为此，不仅使用模拟环境而且修改在控制装置中的程序，使得所述程序本身产生期望的信号。

通常，在开动（Inbetriebnahme）时逐渐构建并且使用所述设备/机器。为了递增地检验控制装置和已经存在的设备部分的功能，需要模拟工作环境的有缺陷的片段。

在使用模拟环境中的问题通常是：构建模拟环境的耗费出于多种原因是显著的：因为由于所述模拟系统以另外的语言来编程，所以模拟系统需要训练（einarbeiten），以及因为由于两个系统的信号必须单独地并且经常“手动地”来分配，所以将控制装置集成到模拟系统中是耗费的。此外，模拟系统经常仅仅在开发中可供使用，但是在稍后的在设备中的改动或调试时不可供使用。最后，因为模拟系统需要附加的计算机系统并且软件也花费金钱，所以也形成附加成本。

另一方面，出于模拟的目的对控制代码进行改动也带来一些问题：测试逻辑的引入需要对控制代码改动，这是附加的错误源（Fehlerquelle）并且使得控制代码较不清楚，也即不再能够测试源代码，而是测试经适配的代码。在生产运行中完全不需要测试逻辑，或者所述测试逻辑可能不经意地被激活或者在开动之后被忘记去活，这是错误源，并且因为附加的代码也必须被执行，所以在测试运行中附加的测试逻辑将定时歪曲。

迄今已知下面的三种原则上的解决方案：

a）使用附加的模拟产品：

存在用于不同应用领域的不同产品的广泛选择，如AMESim（Siemens）、SIMIT（Siemens）、Plant Simulation（Siemens）、MATLAB/Simulink（Mathworks）等等。可存储器编程控制装置这里通常作为硬件在环或者软件在环技术被嵌入。在第一种情形中，使用将模拟产品的信号连结（anbindet）的专门的硬件；在第二种情形中，软件SPS拥有为此而设置的模拟API、也即相应的编程接口。

b）通过结合模拟条件来修改组件、也即修改在可存储器编程控制装置中的编程对象，其中这些组件被改动，使得根据标志（Flag）对可代替的代码区段做出反应（angesprungen werden）。在此，例如确定的输入信号被忽略或者通过改变的组件代码来设置。附加代码在开动过程中针对打算的运行被从程序中去除，由此给出了控制装置的所期望的特性。然而，这非系统性地进行并且不能100%地通过接着的测试来检验。有时发生：没有被去除的附加代码在控制装置开动之后伪装错误的输入信号。

c）对专门的模拟组件编程，所述编程利用SPS代码模仿所述设备或机器的特性：所述组件必须如SPS的调节组件一样被实施并且从调节器的控制信号中生成应答信号。在此，容忍被改变的运行时间的问题。