用于为开关装置给定参数的工程系统的宏管理系统

摘要

本发明涉及一种利用核心模块用于为开关装置给定参数的工程系统（2）的宏管理系统（1）。本发明的特征在于，宏管理系统具有以下模块作为核心模块：设计用于创建宏（13）的创建模块（4）；设计用于展示所有存在于系统（1）中的宏（13）的显示-/目录模块（5）；设计用于将已经存在的宏（13）集成到系统（1）中的输入模块（6）和设计用于分配已经创建的宏（13）的输出模块。宏管理系统（1）连接至工程系统（2）的图形操作界面（3），并且能通过多个问题层级（20，21，22）利用不同的选项引导设计者对宏（13）做出受限制的最终选择。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于为开关装置给定参数的工程系统的宏管理系统 （Makromanagementsystem）。

背景技术

在工业自动化技术领域中，使用了控制装置以及现场设备。此外，现 代的并且复杂的现场设备（例如安全开关装置、发动机管理系统）的特征 在于，它们具有多个参数。它们可以通过这些参数与现场的具体应用条件 相适应（例如电流极限值、警报界限、内部时间模块、内部计数器等）。 这些装置参数由该设备的设计者借助于工程系统来确定，并且然后载入该 装置。为此，设计者大多使用能够在对话基础上给定参数或以图形方式给 定参数的工程系统。控制装置（例如SPS、IPC、CNC）能够循环地完成 由用户创建的控制程序。以这种方式，控制装置就能够使用可以自由定义 的控制功能。此时，借助于工程系统再为设计者得出创建控制程序的各种 不同的可能性。设计者可以例如使用常规的SPS语言（例如KOP、FUP、 AWL）、标准语言（例如SCL），以及通过功能图（CFC，连续功能图 Continuous Function Chart）使用图形编程。当进行图形编程时，在一幅图 中将预制的功能模块彼此连接。然后，由工程系统在控制程序中对这些图 进行翻译并载入目标系统（CPU）。

低压开关装置（例如发动机启动器、发动机管理系统或安全系统）的 特征越来越多地体现在多个装置参数和装置功能上。而且复杂的开关装置 能够处理应用逻辑（例如安全程序），从而其能够灵活地适应现场要求。

为这些复杂的电子开关装置给定参数通常在能够为该装置提供逻辑 和参数的工程系统的基础上进行。此外，现代的工程系统具有一个图形操 作界面（GUI，图形用户界面Graphic User Interface），这个图形操作界面 使得为相应装置给定参数对设计者来说十分容易。

工程系统的图形操作界面的一个方面在于，能为设计者在功能目录内 选择由该装置提供的功能，并且能够在功能图中连接这些功能。在这种功 能图中，设计者可以将功能模块彼此连接，并以这种方式创建安全按照特 殊应用情况设计的功能逻辑。

随着开关装置的复杂性逐渐上升以及给定参数能力的逐渐增长，要在 功能图中创建的应用逻辑的复杂性和范围也在提高。用于为一个装置或一 整台设备准确无误地创建功能图的投入在没有辅助措施、即通过工程系统 加强支持的条件下明显增加。同时，随着功能逻辑的大小，测试投入和故 障概率也在增加。

为了对逐渐增加的复杂性加以控制，出现了对已经创建并且经过测试 的功能单元的系统化的再利用。然而，这种对预先制定的解决方案的系统 化的再利用常常受到妨碍，原因是没有部分解决方案的文档 编制或部分解决方案的文档编制不足、当采用部分解决方案时没有具体的 由工程系统提供的技术辅助以及当选择部分解决方案时、特别是当存在非 常相似的部分解决方案时缺少辅助支持。选择错误的部分解决方案或对部 分解决方案的错误应用通常会使成本增加，这是因为这经常会导致需要对 整个解决方案重新进行设计。

发明内容

因此本发明的目的在于，实现一种用于为开关装置给定参数的工程系 统的宏管理系统，其中，一台设备的设计者可以使用所有的预先制定的部 分解决方案，他可以目标明确地并且技术上正确地将这些部分解决方案投 入使用，以便于在短时间内实现解决自动化任务的目的，特别是达到为参 与的开关装置给定参数的目的。

