WO2012003907A1 - System for cabling the automation equipment and control equipment of a technical plant - Google Patents

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WO2012003907A1
WO2012003907A1 PCT/EP2011/002651 EP2011002651W WO2012003907A1 WO 2012003907 A1 WO2012003907 A1 WO 2012003907A1 EP 2011002651 W EP2011002651 W EP 2011002651W WO 2012003907 A1 WO2012003907 A1 WO 2012003907A1
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Definitions

  • the invention relates to a system for wiring of intelligent field devices and / or input / output units with a higher-level control or control of automation and control of a technical system, also called process control system of the technical system, according to the preamble of claim 1.
  • the inventive system especially suitable for use in a power plant.
  • the used intelligent field devices and / or input / output units are each connected via a separate field bus to the correspondingly assigned automation device, hereinafter also referred to as controller.
  • the controllers communicate with a higher-level control system or higher-level control system via a system bus.
  • the corresponding signal must be connected to another automation device via the so-called source automation device connected directly to the field device and the system bus connecting all automation devices.
  • the so-called target automation device transferred. This requires an increased reaction time or lower transmission speeds for signals forwarded as well as an additional planning effort for the configuration of the signal exchange from the source automation device to the target automation device.
  • the signals from and to the input / output units and intelligent field devices are routed to the target automation devices via hardware patch panels, which, however, means an increased amount of wiring and hardware through additionally required patch panels.
  • the invention is accordingly an object of a system for cabling the automation and control of a technical system, also called process control system of the technical system, to specify, whereby the aforementioned disadvantages of the prior art are overcome.
  • the system according to the invention in particular the planning effort and the reaction time of the system should be reduced and the transmission speeds of the signals transmitted within the system should be increased.
  • the system according to the invention is provided as a continuous solution, in particular both for use in the switchgear and in the process technology of a power plant.
  • the system for cabling intelligent field devices and / or input / output units with the higher-level control technology of the process control system of the technical system comprises a plurality of automation devices, also called controllers, which are connected to each other and to the higher-level control technology via a system bus.
  • the automation devices are connected to the intelligent field devices and / or input / output units via a communication network, for example the Ethernet, such that a signal transfer takes place between the field devices and / or input / output units to the controllers via the Ethernet bus system is executable.
  • the controllers are each loaded only with the signals required for the execution of the automation function to be executed by the respective controller.
  • the signals from and to the field devices or input / output units or the controllers via the Ethernet bus system are available, the availability of the technical system increases and the response time of the entire system is significantly reduced.
  • the system according to the invention furthermore makes it possible to automatically route the fieldbus signals to the engineering tool, which reduces the planning complexity of the technical system.
  • Fig. 3 shows an exemplary embodiment of the system according to the invention for
  • FIG. 1 shows an exemplary wiring between a higher-level control system 1 and connected thereto intelligent field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 according to the prior art, wherein the higher-level control 1 with the programmable controllers 21, 22, 23 and the programmable controllers 21, 22, 23 with each other via a control system bus 10 connected is.
  • the automation devices 21, 22, 23 are connected to the intelligent field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 by means of one or more fieldbuses 31, 32, 33 such that each field device 41, 42, 43 and each Input / output units 44, 45, 46 each with only one automation device 21, 22, 23 is firmly connected.
  • the system shown in FIG. 1 shows a redundant design of the automation and control technology of the technical system. In the illustrated redundant system, the system bus 10, the connected automation devices 21, 22, 23 and the fieldbus 31, 32, 33 with the respective connected thereto smart field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 redundant ,
  • the corresponding signal must be via the first automation device 21, also called source automation device, connected directly to the field device and all Automation device 21, 22, 23 connecting system bus 10 to the second automation device 22, the so-called target automation device 22, are ranked.
  • This requires an increased reaction time or lower transmission speeds for signals relayed in this way and an additional planning effort for shunting the signals from the source automation device 21 to the target automation device 22.
  • the previously described signal transfer from the first field device 41 via the source automation device 21 to the target automation device 21.
  • Automation device 22 is shown in FIG. 1 by arrows.
  • Fig. 2 exemplary embodiments of the signal routing according to the prior art are shown, wherein Fig. 2a shows a so-called parallel wiring and Fig. 2b shows a signal routing over parallel buses.
  • input / output units for encoder 65 are arranged.
