Procedimiento y sistema de comunicación para configurar un módulo de comunicación que contiene un componente lógico.

Procedimiento para configurar al menos dos módulos de comunicación que contienen un respectivo componentelógico a fin de realizar un control al menos parcialmente acíclico de un sistema de comunicación,

especialmente unsistema de automatización, con los pasos de procedimiento siguientes:

generación de un programa de control cicloorientado que está subdividido en varias partes de programa y que esejecutable en un dispositivo de control programable en memoria para producir un funcionamiento cicloorientado delsistema de comunicación;

conversión de varias partes del programa de control cicloorientado en sendos códigos ejecutables por uncomponente lógico (80, 96, 106);

carga de los códigos de las partes convertidas del programa en el respectivo componente lógico (80, 96, 106) de unmódulo de comunicación separado (10, 90, 100), caracterizado porque los componentes lógicos (80, 96, 106) deestos módulos de comunicación (10, 90, 100) se comunican uno con otro para ejecutar acíclicamente, en respuestaal respectivo código, las partes convertidas del programa de control cicloorientado, haciéndose funcionar ensincronismo los componentes lógicos de los módulos de comunicación.

Procedimiento y sistema de comunicación para configurar un módulo de comunicación que contiene un componente lógico.

La invención concierne a un procedimiento para configurar un módulo de comunicación que contiene un componente lógico con miras a efectuar un control al menos parcialmente acíclico de un sistema de comunicación, especialmente un sistema de automatización, así como a un sistema de comunicación para configurar un módulo de comunicación de esta clase.

Para controlar desarrollos de procesos se utilizan sistemas de automatización, por ejemplo sistemas de bus de campo, en los que en general un controlador programable en memoria (SPS) está unido con sensores y actores a través de un bus para vigilar y controlar el proceso. El controlador del proceso recibe, por ejemplo, un programa de control cicloorientado que en general es almacenado fijamente por el fabricante como sistema operativo en un aparato SPS. El programa de control de funcionamiento cíclico detecta primeramente el estado de todos los sensores conectados al aparato SPS y confecciona a partir de los datos detectados una imagen del proceso de todas las entradas del aparato SPS. Seguidamente, el programa de control cicloorientado entrega un programa de usuario al controlador. El programa de usuario detecta ahora a partir de la imagen del proceso de todas las entradas una imagen del proceso de todas las salidas, es decir, las señales de salida destinadas a los actores conectados. A continuación, el programa de usuario transfiere nuevamente el control de la instalación al sistema operativo, es decir al programa de control cicloorientado. El programa de control cuida de que las señales de salida detectadas sean transmitidas a los respectivos actores. Seguidamente, el ciclo de control comienza desde el principio.

Para dominar procesos de control rápidos se describe en el documento DE 42 05 524 A1 un controlador programable en memoria que presenta al menos un componente lógico con un conexionado interno a través del cual al menos una salida está unida con su entrada correspondiente. Asimismo, en el documento DE 42 05 524 A1 se describe un procedimiento de programación para un componente lógico de esta clase, estando dispuesto el componente lógico en un grupo constructivo que puede estar unido, a través de un bus, con una unidad de control, con otros grupos constructivos y con otras unidades periféricas. El componente lógico configurado, por ejemplo, como una FPGA puede ser programado desde un aparato de programación a través de la unidad central, confeccionándose a este fin una parte del programa no crítica en tiempo y una parte del programa crítica en tiempo, y siendo las partes del programa completamente independientes una de otra. La parte del programa no crítica en tiempo se almacena en la unidad central y se ejecuta secuencialmente, mientras que la parte del programa crítica en tiempo se transmite al respectivo componente lógico para su ejecución por éste.

Se conoce también por "Implementing a Fieldbus Interface Using an FPGA" de G. Lías, M.D. Valdéz, M.A. Dominguez y M.J. Mourne, FPL 2000, páginas 175 a 180, el uso de una FPGA para una interfaz de bus de campo.

La presente invención se basa en el problema de crear un procedimiento y un sistema de comunicación para configurar un módulo de comunicación que contiene un componente lógico, que hagan posible un control flexible y rápido del proceso en un sistema de comunicación.