该目的通过一种具有权利要求1中所述特征的宏管理系统来实现。可 以单独使用或彼此相互组合起来使用的有利的设计方案和改进方案是从 属权利要求的主题。

根据本发明，该目的通过一种用于为开关装置给定参数的工程系统的 宏管理系统来实现，该宏管理系统具有以下核心模块：

-设计用于创建宏的创建模块；

-设计用于展示所有存在于系统中的宏的显示模块；

-设计用于将已经存在的宏集成到系统中的输入模块；

-设计用于分配已经创建的宏的输出模块，

其中，该宏管理系统连接至工程系统的图形操作界面，并且其 中，能通过多个问题层级（Frageebenen）利用不同的选项引导设计 者对宏做出受限制的最终选择。

宏涉及给定参数的能再利用的部分解决方案。工程系统是基于计算机 的系统，该系统用于设计一种自动化解决方案，在这里特别是用于为开关 装置给定参数。

根据本发明的系统的特征在于，该系统连接至用于能给定参数的开关 装置的工程系统并且在此特别是连接至其图形操作界面（GUI，图形用户 界面Graphical User Interface）。此外，这种系统为模块式结构，也就是说， 该系统包括完成管理系统的主要任务的核心模块。另外，在这个系统中集 成了各种子系统，这些子系统在核心模块完成任务时为其提供支持。此外， 这些子系统可供存取接口使用，这些子系统通过存取接口提供其服务。宏 管理系统管理不限数量的宏，并在需要时供工程系统使用。

这四个核心模块由创建模块、显示模块、输出模块和输入模块构成。 此外，创建模块用于创建或新产生宏。当产生一个宏时，要考虑组成一个 宏的所有组成部分。也可以通过创建模块以不同的方式产生宏，或者通过 图形界面（对话）产生宏，或者以程序技术通过接口调用产生宏。新创建 的宏被添加到这个系统中。

显示-/目录模块负责在操作界面上展示所有存在于系统中的宏。所有 被显示出来的宏都可以供设计者选择和使用。在这种情况下，这个模块可 以实现两项功能，一项是等级显示（hierarchische Darstellung），另一项是 用户管理。可以将宏储存在主要范畴（Hauptkategorien）和任意的等级深 度或者说层级深度（Hierarchietiefe）的子范畴内。这特别是在宏的数量较 大时使选择变得更容易。此外，可以从各种不同的技术角度或其它角度对 宏进行整理。既可以由宏自身、即可选择地包含在其中的等级信息，也可 以由设计者确定等级。宏管理系统可以这样进行配置，即设计者可以改变 等级，或者禁止与此有关的改动。

在用户管理中设计为，可以将用户归入不同的用户组。根据不同的用 户组，对显示的宏的选择可以是不同的。其优点是，可以根据不同的功能 （例如设计者、测试员、调试设计者）为每个用户组提供专门的宏的选择。 此外，还可以考虑为工程系统的这一功能建立一个许可模型，这由此实现， 即根据许可提供数量不等的宏。

输入模块可以将已经存在的，即由另一个设计者创建的宏集成到系统 中。其优点在于，因此而进一步提高了已经找到的解决方案的可再利用性， 这是因为这些解决方案可以在用户之间交换或者集中提供给一组用户使 用。既可以通过图形界面（对话）、以程序技术通过接口调用，也可能通 过外部的批处理系统，或者可替换地通过自动的或手动的更新来输入宏。 可以指定一个公司固有的服务器或一个互联网地址作为最后提到的这种 功能的目标位置。在任何情况下都可以输入不限数量的宏。

输出模块构成输入模块的配对模块。以这种方式，可以对已经创建的 部分解决方案进行分配。然而此时的特点是，输出模块可以连接至转换组 件，以便将输出数据转换为不同的格式，从而能够将其转发给其它系统。

在一种特别有利的实施方式中设计为，宏管理系统除了核心模块之外 还具有子系统，该子系统在完成任务时为核心模块提供支持。另外，在线 -辅助-子系统可以显示多重结构的（mehrseitigen strukturierten）或者说多 页结构的说明文本。在此，该文本的内容是宏专用的。为此，在子系统中 传输一个明确的宏密码。在线-辅助-子系统由输入模块和显示-/目录模块控 制，这是因为在线-辅助既可以在输入过程的范畴中、也可以在真正的使 用过程中显示。在线-辅助-子系统能够自身使得在线-辅助可视化，或者为 此使用一个单独的模块，这个模块是工程系统的组成部分或者完全位于该 系统之外。宏专用的在线-辅助的内容是宏的文档编制数据的组成部分。