  • the cabling from the input / output units of the encoder 65 or the field devices 66 is guided via corresponding connection units 63, 64 to the marshalling distributor 62.
  • the used intelligent field devices 76 and / or input / output units of the encoders 75 are each connected via a separate field bus 70 to the correspondingly assigned automation device 71.
  • FIG. 2 b shows the connection of the intelligent field devices 76 and input / output units of the encoders 75 arranged in the field 2 of the technical installation with the control system located in the electronics compartment 4 in the control cabinet 71 via corresponding connection units 73, 74 and buses 70 running in parallel.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the system according to the invention for connecting intelligent field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 to a higher-level control 1 of a process control system of a power plant.
  • the system according to the invention for wiring the intelligent field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 with the higher-level control system 1 comprises a plurality of automation devices 21, 22, 23 which are connected to the higher-level control 1 via a control system system bus 10.
  • the automation devices 21, 22, 23 are connected to the intelligent field devices 41, 42, 43 and the input / output units 44, 45, 46 via an Ethernet bus system 50 such that a signal transfer between the field devices 41, 42, 43, the input / output units 44, 45, 46 and the controllers 21, 22, 23 can be executed via the Ethernet bus system 50.
  • the previously described signal transfer from the first field device 41 via the Ethernet bus system 50 to a target automation device 22 is shown in FIG. 2 by arrows.
  • Ethernet bus system 50 the programmable controllers 21, 22, 23 and the system bus 10 are redundant.
  • the redundant embodiment of the system according to the invention is used, for example, in the cabling of the controllers, input and / or output units and / or field devices of a power plant.
  • the system according to the invention may be designed in parts or completely single-channel.
  • the number of connected to the Ethernet bus 50 smart field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 can be chosen arbitrarily.
  • the input / output units 44, 45, 46 are provided for the connection of further field devices.
  • Ethernet bus system 50 for communication between the inputs / outputs of the field devices 41, 42, 43 and the input / output units 44, 45, 46 with the programmable controllers 21, 22, 23 simplifies the configuration of the signal routing within the process control system.
  • the routing of field bus signals to the input / output units 44, 45, 46 and / or intelligent field devices 41, 42, 43 can be carried out automatically by the higher-level control technology.
  • an engineering tool which can be connected to the control system or system bus 10 automatically generates from the assignment and application of the automation devices 21, 22, 23 the required routing or routing information for a communication of input / output signals between the field devices 41, 42, 43 and automation devices 21, 22, 23.
  • each automation device 21, 22, 23 is capable of transmitting to any other input / output unit 44, 45, 46 and / or receiving signals from each input / output unit 44, 45, 46.
  • the application programmer is completely free in the assignment of the functions to be performed by the system to the individual programmable controllers 21, 22, 23.
  • the automation devices are configured to control the automation devices.
  • the additional application task for routing the input / output signals is supported by corresponding automation of the communication configuration in the engineering tool.

Abstract

The invention relates to a system for cabling intelligent field devices (41, 42, 43) and/or input/output units (44, 45, 46) to primary control equipment (1) of a process control system of the technical plant by means of at least two automation devices (21, 22, 23), which are connected to the primary control equipment (1) by means of a system bus (10). The automation devices (21, 22, 23) are connected to the intelligent field devices (41, 42, 43) and/or input/output units (44, 45, 46) by means of an Ethernet bus system (50) in such a way that a signal transfer between the field devices (41, 42, 43) and/or input/output units (44, 45, 46) and the automation devices can be carried out by means of the Ethernet bus system (50).

Description

System zur Verkabelung der Automatisierungs- und Leittechnik einer technischen  System for wiring the automation and control technology of a technical
Anlage  investment
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein System zur Verkabelung von intelligenten Feldgeräten und/oder Ein-/Ausgabeeinheiten mit einer übergeordneten Leittechnik oder Steuerung einer Automatisierungs- und Leittechnik einer technischen Anlage, auch Prozesssteuerungssystem der technischen Anlage genannt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Das erfindungsgemäße System ist insbesondere für den Einsatz in einer Kraftwerksanlage geeignet. The invention relates to a system for wiring of intelligent field devices and / or input / output units with a higher-level control or control of automation and control of a technical system, also called process control system of the technical system, according to the preamble of claim 1. The inventive system especially suitable for use in a power plant.
