(19)
(11)EP 3 575 904 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
04.12.2019  Patentblatt  2019/49

(21)Anmeldenummer: 18175010.0

(22)Anmeldetag:  30.05.2018
(51)Int. Kl.: 
G05B 19/05  (2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(71)Anmelder: Siemens Aktiengesellschaft
80333 München (DE)

(72)Erfinder:
  • Maurmaier, Mathias
    70839 Gerlingen (DE)
  • Stutz, Andreas
    76344 Eggenstein-Leopoldshafen (DE)

  


(54)VERFAHREN ZUR ERSTELLUNG EINES REZEPTES FÜR EINE VERFAHRENSTECHNISCHE PROZESSANLAGE


(57) Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Erstellung eines Rezeptes für eine verfahrenstechnische Prozessanlage auf Basis wenigstens eines Services, wobei der wenigstens eine Service eine automatisierungstechnische Darstellung von konkreten physikalischen Ausgestaltungen verfahrenstechnischer Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage ist. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstellung des Rezeptes für jeden einzelnen Service ein dem Service zugeordnetes Stellvertreterobjekt verwendet wird, wobei das Stellvertreterobjekt eine Parametrierung aufweist, mittels derer bei einer Zusammenführung des erstellten Rezeptes und einer Topologie der verfahrenstechnischen Prozessanlage die konkreten physikalischen Ausgestaltungen der verfahrenstechnischen Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage in das Rezept mit einbezogen werden können.


Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung eines Rezeptes für eine verfahrenstechnische Prozessanlage nach Anspruch 1. Außerdem betrifft die Erfindung eine speicherprogrammierbare Steuerung nach Anspruch 8. Zudem betrifft die Erfindung ein Batch-System eines Prozessleitsystems nach Anspruch 9. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen nach Anspruch 10 und ein computerlesbares Medium nach Anspruch 11.

[0002] Modulare Prozessanlagen ermöglichen die Realisierung einer verfahrenstechnischen Produktion auf Basis von Services. Unter dem Begriff "Service" wird im Folgenden eine automatisierungstechnische Darstellung von konkreten physikalischen Ausgestaltungen verfahrenstechnischer Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage verstanden. Dabei liegt eine Herausforderung darin, ein verfahrenstechnisches Rezept möglichst unabhängig von konkreten Anlagenmodulen zu realisieren bzw. einfach an eine konkrete Produktionsanlage anpassen zu können. Unter einem "Rezept" wird im Folgenden eine Ablaufbeschreibung von (ggf. verschiedenen) Services als Orchestrierungsbeschreibung verstanden.

[0003] Um die Flexibilität in Bezug auf die Nutzung konkreter Service- und damit Modul-Instanzen zu gewährleisten, muss ein Rezept service- und modulunabhängig beschrieben werden. Dabei wird regelmäßig gefordert, dass jedes Modul in sich abgeschlossen und sicher gestaltet ist.

[0004] In der EP 2 866 105 A1 ist eine Basistechnologie beschrieben, welche zur Realisierung von Service-Kapseln verwandt werden kann.

[0005] Enthält das Rezept eine verfahrenstechnische Operation, an welcher zwei Module beteiligt sind, so müssen im Rezept zwei Services (je einer pro Modul) für die Erfüllung einer Funktion angesprochen werden. Dies erhöht den Aufwand bei der Rezepterstellung und -pflege nach einem Umbau der Prozessanlage deutlich. Ein bekannter Ansatz zur Realisierung einer übergeordneten Ablaufsteuerung bzw. eines Rezepts für modulare Anlagen besteht darin, die Schrittkette mit einzelnen, feingranularen Services jeweils auf die konkrete Prozessanlage anzupassen. Dies erfordert jedoch einen hohen manuellen Aufwand.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizienteres, vereinfachtes Verfahren zur Erstellung eines Rezeptes für eine verfahrenstechnische Prozessanlage anzugeben.

[0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erstellung eines Rezeptes für eine verfahrenstechnische Prozessanlage auf Basis wenigstens eines Services, wobei der wenigstens eine Service eine automatisierungstechnische Darstellung von konkreten physikalischen Ausgestaltungen verfahrenstechnischer Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage ist, nach Anspruch 1.

[0008] Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstellung des Rezeptes für jeden einzelnen Service ein dem Service zugeordnetes Stellvertreterobjekt verwendet wird, wobei das Stellvertreterobjekt eine Parametrierung aufweist, mittels derer bei einer Zusammenführung des erstellten Rezeptes und einer Topologie der verfahrenstechnischen Prozessanlage die konkreten physikalischen Ausgestaltungen der verfahrenstechnischen Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage in das Rezept mit einbezogen werden können.

[0009] Unter dem Begriff "Service" wird eine automatisierungstechnische Darstellung von konkreten physikalischen Ausgestaltungen verfahrenstechnischer Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage verstanden. Beispielweise kann die verfahrenstechnische Prozessanlage einen Service "Entleeren", "Temperieren", "Rühren" oder "Befüllen" aufweisen.