Una idea central de la invención estriba en que un programa de control cicloorientado, confeccionado para un dispositivo de control programable en memoria, es convertido al menos parcialmente en un código que puede ser ejecutado por un componente lógico de un módulo de comunicación, de modo que al menos la parte convertida del programa de control cicloorientado se puede ejecutar acíclicamente. Acíclico o casi acíclico significa que al menos algunas de las tareas de control, funciones de aplicación y/o funciones del sistema implementadas pueden ejecutarse en paralelo y, por tanto, con mayor rapidez que en el caso de la ejecución del programa de control cicloorientado.

El problema técnico anteriormente citado se resuelve, por un lado, por medio de los pasos de procedimiento de la reivindicación 1.

Según ésta, se proporciona un procedimiento para configurar un módulo de comunicación que contiene un componente lógico con miras a realizar un control al menos parcialmente acíclico de un sistema de comunicación, especialmente un sistema de automatización. En primer lugar, se genera un programa de control cicloorientado que puede ser ejecutado en un dispositivo de control programable en memoria para el funcionamiento cicloorientado del sistema de comunicación. Un programa de control cicloorientado puede ser confeccionado, por ejemplo, por un sistema de programación IEC 61131. Al menos una parte del programa de control cicloorientado es convertida en un código ejecutable por un componente lógico. El componente lógico puede consistir, por ejemplo, en una FPGA (field programmable gate array - matriz de puertas programables en campo) . El código de la parte convertida del programa es cargado en un componente lógico de un módulo de comunicación que se denomina seguidamente también módulo lógico. El componente lógico del módulo de comunicación ejecuta entonces, en respuesta al código, la parte correspondiente del programa de control cicloorientado. El módulo de comunicación funciona en este caso como un dispositivo de control que ejecuta al menos algunas de las funciones proyectadas en el plano de las

puertas lógicas.

Control acíclico o funcionamiento acíclico puede significar, por ejemplo, que el componente lógico del módulo de comunicación detecta en paralelo los estados de todos los sensores conectados al módulo de comunicación, en vez de hacerlo secuencialmente, tal como ocurriría en la ejecución del programa de control cicloorientado.

El código cargado en el componente lógico puede consistir en un código HDL (Hardware Description Language – lenguaje de descripción de hardware) o en cualquier código utilizable para su procesamiento ulterior en el componente lógico.

Para hacer posible un control flexible y eficiente del sistema de comunicación, varios módulos de comunicación se hacen cargo del control del sistema. A este fin, se subdivide el programa de control cicloorientado en varias partes de programa. Las partes del programa de control cicloorientado se convierten después en un respectivo código ejecutable por un componente lógico. Los códigos de las partes convertidas del programa se cargan seguidamente en un respectivo componente lógico de un módulo de comunicación separado. Los componentes lógicos se comunican uno con otro de tal manera que, en respuesta a los respectivos códigos, las partes convertidas del programa de control cicloorientado pueden ejecutarse acíclicamente. En este ejemplo de realización todo el programa de control cicloorientado o al menos algunas partes del mismo pueden ser ejecutados acíclicamente por varios módulos de comunicación. La distribución de las partes convertidas del programa sobre los componentes lógicos de los módulos de comunicación y la comunicación entre los módulos de comunicación o los componentes lógicos pueden efectuarse a través de uniones transversales temporal o permanentemente conectadas. En el caso de una unión transversal dinámicamente estructurada se puede variar o permutar también durante la operación en curso, es decir, "on line" (en línea) , el código en los respectivos componentes lógicos. Las uniones transversales pueden estar ejecutadas también como uniones serie, por ejemplo por medio de registros de desplazamiento.

Para que, en el caso de un control distribuido del sistema de comunicación, se pueda asegurar un funcionamiento correcto se tienen que sincronizar los componentes lógicos para la ejecución correcta del respectivo código.