In bekannten Prozesssteuerungssystemen sind die eingesetzten intelligenten Feldgeräte und/oder Ein-/Ausgabeeinheiten jeweils über einen separaten Feldbus mit dem entsprechend zugeordneten Automatisierungsgerät, nachfolgend auch als Controller bezeichnet, verbunden. Die Controller kommunizieren über einen Systembus mit einer übergeordneten Leittechnik bzw. übergeordneten Steuerung. In known process control systems, the used intelligent field devices and / or input / output units are each connected via a separate field bus to the correspondingly assigned automation device, hereinafter also referred to as controller. The controllers communicate with a higher-level control system or higher-level control system via a system bus.
Werden nunmehr Signale von einem Feldgerät oder einer Ein-/Ausgabeeinheit benötigt, die nicht direkt mit dem jeweiligen Automatisierungsgerät verbunden ist, muss das entsprechende Signal über das direkt mit dem Feldgerät verbundene sogenannte Quell- Automatisierungsgerät und den alle Automatisierungsgeräte verbindenden Systembus zu einem anderen Automatisierungsgerät, dem sogenannten Ziel- Automatisierungsgerät, übertragen werden. Dies bedingt eine erhöhte Reaktionszeit bzw. niedrigere Übertragungsgeschwindigkeiten für so weitergeleiteten Signale sowie einen zusätzlicher Planungsaufwand für die Konfigurierung des Signalaustausches vom der Quell- Automatisierungsgerät zum Ziel-Automatisierungsgerät. If now signals from a field device or an input / output unit is required, which is not directly connected to the respective automation device, the corresponding signal must be connected to another automation device via the so-called source automation device connected directly to the field device and the system bus connecting all automation devices. the so-called target automation device, transferred. This requires an increased reaction time or lower transmission speeds for signals forwarded as well as an additional planning effort for the configuration of the signal exchange from the source automation device to the target automation device.
Um den Signaltransfer über den Systembus zu vermeiden, werden die Signale von und zu den Ein-/Ausgabeeinheiten und intelligenten Feldgeräten über Hardware- Rangierverteiler zu den Ziel-Automatisierungsgeräten geführt, was jedoch einen erhöhten Verdrahtungsaufwand und Hardwareaufwand durch zusätzlich benötigten Rangierverteiler bedeutet. In order to avoid signal transfer via the system bus, the signals from and to the input / output units and intelligent field devices are routed to the target automation devices via hardware patch panels, which, however, means an increased amount of wiring and hardware through additionally required patch panels.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde ein System zur Verkabelung der Automatisierungs- und Leittechnik einer technischen Anlage, auch Prozesssteuerungssystem der technischen Anlage, genannt, anzugeben, wodurch vorgenannte Nachteile des Standes der Technik überwunden werden. Mit dem erfindungsgemäßen System sollen insbesondere der Planungsaufwand und die Reaktionszeit der Anlage reduziert sowie die Übertragungsgeschwindigkeiten der innerhalb der Anlage übertragenen Signale erhöht werden. Das erfindungsgemäße System ist als durchgängige Lösung, insbesondere sowohl zum Einsatz in der Schaltanlage als auch in der Prozesstechnik einer Kraftwerksanlage, vorgesehen. The invention is accordingly an object of a system for cabling the automation and control of a technical system, also called process control system of the technical system, to specify, whereby the aforementioned disadvantages of the prior art are overcome. With the system according to the invention in particular the planning effort and the reaction time of the system should be reduced and the transmission speeds of the signals transmitted within the system should be increased. The system according to the invention is provided as a continuous solution, in particular both for use in the switchgear and in the process technology of a power plant.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System zur Verkabelung von intelligenten Feldgeräten und/oder Ein-/Ausgabeeinheiten mit einer übergeordneten Leittechnik oder Steuerung eines Prozesssteuerungssystems der technischen Anlage mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Systems sind in weiteren Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben. This object is achieved by a system for wiring of intelligent field devices and / or input / output units with a higher-level control or control of a process control system of the technical system with the features specified in claim 1. Advantageous embodiments and improvements of the system according to the invention are specified in further claims and in the description.