文件显示-子系统的作用是使附加的文件、例如与宏相联系的手册或 参考书可视化。基本结构符合于在线-辅助的基本结构。在这里支持目前 常用的各种格式（doc，pdf，rtf，等）。可以在以后通过安装附加的格式过 滤器来扩展所支持的格式的种类。通过这种子系统实现其可视化的文件可 以以物理的方式储存在宏自身中，即储存在文档编制数据中，或者可替换 地可以通过参考得到。文件显示-子系统由输入模块和显示-/目录模块控 制，这是因为宏专用文件既可以在输入程序的范畴内也可以在本来的使用 过程中显示。

摘要-子系统能显示服务于宏的选择的摘要文本。这个子系统为输入 模块和显示-/目录模块提供了宏专用的简短文本，这个文本在输入或使用 宏时很有帮助。摘要是宏的文档编制数据的组成部分。

此外，宏管理系统可以具有选择系统，该选择系统用于，协助用户从 多个宏中做出适合于技术问题的选择。宏的选择在使用一个宏和输入同一 个宏时起作用。

根据本发明，宏由不同的组成部分组成。这些组成部分包括功能模块、 连接装置、装置给定参数、文档编制数据、等级信息以及选择-元数据。

功能模块涉及由开关装置提供的、并且能在工程系统的操作界面上选 择以及能在功能图中给定参数的功能。功能模块具有输入端和/或输出端， 以便使其能够与其它功能模块连接。功能模块的典型例子是监控模块（例 如紧急停止）或逻辑模块。

连接装置是在功能模块的输入端与输出端之间的连接装置。功能模块 的全体以及位于它们之间的连接装置构成功能图和应用逻辑。

开关装置提供多个装置参数，例如负载类型、冷却时间、阈值。通常， 可以为功能模块给定参数，例如计数模块中的极限值。所有这些参数形成 给定参数并且是宏的组成部分。

文档编制数据涉及附加信息，这些附加信息在输入宏、使用宏及进一 步给定参数时为设计者提供支持。

等级信息用于将宏归入一个技术等级。另外，该信息由宏所归入的所 有范畴和子范畴构成。显示-/目录子系统分析这个信息并将宏归入各自的 目录范围中，其中，在必要时重新产生指定的范畴。

选择-元数据是指数据库，选择系统通过这个数据库引导用户对宏做 出实现解决方案的选择。

本发明的核心在于，通过多个问题层级以及每个问题层级中的不同选 项引导设计者对宏做出受限制的最终选择。在选择过程结束时的所提供的 宏的清单取决于设计者已经经过的选项路径。在最终选择中的宏之间大多 只有细小的差别。现在，可以根据宏的摘要或实时预览做出最终选择。在 第二种情况下，临时在宏管理系统中产生宏并且从而实现可视化，而不需 将宏自身集成到工程系统中。其目的在于，向用户提供关于宏的结构的概 况。

可选择地，在这里已经可以提供一个功能测试。根据在何种背景下形 成这个选择过程，将以这种方式选择的宏随后集成到工程系统中，或者在 功能图中将其实例化。此时，选择-元数据包含所有对于准确描述一条刚 好通向这个宏的选项路径、即越过问题层级需选择的选项的顺序所必需的 信息。此外，需考虑特定的规则：

1.有可能多个宏（宏1，宏2，宏3）描述的是同一条选项路 径。在这种情况下，在最终选择中提供这些宏。于是，可以借助于 实时预览或摘要来做出最终的选择。

2.三组要素（Tripple）（由问题层级、文本形式的问题、选项 组成）的数量不受限制，它确定了一条选项路径中问题层级的数量。 问题层级的数量对于不同的宏来说可以是不同的。

3.如果因为指定同一个ID而使得宏在问题层级中涉及已经存 在的问题层级，则在这个层级上的选项被扩展了在该宏中所描述的 选项。如果指定了还不存在的问题层级，则由此创建一个新的问题 层级。总之，要通过所有集成在宏管理系统中的宏展开分等级的问 题-/选项树。

实时预览的作用是在最终选择宏时为设计者提供支持。为此，暂时并 且局部地在选择-子系统中使宏实例化并且可视化。选择-子系统访问工程 系统并且特别是访问其图形界面（GUI）及其编程接口以实现可视化。与 可以储存在宏中的图片的静态显示相对，这种实时预览、即一种动态的、 在进行选择的时间点时产生的可视化的优点在于，预览总是与工程系统相 适应。如果在版本改变时，特别是功能图的显示的图形界面发生变化，则 在实时预览时，显示会自动随之调整。在前一点的基础上得出的优点在于， 当此处所述的版本改变时，不必改变选择-元数据。与静态图片相反，可 以对实时预览进行缩放而不需任何投入并且也不会损失质量。工程系统利 用其GUI进行图形缩放。此外可以因此在选择系统中实现用于预览的功 能。除此之外，还可以实现动态显示。可以设想，事先对选择的宏进行模 拟，以便提前测试这个宏的特性。这也可能使对宏的选择变得更加容易。