Si el programa de control cicloorientado no es convertido completamente en uno o varios códigos, se ejecuta entonces por un dispositivo de control programable en memoria la parte no convertida del programa de control cicloorientado. Las partes convertidas del programa se cargan como código en uno o varios componentes lógicos. El dispositivo de control programable en memoria y los componentes lógicos en los que están almacenadas como código las partes convertidas del programa cooperan de tal manera que una parte del programa de control cicloorientado que haya sido convertida sea ejecutada solamente por el respectivo componente lógico y no por el dispositivo de control programable en memoria. La ejecución correcta del programa puede ser vigilada y controlada por el dispositivo de control... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para configurar al menos dos módulos de comunicación que contienen un respectivo componente lógico a fin de realizar un control al menos parcialmente acíclico de un sistema de comunicación, especialmente un sistema de automatización, con los pasos de procedimiento siguientes:

generación de un programa de control cicloorientado que está subdividido en varias partes de programa y que es ejecutable en un dispositivo de control programable en memoria para producir un funcionamiento cicloorientado del sistema de comunicación;

conversión de varias partes del programa de control cicloorientado en sendos códigos ejecutables por un componente lógico (80, 96, 106) ;

carga de los códigos de las partes convertidas del programa en el respectivo componente lógico (80, 96, 106) de un módulo de comunicación separado (10, 90, 100) , caracterizado porque los componentes lógicos (80, 96, 106) de estos módulos de comunicación (10, 90, 100) se comunican uno con otro para ejecutar acíclicamente, en respuesta al respectivo código, las partes convertidas del programa de control cicloorientado, haciéndose funcionar en sincronismo los componentes lógicos de los módulos de comunicación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los componentes lógicos (80) cooperan con un dispositivo de control (110) programable en memoria - en el que se ejecuta el programa de control cicloorientado de tal manera que las partes convertidas del programa de control cicloorientado son ejecutadas solamente por los respectivos componentes lógicos (80) .

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el código cargado en el respectivo componente lógico (80) está subdividido en segmentos y porque un segmento predeterminado del código almacenado en el respectivo componente lógico es sustituido por un nuevo segmento.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque, en respuesta a una señal de habilitación, el componente lógico (80, 96, 106) del respectivo módulo de comunicación (10, 90, 100) desactiva el segmento predeterminado y activa el nuevo segmento.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el código es un código HDL.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se almacena el código en un dispositivo de memoria y, en respuesta a un evento predeterminado, se carga dicho código en el respectivo componente lógico (80, 96, 106) .

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se carga un código referido a un bus de campo en un componente lógico de otro módulo de comunicación y porque, en respuesta al código referido al bus de campo, el componente lógico de este otro módulo de comunicación ejecuta funciones de un abonado de bus.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque algunos de los módulos de comunicación (10, 90, 100) presentan al menos una interfaz de entrada/salida que se programa con arreglo a un protocolo de comunicación predeterminado para poder comunicarse con un abonado de bus a través del protocolo de comunicación predeterminado.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los módulos de comunicación se enclavan sobre un carril de pinzado y presentan cada uno de ellos una interfaz de entrada/salida (94, 101) para el intercambio de datos y una interfaz para la programación del respectivo componente lógico.

10. Sistema de comunicación, especialmente un sistema de automatización, con al menos dos módulos de comunicación (10) que presentan cada uno de ellos un componente lógico (80) en el que está almacenado al menos el código de una parte de un programa de control cicloorientado que es ejecutable en un dispositivo de control (110) programable en memoria para producir un funcionamiento cicloorientado del sistema de comunicación,

en donde uno de los componentes lógicos (80) ejecuta acíclicamente, en respuesta al código, la parte correspondiente del programa de control cicloorientado,

en donde el programa de control cicloorientado está subdividido en varias partes de programa que se han convertido cada una de ellas en un código ejecutable por un componente lógico, y

en donde los códigos de la parte convertida del programa están almacenados cada uno de ellos en un componente lógico (96, 106) de un módulo de comunicación separado (90, 100) , caracterizado porque los módulos de comunicación están configurados de tal manera que sus componentes lógicos se comunican uno con otro para ejecutar acíclicamente, en respuesta al respectivo código, las partes convertidas del programa de control cicloorientado, y porque se hacen funcionar en sincronismo los componentes lógicos de los módulos de comunicación.

11. Sistema de comunicación según la reivindicación 10, caracterizado por un dispositivo de control (110) programable en memoria en el que se ejecuta el programa de control cicloorientado, cooperando al menos el un componente lógico (80) del módulo de comunicación (10) con el dispositivo de control (110) programable en memoria de tal manera que la parte del programa de control cicloorientado, convertida en el código correspondiente, sea ejecutada solamente por el al menos un componente lógico (80) .