Erfindungsgemäß umfasst das System zur Verkabelung von intelligenten Feldgeräten und/oder Ein-/Ausgabeeinheiten mit der übergeordneten Leittechnik des Prozesssteuerungssystems der technischen Anlage mehrere Automatisierungsgeräte, auch Controller genannt, die über einen Systembus miteinander und mit der übergeordneten Leittechnik verbunden sind. Die Automatisierungsgeräte sind über ein Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise das Ethernet so mit den intelligenten Feldgeräten und/oder Ein-/Ausgabeeinheiten verbunden, dass ein Signaltransfer zwischen den Feldgeräten und/oder Ein-/Ausgabeeinheiten zu den Controllern über das Ethernet- Bussystem ausführbar ist. According to the invention, the system for cabling intelligent field devices and / or input / output units with the higher-level control technology of the process control system of the technical system comprises a plurality of automation devices, also called controllers, which are connected to each other and to the higher-level control technology via a system bus. The automation devices are connected to the intelligent field devices and / or input / output units via a communication network, for example the Ethernet, such that a signal transfer takes place between the field devices and / or input / output units to the controllers via the Ethernet bus system is executable.
Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Controller jeweils nur mit den für die Ausführung der vom jeweiligen Controller auszuführenden Automatisierungsfunktion benötigten Signalen belastet werden. Dadurch, dass nunmehr die Signale von und zu den Feldgeräten oder Ein-/ Ausgabeeinheiten bzw. den Controllern über das Ethernet- Bussystem zur Verfügung stehen, erhöht sich die Verfügbarkeit der technischen Anlage und die Reaktionszeit des gesamten Systems wird deutlich reduziert. As a result, it is advantageously achieved that the controllers are each loaded only with the signals required for the execution of the automation function to be executed by the respective controller. The fact that now the signals from and to the field devices or input / output units or the controllers via the Ethernet bus system are available, the availability of the technical system increases and the response time of the entire system is significantly reduced.
Das erfindungsgemäße System ermöglicht weiterhin, dass nunmehr eine Rangierung der Feldbussignale automatisch vom Engineering- Tool vornehmbar ist, wodurch sich der Planungsaufwand der technischen Anlage reduziert. The system according to the invention furthermore makes it possible to automatically route the fieldbus signals to the engineering tool, which reduces the planning complexity of the technical system.
Anhand des in den folgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles sollen die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen, Verbesserungen und weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Reference to the embodiment shown in the following figures, the invention and advantageous refinements, improvements and other advantages of the invention will be explained and described in detail.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein System zur Verkabelung einer Automatisierungs- und Leittechnik einer technischen Anlage nach dem Stand der Technik, 1 shows a system for wiring an automation and control technology of a technical system according to the prior art,
Fig. 2 beispielhafte Ausführungen der Signalrangierung gemäß dem Stand der Fig. 2 exemplary embodiments of the Signalrangierung according to the prior
Technik, und  Technology, and
Fig. 3 eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Systems zur  Fig. 3 shows an exemplary embodiment of the system according to the invention for
Verkabelung von intelligenten Feldgeräten mit einer übergeordneten Steuerung eines Prozesssteuerungssystems der technischen Anlage.  Cabling of intelligent field devices with a higher-level control of a process control system of the technical installation.
In Fig. 1 ist eine beispielhafte Verkabelung zwischen einer übergeordneten Leittechnik 1 und daran angeschlossenen intelligenten Feldgeräten 41 , 42, 43 und Ein- /Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 gemäß dem Stand der Technik dargestellt, wobei die übergeordneten Leittechnik 1 mit den Automatisierungsgeräten 21 , 22, 23 und die Automatisierungsgeräte 21 , 22, 23 miteinander über einen Leittechniksystembus 10 verbunden ist. Die Automatisierungsgeräte 21 , 22, 23 sind mittels einem oder mehreren Feldbussen 31 , 32, 33 mit den intelligenten Feldgeräten 41 , 42, 43 und Ein- /Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 so verbunden, dass jedes Feldgerät 41 , 42, 43 und jede Ein-/Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 jeweils mit nur einem Automatisierungsgerät 21 , 22, 23 fest verbunden ist. Das in der Fig. 1 dargestellte System zeigt eine redundante Ausführung der Automatisierungs- und Leittechnik der technischen Anlage. Im dargestellten redundanten System sind der Systembus 10, die daran angeschlossenen Automatisierungsgeräte 21 , 22, 23 und der Feldbus 31 , 32, 33 mit den jeweils daran angeschlossenen intelligenten Feldgeräten 41 , 42, 43 und Ein-/Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 redundant ausgeführt. 