本发明没有确定这种选择系统的具体实现方式。在宏中的选择-元数 据也只描述了问题层级的问题以及选项，但是不描述系统本身的技术设计 方案。可以设想下列可能的设计方案：

1.在一侧上分别具有一个问题层级和一个选项列表的多级对 话。

2.具有分别一个用于问题层级的登记卡片的对话。按照顺序通 过所有登记卡片引导设计者。

3.沿垂直方向不受限制的对话，在其中显示了所有的问题层级， 并包括选项。

根据本发明的宏管理系统的重要优点在于模块式结构。主要功能由核 心模块实现。可以通过附加模块引入可能的扩展方式。服务于核心模块的 子系统有助于宏管理系统实现清晰的总体结构。与工程系统之间只有一个 狭长的接口。宏管理系统在很大程度上自主工作。这使整个系统的设计和 实现更加容易。另外，具有独创性的是宏的特殊结构。宏不仅包含纯工程 设计技术方面的内容，而且还包含文档编制数据和选择数据。也有利的是， 宏的整体描述了一个分等级的选择系统。不必在其它位置为选择宏储存其 它信息。还要作为另一个优点指出的是实时预览，该实时预览取代了静态 图片。

附图说明

以下根据实施例以及根据附图对本发明的其它优点和实施方式加以 说明。

图中示出：

图1示出根据本发明的用于能给定参数的开关装置的模块式的宏管 理系统的示意图；

图2示出一个宏的构成的示意图；

图3示出根据本发明的通过具有不同的选项的多个问题层级实现的 选择系统的示意图。

具体实施方式

图1示出用于能给定参数的开关装置的模块式的宏管理系统的结构。 根据本发明的模块式的宏管理系统1的特征在于，该宏管理系统连接至用 于能给定参数的开关装置的工程系统2，并且在此特别是连接至工程系统 的图形操作界面3（GUI，图形用户界面Graphic User Interface）。宏管理 系统1为模块式结构，也就是说，它包括多个可以完成这个管理系统的主 要任务的核心模块。另外，可以在这个系统中集成各种子系统，这些子系 统在核心模块完成任务时为其提供支持。此外，这些子系统可供存取接口 使用，这些子系统通过存取接口提供其服务。

宏管理系统1管理不限数量的宏，并在需要时供工程系统2使用。四 个核心模块包括用于创建宏的创建模块4。当产生一个宏时，要考虑组成 一个宏的所有组成部分。可以通过创建模块4以不同的方式产生宏，或者 通过图形界面产生宏，或者以程序技术通过接口调用产生宏。新创建的宏 被添加到这个系统1中。

显示-/目录模块5负责在操作界面3上展示所有存在于系统1中的宏。 所有显示出来的宏都可以供设计者选择和使用。

输入模块6可以将已经存在的、创建的宏集成到系统1中。其优点在 于，由此进一步提高了已经找到的解决方案的可再利用性，这是因为这些 解决方案可以在用户之间交换或者集中提供给一组用户使用。既可以通过 图形界面、以程序技术通过外部接口调用，或者可替换地也可以通过自动 的或手动的更新来输入宏。可以指定一个公司固有的服务器或一个互联网 地址作为这种最后提到的功能的目标位置。在任何情况下都可以输入不限 数量的宏。

输出模块7构成输入模块6的配对模块。以这种方式，可以对已经创 建的部分解决方案进行分配。然而此时的特点是，输出模块7可以连接至 转换组件8，以便将输出数据转换为不同的格式，从而能够将其转发给其 它系统。

另外，在图1中还提到了子系统。在线-辅助-子系统9可以显示多重 结构的说明文本。在此，该文本的内容是宏专用的。为此，在子系统9中 传输一个明确的宏密码。在线-辅助-子系统9由输入模块6和显示-/目录模 块5控制，这是因为在线-辅助既可以在输入过程的范畴中、也可以在真 正的使用过程中显示。

文件显示-子系统10的作用是使与宏联系的附加的文件可视化。基本 结构符合于在线-辅助的基本机构。在这里支持目前常用的各种格式。可 以在以后扩展所支持的格式的清单。摘要-子系统11可以显示服务于宏的 选择的摘要文本。这个子系统11为输入模块6和显示-/目录模块5提供一 个宏专用的简短文本，这个文本在输入或使用宏时很有帮助。摘要是宏的 文档编制数据的组成部分。