[0010] Unter einem "Rezept" wird im Folgenden eine Ablaufbeschreibung von (ggf. verschiedenen) Services als Orchestrierungsbeschreibung verstanden. Unter dem Begriff der "Topologie" der Prozessanlage werden konkrete Bauelemente, Maschinen, Sensoren, Aktoren und dgl. verstanden, die Teil der verfahrenstechnischen Prozessanlage sind.

[0011] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Erstellung eines Rezeptes für eine verfahrenstechnische Prozessanlage von realen Service-Instanzen der verfahrenstechnischen Prozessanlage zu entkoppeln. Die Orchestrierungsvorschrift (das Rezept) kann daher unabhängig von der tatsächlichen Implementierung der einzelnen Services der verfahrenstechnischen Prozessanlage erzeugt werden. Nach der Erstellung des Rezeptes kann das modulunabhängige Anlagenrezept dann mit der mittels eines Modul-Engineerings und eines Pool-Engineerings in Verbindung gebracht werden, um eine modulbasierte Orchestrierung zu erhalten.

[0012] Bevorzugt werden das oder die Stellvertreterobjekte in einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) eines Leitsystems der verfahrenstechnischen Prozessanlage realisiert.

[0013] Besonders bevorzugt werden das oder die Stellvertreterobjekte in einem Batch-System eines Leitsystems der verfahrenstechnischen Prozessanlage realisiert. Unter einem Batch-System wird ein speziell auf die Automatisierung von Batch-Prozessen (speziell für chargenproduzierende Prozessanlagen) ausgelegter Teil des Leitsystems verstanden.

[0014] Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bilden das oder die Stellvertreterobjekte einen Zustand des jeweils zugeordneten Services aus einem verfahrenstechnischen Modul, dem der Service zugeordnet ist, zeitlich synchronisiert ab, insbesondere in der speicherprogrammierbaren Steuerung oder in dem Batch System eines Leitsystems der verfahrenstechnischen Prozessanlage.

[0015] Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Teil der Stellvertreterobjekte jeweils einem Service mit einer bestimmten Serviceinstanz, die eine bestimmte verfahrenstechnische Funktion repräsentiert, zugeordnet. Entsprechend kann der wenigstens eine Teil der Stellvertreterobjekte nur zusammen mit dem einen Service mit der bestimmten Serviceinstanz verwendet werden.

[0016] Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ein verfahrenstechnisches Modul wenigstens einen ersten Service auf, der wenigstens eine erste Serviceinstanz und eine zweite Serviceinstanz aufweist, die sich hinsichtlich einer von ihnen repräsentierten verfahrenstechnischen Funktion voneinander unterscheiden. Zusätzlich weist das verfahrenstechnische Modul wenigstens einen zweiten Service auf, der wenigstens eine Serviceinstanz aufweist, die eine identische verfahrenstechnische Funktion wie die erste oder die zweite Serviceinstanz des ersten Services repräsentiert. Dabei ist wenigstens ein Stellvertreterobjekt derjenigen Serviceinstanz zugeordnet, die der erste Service und der zweite Service identisch aufweisen.

[0017] Zur Erstellung des Rezeptes für wenigstens zwei verschiedene Services kann ein den Services zugeordnetes Stellvertreterobjekt verwendet werden, wobei die Services vorzugsweise sich voneinander unterscheidenden verfahrenstechnischen Modulen zugeordnet sind.

[0018] Die Aufgabe wird zudem gelöst durch eine speicherprogrammierbare Steuerung, die zur Erstellung eines Rezeptes für eine verfahrenstechnische Prozessanlage auf Basis wenigstens eines Services ausgebildet und vorgesehen ist, wobei der wenigstens eine Service eine automatisierungstechnische Darstellung von konkreten physikalischen Ausgestaltungen verfahrenstechnischer Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage ist, nach Anspruch 8.

[0019] Die speicherprogrammierbare Steuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der speicherprogrammierbaren Steuerung für jeden einzelnen Service ein dem Service zugeordnetes Stellvertreterobjekt realisiert ist, wobei das Stellvertreterobjekt eine Parametrierung aufweist, mittels derer bei einer Zusammenführung des erstellten Rezeptes und einer Topologie der verfahrenstechnischen Prozessanlage die konkreten physikalischen Ausgestaltungen der verfahrenstechnischen Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage in das Rezept mit einbezogen werden können.

[0020] Die Aufgabe wird zudem gelöst durch Batch-System eines Prozessleitsystems, das zur Erstellung eines Rezeptes für eine verfahrenstechnische Prozessanlage auf Basis wenigstens eines Services ausgebildet und vorgesehen ist, wobei der wenigstens eine Service eine automatisierungstechnische Darstellung von konkreten physikalischen Ausgestaltungen verfahrenstechnischer Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage ist, nach Anspruch 9.