1 shows an exemplary wiring between a higher-level control system 1 and connected thereto intelligent field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 according to the prior art, wherein the higher-level control 1 with the programmable controllers 21, 22, 23 and the programmable controllers 21, 22, 23 with each other via a control system bus 10 connected is. The automation devices 21, 22, 23 are connected to the intelligent field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 by means of one or more fieldbuses 31, 32, 33 such that each field device 41, 42, 43 and each Input / output units 44, 45, 46 each with only one automation device 21, 22, 23 is firmly connected. The system shown in FIG. 1 shows a redundant design of the automation and control technology of the technical system. In the illustrated redundant system, the system bus 10, the connected automation devices 21, 22, 23 and the fieldbus 31, 32, 33 with the respective connected thereto smart field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 redundant ,
Werden nunmehr beispielsweise Signale von einem ersten Feldgerät 41 benötigt, welches nicht direkt mit dem die entsprechende Automatisierungsfunktion ausführendem zweiten Automatisierungsgerät 22 verbunden ist, muss das entsprechende Signal über das direkt mit dem Feldgerät verbundene erste Automatisierungsgerät 21 , auch Quell- Automatisierungsgerät genannt, und den alle Automatisierungsgeräte 21 , 22, 23 verbindenden Systembus 10 zum zweiten Automatisierungsgerät 22, dem sogenannten Ziel- Automatisierungsgerät 22, rangiert werden. Dies bedingt eine erhöhte Reaktionszeit bzw. niedrigere Übertragungsgeschwindigkeiten für so weitergeleitete Signale und einen zusätzlichen Planungsaufwand für das Rangieren der Signale vom Quell- Automatisierungsgerät 21 zum Ziel-Automatisierungsgerät 22. Der vorab beschriebene Signaltransfer vom ersten Feldgerät 41 über das Quell- Automatisierungsgerät 21 zum Ziel- Automatisierungsgerät 22 ist in der Fig. 1 durch Pfeile gezeigt. If, for example, signals from a first field device 41 are now required which are not directly connected to the second automation device 22 executing the corresponding automation function, the corresponding signal must be via the first automation device 21, also called source automation device, connected directly to the field device and all Automation device 21, 22, 23 connecting system bus 10 to the second automation device 22, the so-called target automation device 22, are ranked. This requires an increased reaction time or lower transmission speeds for signals relayed in this way and an additional planning effort for shunting the signals from the source automation device 21 to the target automation device 22. The previously described signal transfer from the first field device 41 via the source automation device 21 to the target automation device 21. Automation device 22 is shown in FIG. 1 by arrows.
In Fig. 2 sind beispielhafte Ausführungen der Signalrangierung gemäß dem Stand der Technik gezeigt, wobei Fig. 2a eine sogenannte Parallelverdrahtung und Fig. 2b eine Signalrangierung über parallele Busse zeigt. In Fig. 2 exemplary embodiments of the signal routing according to the prior art are shown, wherein Fig. 2a shows a so-called parallel wiring and Fig. 2b shows a signal routing over parallel buses.
In einer zwischen dem Elektronikraum 4 und dem in Feld 2 angeordneten Schaltanlage bzw. Unterstation 3 sind Ein-/Ausgabeeinheiten für Geber 65 angeordnet. Die Verkabelung von den Ein-/Ausgabeeinheiten der Geber 65 bzw. den Feldgeräten 66 wird über entsprechende Anschlusseinheiten 63, 64 zum Rangierverteiler 62 geführt. Um den Signaltransfer zwischen den Automatisierungsgeräten über den Systembus 10 des Automatisierungssystems zu vermeiden, werden die Signale von und zu den Ein- /Ausgabeeinheiten der Geber 65 und Feldgeräten 66 über den Hardware- Rangierverteiler 62 zu den jeweiligen Ziel-Automatisierungsgeräten 61 geführt, was jedoch einen erhöhten Verdrahtungsaufwand und Hardwareaufwand durch die zusätzlich benötigten Rangierverteiler 62 bedingt. In an arranged between the electronics compartment 4 and the field 2 switchgear and substation 3 input / output units for encoder 65 are arranged. The cabling from the input / output units of the encoder 65 or the field devices 66 is guided via corresponding connection units 63, 64 to the marshalling distributor 62. In order to avoid the signal transfer between the programmable controllers via the system bus 10 of the automation system, the signals from and to the input / output units of the encoder 65 and field devices 66 via the hardware jumper 62 to the respective target automation devices 61 out, but a increased wiring complexity and hardware costs due to the additionally required Rangierverteiler 62 conditionally.
