[发明专利]用于工业技术过程的控制方法和控制系统

说明书

控制系统传感器将工业技术过程实际状态周期性检测并通过第一开放通信网络传感器公用的第一保护连接传到控制系统公用中央单元。传感器将其测的实际状态在预定时间窗口内一次性传到中央单元。中央单元考虑实际状态并将工业技术过程控制信号周期性得出并通过第二开放通信网络控制系统的多个执行器公用的第二保护连接传到执行器。中央单元将为执行器确定的控制信号在窗口内一次性传到执行器。执行器根据控制信号周期性作用于工业技术过程。在窗口内为传感器分配发射器侧子区间，传感器在子区间内将其测的实际状态送到第一开放通信网络。实际状态在窗口的与子区间对应的接收器侧子区间内到中央单元中。确定发射器侧子区间以使接收器侧子区间不相交。

技术领域

本发明涉及一种工业技术过程的控制方法，

-其中，控制系统的传感器周期性地检测工业技术过程的实际状态并将实际状态传输到控制系统的公用中央单元，使得每个传感器将由该传感器检测到的实际状态在预定的时间窗口内一次性地传输到公用中央单元；

-其中，公用中央单元在考虑传输到公用中央单元的实际状态的情况下周期性地得出用于工业技术过程的控制信号，并且将控制信号传输到控制系统的执行器，使得公用中央单元将为相应的执行器确定的控制信号在预定的时间窗口内一次性地传输到每个执行器；

-其中，执行器根据传输到执行器的控制信号周期性地作用于工业技术过程。

本发明还涉及一种用于工业技术过程的控制系统，

-其中，控制系统具有多个传感器、多个执行器和一个公用中央单元。

背景技术

控制系统以不同的实施方案被公知。历史上，控制系统最初利用独立的通信系统构建，例如利用可编程逻辑控制器自身的总线。然后，进一步的发展产生了现场总线系统，其中传感器和执行器通过现场总线（例如PROFIBUS）与公用中央单元连接。

最近，还使用基于以太网的现场总线。这样的现场总线是开放通信网络的典型实例。

开放通信网络是如下的通信网络，其中与通信网络连接的每个组件根据其自身的规范将数据输送到通信网络中并且读取通过该通信网络传输的数据。然而，已连接的组件不知道哪些另外的组件与该通信网络连接。特别地，与控制器无关的另外的组件因此能够与在本发明的范畴中使用的开放通信网络连接。如果（仅作为示例的）中央单元、传感器和执行器作为组件与通信网络连接，则可能存在互相通信但不与中央单元、传感器或执行器通信的另外的组件，另外的组件虽然与这些组件中的至少一个通信但不在控制方法内通信。此外，已连接的组件（至少通常）不知道开放通信网络的拓扑结构。

在过程工业和工业自动化中，要被控制的工业技术过程通常相对较慢。周期时间（本发明中的术语“时间窗口”）能够在几毫秒的范围内，甚至通常在50ms或100ms以上的范围内。基于以太网的通信网络通常也能用于这种周期时间。

由DE 10 2015 213 845 A1已知一种用于技术过程的控制方法，该控制方法呈交通工具中的部件的控制系统形式。在该控制方法的范畴中，控制系统的传感器周期性地检测工业技术过程的实际状态，并且通过第一开放通信网络将实际状态传输到控制系统的公用中央单元。公用中央单元在考虑传输到公用中央单元的实际状态的情况下周期性地得出用于工业技术过程的控制信号，并将控制信号通过第二开放通信网络传输到控制系统的执行器。执行器根据传输到执行器的控制信号周期性地作用于工艺过程。传感器周期性地发送实际状态。然而，不能安全地确保在预定时间内由公用中央单元实现接收。公用中央单元到执行器的反向通信也是如此。在引用的文献D1中，能够确定各个传感器将其实际状态传输到中央单元的不同的时间点。