[0021] Das Batch-System ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Batch-System für jeden einzelnen Service ein dem Service zugeordnetes Stellvertreterobjekt realisiert ist, wobei das Stellvertreterobjekt eine Parametrierung aufweist, mittels derer bei einer Zusammenführung des erstellten Rezeptes und einer Topologie der verfahrenstechnischen Prozessanlage die konkreten physikalischen Ausgestaltungen der verfahrenstechnischen Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage in das Rezept mit einbezogen werden können.

[0022] Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen zur Implementierung des zuvor beschriebenen Verfahrens nach Anspruch 10 und durch ein computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen, nach Anspruch 11.

[0023] Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.


Ansprüche

1. Verfahren zur Erstellung eines Rezeptes für eine verfahrenstechnische Prozessanlage auf Basis wenigstens eines Services, wobei der wenigstens eine Service eine automatisierungstechnische Darstellung von konkreten physikalischen Ausgestaltungen verfahrenstechnischer Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Erstellung des Rezeptes für jeden einzelnen Service ein dem Service zugeordnetes Stellvertreterobjekt verwendet wird, wobei das Stellvertreterobjekt eine Parametrierung aufweist, mittels derer bei einer Zusammenführung des erstellten Rezeptes und einer Topologie der verfahrenstechnischen Prozessanlage die konkreten physikalischen Ausgestaltungen der verfahrenstechnischen Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage in das Rezept mit einbezogen werden können.
 
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das oder die Stellvertreterobjekte in einer speicherprogrammierbaren Steuerung eines Leitsystems der verfahrenstechnischen Prozessanlage realisiert werden.
 
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das oder die Stellvertreterobjekte in einem Batch System eines Leitsystems der verfahrenstechnischen Prozessanlage realisiert werden.
 
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das oder die Stellvertreterobjekte einen Zustand des jeweils zugeordneten Services aus einem verfahrenstechnischen Modul, dem der Service zugeordnet ist, zeitlich synchronisiert abbilden, insbesondere in einer speicherprogrammierbaren Steuerung oder in einem Batch System eines Leitsystems der verfahrenstechnischen Prozessanlage.
 
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem wenigstens ein Teil der Stellvertreterobjekte jeweils einem Service mit einer bestimmten Serviceinstanz, die eine bestimmte verfahrenstechnische Funktion repräsentiert, zugeordnet ist.
 
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem ein verfahrenstechnisches Modul wenigstens einen ersten Service aufweist, der wenigstens eine erste Serviceinstanz und eine zweite Serviceinstanz aufweist, die sich hinsichtlich einer von ihnen repräsentierten verfahrenstechnischen Funktion voneinander unterscheiden, und bei dem das verfahrenstechnische Modul wenigstens einen zweiten Service aufweist, der wenigstens eine Serviceinstanz aufweist, die eine identische verfahrenstechnische Funktion wie die erste oder die zweite Serviceinstanz des ersten Services repräsentiert, wobei wenigstens ein Stellvertreterobjekt der Serviceinstanz zugeordnet ist, die der erste Service und der zweite Service identisch aufweisen.
 
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem zur Erstellung des Rezeptes für wenigstens zwei verschiedene Services ein den Services zugeordnetes Stellvertreterobjekt verwendet wird, wobei die Services vorzugsweise sich voneinander unterscheidenden verfahrenstechnischen Modulen zugeordnet sind.
 
8. Speicherprogrammierbare Steuerung, die zur Erstellung eines Rezeptes für eine verfahrenstechnische Prozessanlage auf Basis wenigstens eines Services ausgebildet und vorgesehen ist, wobei der wenigstens eine Service eine automatisierungstechnische Darstellung von konkreten physikalischen Ausgestaltungen verfahrenstechnischer Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der speicherprogrammierbaren Steuerung für jeden einzelnen Service ein dem Service zugeordnetes Stellvertreterobjekt realisiert ist, wobei das Stellvertreterobjekt eine Parametrierung aufweist, mittels derer bei einer Zusammenführung des erstellten Rezeptes und einer Topologie der verfahrenstechnischen Prozessanlage die konkreten physikalischen Ausgestaltungen der verfahrenstechnischen Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage in das Rezept mit einbezogen werden können.
 
9. Batch-System eines Prozessleitsystems, das zur Erstellung eines Rezeptes für eine verfahrenstechnische Prozessanlage auf Basis wenigstens eines Services ausgebildet und vorgesehen ist, wobei der wenigstens eine Service eine automatisierungstechnische Darstellung von konkreten physikalischen Ausgestaltungen verfahrenstechnischer Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Batch-System für jeden einzelnen Service ein dem Service zugeordnetes Stellvertreterobjekt realisiert ist, wobei das Stellvertreterobjekt eine Parametrierung aufweist, mittels derer bei einer Zusammenführung des erstellten Rezeptes und einer Topologie der verfahrenstechnischen Prozessanlage die konkreten physikalischen Ausgestaltungen der verfahrenstechnischen Operationen der verfahrenstechnischen Prozessanlage in das Rezept mit einbezogen werden können.
 
10. Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen zur Implementierung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
 
11. Computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
 












IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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