In Fig. 2b sind die eingesetzten intelligenten Feldgeräte 76 und/oder Ein- /Ausgabeeinheiten der Geber 75 jeweils über einen separaten Feldbus 70 mit dem entsprechend zugeordneten Automatisierungsgerät 71 verbunden. In FIG. 2b, the used intelligent field devices 76 and / or input / output units of the encoders 75 are each connected via a separate field bus 70 to the correspondingly assigned automation device 71.
Werden nunmehr Signale von einem Feldgerät 76 oder einer Ein-/Ausgabeeinheit der Geber 75 benötigt, die nicht direkt mit dem jeweiligen Automatisierungsgerät verbunden sind, muss das entsprechende Signal über das direkt mit dem Feldgerät 76 verbundene sogenannte Quell- Automatisierungsgerät und den alle Automatisierungsgeräte verbindenden Systembus 10 zu einem anderen Automatisierungsgerät, dem sogenannten Ziel- Automatisierungsgerät, übertragen werden. If now signals from a field device 76 or an input / output unit of the encoder 75 is required, which are not directly connected to the respective automation device, the corresponding signal via the directly connected to the field device 76 so-called source automation device and the system bus connecting all automation devices 10 to another automation device, the so-called target automation device, transferred.
Fig. 2b zeigt die Verbindung der im Feld 2 der technischen Anlage angeordneten intelligenten Feldgeräte 76 und Ein-/Ausgabeeinheiten der Geber 75 mit dem im Elektronikraum 4 im Steuerschrank 71 befindlichen Steuerungssystem über entsprechende Anschlusseinheiten 73, 74 und parallel verlaufende Busse 70. 2 b shows the connection of the intelligent field devices 76 and input / output units of the encoders 75 arranged in the field 2 of the technical installation with the control system located in the electronics compartment 4 in the control cabinet 71 via corresponding connection units 73, 74 and buses 70 running in parallel.
Fig. 3 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Systems zur Verbindung von intelligenten Feldgeräten 41 , 42, 43 und Ein-/Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 mit einer übergeordneten Steuerung 1 eines Prozesssteuerungssystems eines Kraftwerkes. 3 shows an exemplary embodiment of the system according to the invention for connecting intelligent field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 to a higher-level control 1 of a process control system of a power plant.
Das erfindungsgemäße System zur Verkabelung der intelligenten Feldgeräten 41 , 42, 43 und Ein-/Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 mit der übergeordneten Leittechnik 1 umfasst mehrere Automatisierungsgeräte 21 , 22, 23 die über einen Leittechniksystembus 10 mit der übergeordneten Steuerung 1 verbunden sind. Die Automatisierungsgeräte 21 , 22, 23 sind über ein Ethernet- Bussystem 50 so mit den intelligenten Feldgeräten 41 , 42, 43 und den Ein-/Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 verbunden, dass ein Signaltransfer zwischen den Feldgeräten 41 , 42, 43, den Ein-/Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 und den Controllern 21 , 22, 23 über das Ethernet- Bussystem 50 ausführbar ist. Der vorab beschriebene Signaltransfer vom ersten Feldgerät 41 über das Ethernet- Bussystem 50 zu einem Ziel- Automatisierungsgerät 22 ist in der Fig. 2 durch Pfeile gezeigt. The system according to the invention for wiring the intelligent field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 with the higher-level control system 1 comprises a plurality of automation devices 21, 22, 23 which are connected to the higher-level control 1 via a control system system bus 10. The automation devices 21, 22, 23 are connected to the intelligent field devices 41, 42, 43 and the input / output units 44, 45, 46 via an Ethernet bus system 50 such that a signal transfer between the field devices 41, 42, 43, the input / output units 44, 45, 46 and the controllers 21, 22, 23 can be executed via the Ethernet bus system 50. The previously described signal transfer from the first field device 41 via the Ethernet bus system 50 to a target automation device 22 is shown in FIG. 2 by arrows.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind das Ethernet- Bussystem 50, die Automatisierungsgeräte 21 , 22, 23 und der Systembus 10 redundant ausgeführt. Die redundante Ausführung des erfindungsgemäßen Systems findet beispielsweise Anwendung bei der Verkabelung der Controller, Ein-/ und/oder Ausgabeeinheiten und/oder Feldgeräten einer Kraftwerksanlage. Jedoch kann das erfindungsgemäße System in Teilen oder vollständig einkanalig ausgeführt sein. In the illustrated embodiment, the Ethernet bus system 50, the programmable controllers 21, 22, 23 and the system bus 10 are redundant. The redundant embodiment of the system according to the invention is used, for example, in the cabling of the controllers, input and / or output units and / or field devices of a power plant. However, the system according to the invention may be designed in parts or completely single-channel.