选择系统12此外用于协助用户从多个宏中做出适合于技术问题的选 择。宏的选择在使用一个宏和输入同一个宏时起作用。

在图2中示出宏13的构成。根据本发明的宏13具有功能模块14、 连接装置15、装置给定参数16、文档编制数据17、等级信息18以及选择 -元数据19。功能模块14涉及由开关装置提供的、以及能够在工程系统2 的操作界面3上选择并在功能图中给定参数的功能。功能模块14具有输 入端和/或输出端，以便使其能够与其它功能模块连接。功能模块的典型例 子是监控模块或逻辑模块。

连接装置15是功能模块14的输入端与输出端之间的连接装置。功能 模块14的全体以及位于它们之间的连接装置构成功能图和应用逻辑。装 置参数化16所涉及的是，开关装置提供多个装置参数。通常，也可以为 功能模块14给定参数。所有这些参数形成装置给定参数16并且是宏13 的组成部分。

文档编制数据17涉及附加信息，这些附加信息在输入宏、使用宏及 进一步给定参数时为设计者提供支持。

等级信息18用于将宏13归入一个技术等级。另外，该信息由宏13 所归入的所有范畴和子范畴构成。显示/目录-子系统5分析这个信息并将 宏13归入相应的目录范围中，其中，在必要时重新产生指定的范畴。

选择-元数据19是指数据库，选择系统通过这个数据库引导用户对宏 13做出实现解决方案的选择。

图3示出根据本发明的通过具有不同选项的多个问题层级实现的选 择系统。本发明的核心在于，通过多个问题层级以及每个问题层级中的不 同选项引导设计者对宏13做出受限制的最终选择。单个问题层级20，21， 22包括问题，例如“您要将宏用于哪个工业领域？”；“工作任务设定的目 标是什么？”或“涉及哪种类型的设备？”。通过各自的选项23，例如针 对问题1可以是：“制造工业”或“过程工业”，针对问题2可以是：“对 设备进行控制”或“对设备进行保护”以及针对问题3可以是：“铣床” 或“催化单元”，设计者可以得到一条选项路径24，这条选项路径通向一 个处在取决于选项路径24的选择过程末尾的所提供的宏13的清单。另外， 最终选择中的宏13之间在大多数情况下只有细小的差别。现在可以根据 宏的摘要25或实时预览26做出最终选择。在第二种情况、即在使用实时 预览26的情况下，在宏管理系统1中临时产生宏13，并以此形成可视化 效果，而不需将宏13自身集成到工程系统2中。其目的在于，向用户提 供宏13的结构的概况。可选择地，在这里已经可以提供一个功能测试。 根据在何种背景下开始这个选择过程，将以这种方式选择的宏13随后集 成到工程系统2中，或者在功能图中将其实例化。因此，宏13的选择-元 数据19包含所有对于准确描述一条刚好通向这个宏13的选项路径24所 必需的信息。此外，需考虑以下规则：

1．有可能多个宏描述的是同一条选项路径24。在这种情况下， 在最终选择中提供这些宏13。于是，可以借助于实时预览26或摘 要25来做出最终的选择。

2．三组要素（由问题层级、文本形式的问题、选项组成）的 数量不受限制。它确定了一条选项路径24中问题层级的数量。问题 层级的数量对于不同的宏13来说可以是不同的。

3．如果宏13在问题层级中涉及已经存在的问题层级，则在这 个层级上的选项被扩展了在该宏13中所描述的选项。如果指定了还 不存在的问题层级，则由此创建一个新的问题层级。总之，要通过 所有集成在宏管理系统1中的宏展开分等级的问题-/选项树。

根据本发明的宏管理系统的重要优点在于模块式结构。主要功能由核 心模块提供。可以通过附加模块引入可能的扩展方式。服务于核心模块的 子系统有助于宏管理系统实现清晰的总体结构。与工程系统之间只有一个 狭长的接口。宏管理系统在很大程度上自主工作。这使整个系统的设计和 实现更加容易。另外，具有独创性的是宏的特殊结构。宏不仅包含纯工程 设计技术方面的内容，而且还包含文档编制数据和选择数据。也有利的是， 宏的整体描述了一个分等级的选择系统。不必在其它位置为选择宏储存其 它信息。还要作为另一个优点指出的是实时预览，该实时预览取代了静态 图片。