Auch die Anzahl der an den Ethernet- Bus 50 angeschlossenen intelligenten Feldgeräte 41 , 42, 43 und Ein-/Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 kann beliebig gewählt sein. Die Ein- /Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 sind für den Anschluss weiterer Feldgeräte vorgesehen. Also, the number of connected to the Ethernet bus 50 smart field devices 41, 42, 43 and input / output units 44, 45, 46 can be chosen arbitrarily. The input / output units 44, 45, 46 are provided for the connection of further field devices.
Die Nutzung des Ethernet- Bussystems 50 zur Kommunikation zwischen den Ein/Ausgängen der Feldgeräte 41 , 42, 43 und der Ein-/Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 mit den Automatisierungsgeräten 21 , 22, 23 vereinfacht die Konfigurierung der Signalrangierung innerhalb des Prozesssteuerungssystems. Die Rangierung von Feldbussignalen zu den Ein-/Ausgabeeinheiten 44, 45, 46 und/oder intelligenten Feldgeräten 41 , 42, 43 ist automatisch von der übergeordneten Leittechnik aus durchführbar. Dazu erzeugt ein an den Leittechnik- oder Systembus 10 anschließbares Engineering-Tool automatisch aus der Belegung und Applikation der Automatisierungsgeräte 21 , 22, 23 die benötigte Routing- bzw. Rangierungsinformation für eine Kommunikation von Ein-/Ausgangssignalen zwischen den Feldgeräten 41 , 42, 43 und Automatisierungsgeräten 21 , 22, 23. Damit kann die jeweilige Applikation auf alle verfügbaren Ein-/Ausgangssignale im System nach der Konfiguration zugreifen. Umgekehrt ist jedes Automatisierungsgeräte 21 , 22, 23 in der Lage zu jeder anderen Ein-/Ausgabeeinheit 44, 45, 46 Signale zu senden und/oder von jeder Ein- /Ausgabeeinheit 44, 45, 46 zu empfangen. Somit ist der Applikationsprogrammierer völlig frei in der Zuordnung der vom System auszuführenden Funktionen zu den einzelnen Automatisierungsgeräten 21 , 22, 23. The use of the Ethernet bus system 50 for communication between the inputs / outputs of the field devices 41, 42, 43 and the input / output units 44, 45, 46 with the programmable controllers 21, 22, 23 simplifies the configuration of the signal routing within the process control system. The routing of field bus signals to the input / output units 44, 45, 46 and / or intelligent field devices 41, 42, 43 can be carried out automatically by the higher-level control technology. For this purpose, an engineering tool which can be connected to the control system or system bus 10 automatically generates from the assignment and application of the automation devices 21, 22, 23 the required routing or routing information for a communication of input / output signals between the field devices 41, 42, 43 and automation devices 21, 22, 23. Thus, the respective application can access all available input / output signals in the system after the configuration. Conversely, each automation device 21, 22, 23 is capable of transmitting to any other input / output unit 44, 45, 46 and / or receiving signals from each input / output unit 44, 45, 46. Thus, the application programmer is completely free in the assignment of the functions to be performed by the system to the individual programmable controllers 21, 22, 23.
In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können die AutomatisierungsgeräteIn one embodiment of the present invention, the automation devices
21 , 22, 23 als multitaskingfähige Controller ausgeführt sein und die in den Automatisierungsgeräten 21 , 22, 23 abgelegten Anwendungs-Tasks haben einen direkten Zugriff auf alle über das Ethernet- Bussystem 50 bereitgestellten Ein/ Ausgabesignale. Dadurch entfallen in vorteilhafter Weise Transfers zwischen Automatisierungsgeräten 21 ,21, 22, 23 designed as multitasking controller and the stored in the programmable controllers 21, 22, 23 application tasks have direct access to all over the Ethernet bus 50 provided input / output signals. This advantageously eliminates transfers between automation devices 21,
22, 23 und der Anwendungsprogrammierer muss nicht bedenken, wo und wie schnell benötigte Signale zur Verfügung stehen. 22, 23 and the application programmer does not have to worry about where and how quickly needed signals are available.
Die zusätzliche Anwendungs- Task zur Rangierung der Ein/ Ausgabesignale wird durch eine entsprechende Automatisierung der Kommunikationskonfiguration im Engineering- Tool unterstützt. The additional application task for routing the input / output signals is supported by corresponding automation of the communication configuration in the engineering tool.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
übergeordneten Leittechnik Feld higher-level control technology field
Schaltanlage, Unterstation Elektronikraum Systembus  Switchgear, Substation Electronics room Systembus
, 22, 23, 61 , 71 Automatisierungsgerät, 22, 23, 61, 71 automation device
,32,33,70 Feldbus, 32,33,70 fieldbus
,42,43,66,76 Feldgerät, 42,43,66,76 field device
, 45_ 46 Ein-/Ausgabeeinheit , 45_ 46 Input / output unit
Ethernet- Bussystem Ethernet bus system
, 64, 73, 74 Anschlusseinheiten , 64, 73, 74 connection units
Rangierverteiler marshalling
, 75 Geber , 75 donors

Claims

Patentansprüche claims
1. System zur Verkabelung von intelligenten Feldgeräten (41 , 42, 43) und/oder Ein- /Ausgabeeinheiten (44, 45, 46) mit einer übergeordneten Leittechnik (1) eines Prozesssteuerungssystems der technischen Anlage mit wenigstens zwei Automatisierungsgeräten (21 , 22, 23), die über einen Systembus (10) mit der übergeordneten Leittechnik (1) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Automatisierungsgeräte (21 , 22, 23) über ein Ethernet- Bussystem (50) so mit den intelligenten Feldgeräten (41 , 42, 43) und/oder Ein-/Ausgabeeinheiten (44, 45, 46) verbunden sind, dass ein Signaltransfer zwischen den Feldgeräten (41 , 42, 43) und/oder Ein-/Ausgabeeinheiten (44, 45, 46) zu den Automatisierungsgeräten über das Ethernet- Bussystem (50) ausführbar ist. 1. System for cabling of intelligent field devices (41, 42, 43) and / or input / output units (44, 45, 46) with a higher-level control system (1) of a process control system of the technical system with at least two automation devices (21, 22, 23), which are connected via a system bus (10) to the higher-level control system (1), characterized in that the automation devices (21, 22, 23) via an Ethernet bus system (50) with the intelligent field devices (41, 42 , 43) and / or input / output units (44, 45, 46) are connected, that a signal transfer between the field devices (41, 42, 43) and / or input / output units (44, 45, 46) to the programmable controllers via the Ethernet bus system (50) is executable.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet dass das Ethernet- Bussystem (50), die Automatisierungsgeräte (21 , 22, 23) und der Systembus (10) in Teilen oder vollständig redundant ausgeführt sind. 2. System according to claim 1, characterized in that the Ethernet bus system (50), the automation devices (21, 22, 23) and the system bus (10) are designed in parts or completely redundant.
3. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an den Systembus (10) anschließbares Engineering-Tool automatisch aus einer Belegung und Applikation der Automatisierungsgeräte (21 , 22, 23) eine Routing- Information für einen Austausch der Ein-/Ausgangssignale zwischen den Feldgeräten (41 , 42, 43) und den Automatisierungsgeräten (21 , 22, 23) erzeugt und die Applikation auf alle über das Ethernet Bussystem (50) bereitgestellten Ein-/Ausgangssignale zugreift. 3. System according to one of the preceding claims, characterized in that an connectable to the system bus (10) engineering tool automatically from an assignment and application of the automation devices (21, 22, 23) a routing information for an exchange of inputs / Output signals between the field devices (41, 42, 43) and the programmable controllers (21, 22, 23) generated and the application accesses all via the Ethernet bus system (50) provided input / output signals.
4. System nach einem der vorherigen Ansprüche, vorgesehen für den Einsatz in einem Kraftwerk. 4. System according to one of the preceding claims, intended for use in a power plant.
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