DE102010020504A1 - Method for transferring data between system application product system and storage programmable controller, involves performing automatic data transfer between system application product and storage programmable controller - Google Patents
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Abstract
Description
Vorrichtung und Verfahren, das es ermöglicht, Daten zwischen einem SAP-System (SAP) und einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) sicher zu übertragen.Device and method that makes it possible to securely transfer data between an SAP system (SAP) and a programmable logic controller (PLC).
Stand der TechnikState of the art
Die Firma SAP AG und Co KG, Walldorf, hat in ihre Anwendungen Schnittstellen integriert, die den Austausch von Daten mit Fremdsystemen ermöglichen sollen. Diese Schnittstellen stehen heute in den Ausprägungen RFC, IDOC und BAPI zur Verfügung.The company SAP AG and Co KG, Walldorf, has integrated interfaces into their applications, which should enable the exchange of data with external systems. These interfaces are available today in the versions RFC, IDOC and BAPI.
Um Daten zwischen SAP und einer SPS mittels einer der Varianten RFC oder IDOC oder BAPI auszutauschen, ist es Stand der Technik, einen Personalcomputer (PC) zwischen SAP und einer SPS zu schalten, eine für die spezielle Anforderung erforderliche Kommunikationssoftware individuell zu programmieren und diese auf dem PC ablaufen zu lassen.In order to exchange data between SAP and a PLC by means of one of the variants RFC or IDOC or BAPI, it is state of the art to switch a personal computer (PC) between SAP and a PLC, to individually program a communication software required for the particular request, and to set it up to run the PC.
Es ist auch bekannt, dass die Firma Dematic Holding S. à r. l., Luxemburg, eine Lösung geschaffen hat, mit der die Daten, die mittels der Variante RFC ausgetauscht werden sollen, in TCP-Telegramme umgesetzt und an eine SPS weiter geleitet und dort ausgewertet werden können. Um die TCP-Telegramme in der SPS empfangen bzw. von dort senden zu können, müssen in der SPS Programmierarbeiten durchgeführt werden. (Anlagen. „Nichtpatentliteratur Wikipedia Dematic_Subdriver.pdf” Quelle: „
Weiterhin ist bekannt, dass die Firma inray Industriesoftware GmbH, Deutschland, die Lösung „OPC-Router” auf den Markt gebracht hat. Diese benötigt zum Betrieb zwingend einen Personalcomputer, auf dem dann Software für einen oder mehrere OPC-Server abläuft. (Anlage: „Nichtpatentliteratur OPC-SAP-Router.pdf” Quelle: „
Das erste Problem im aktuellen Stand der Technik liegt darin begründet, dass je nach Lösung mehrere Programmierer mit sehr unterschiedlichen Qualifikationen in unterschiedlichen Bereichen benötigt werden.The first problem in the current state of the art lies in the fact that, depending on the solution, several programmers with very different qualifications in different areas are needed.
Kommt eine PC-Lösung mit individueller Programmentwicklung zum Einsatz, wird ein PC- und ein SPS-Programmierer benötigt.If a PC solution with individual program development is used, a PC and a PLC programmer is needed.
Kommt die Lösung von DEMATIC zum Einsatz, wird ein SPS-Programmierer zur Ausprogrammierung der Telegrammgenerierung, des Telegrammversands des Telegrammempfangs sowie der Telegramminterpretation und -prüfung in der SPS benötigt.If the solution from DEMATIC is used, a PLC programmer is required for programming the telegram generation, the telegram transmission of the telegram reception as well as the telegram interpretation and checking in the PLC.
Kommt eine Lösung wie die der Firma inray zum Einsatz, so wird ein PC benötigt auf dem die benötigten OPC-Server ablaufen müssen.If a solution like the one from the company inray is used, then a PC is needed on which the required OPC servers have to run.
Weiterhin entsteht bei dieser Lösung das Problem, dass die Daten nicht konsistent geschrieben werden können.Furthermore, this solution creates the problem that the data can not be consistently written.
Ein weiteres Problem ist eine fehlende Erkennung und fehlende Unterstützung von Störungskorrekturstrategien wie Umschaltung auf ein Backup-SAP-System, Umschaltung auf ein Backup-Netzwerk, Umschaltung auf eine Backup-SPS.Another problem is the lack of detection and support for fault correction strategies, such as switching to a backup SAP system, switching to a backup network, switching to a backup PLC.
Das zweite Problem liegt darin begründet, dass die Schnittstellen immer ausprogrammiert werden müssen.The second problem is that the interfaces always have to be programmed out.
Dies filmt zu hoher Komplexität, hohen Fehlerrisiken und dadurch in der Regel zu hohen Kosten.This films to high complexity, high error risks and thus usually to high costs.
Bei der Lösung von inary müssen die Schnittstellen nicht ausprogrammiert werden, da jedoch die Daten bei OPC prinzipbedingt nicht konsistent in die SPS übertragen werden können, entstehen Konsistenzprobleme die dann wiederum per Programmierung in der SPS ausgeglichen werden müssenIn the solution of inary, the interfaces do not have to be programmed out, but since the data in OPC can not be consistently transferred to the PLC due to the principle, consistency problems arise, which in turn have to be compensated by programming in the PLC
Das dritte Problem liegt darin, dass Programmierer auf SAP-Ebene, auf PC-Ebene und auf SPS-Ebene in der Regel über keine Programmierkenntnisse auf der jeweils anderen Ebene verfügen.The third problem is that programmers at the SAP level, at the PC level, and at the PLC level usually have no programming skills at the other level.
Dies führt häufig zu langwierigen Klärungsgesprächen und Missverständnissen, was sich wiederum in Fehlern und hohen Kosten nieder schlägt.This often leads to lengthy clarification discussions and misunderstandings, which in turn is reflected in errors and high costs.
Erfindunginvention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte Technologien und Systeme so zu kombinieren, dass die drei aufgezeigten Probleme des Stands der Technik eliminiert werden.The invention has for its object to combine known technologies and systems so that the three identified problems of the prior art are eliminated.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit einem neuen Verfahren (im folgenden Datenübertragungssystem genannt), das zum einen die von SAP bereitgestellten Schnittstellen wie RFC, IDOC, BAPI und zum anderen die von den jeweiligen SPS-Herstellern bereitgestellten Schnittstellen für den lesenden und schreibenden Zugriff auf die SPS-Variablen nutzt (
Die Idee der Erfindung ist es, die bisher durch Programmierung gelösten Aufgaben durch eine reine Parametrierung zu lösen, direkt die Schnittstellen der SPS-Hersteller für Variablen lesen/schreiben zu verwenden und um inkonsistenzprobleme zu vermeiden auf zusätzliche Schnittstellen nach dem OPC-Standard zu verzichten.The idea of the invention is to solve the tasks previously solved by programming by a pure parameterization, directly to use the interfaces of the PLC manufacturer for variables read / write and to avoid inconsistencies on additional interfaces according to the OPC standard.
Hierzu muss das Datenübertragungssystem zwei prinzipielle Aufgaben lösen. Zum einen muss es alle erforderlichen. Verbindungen vollautomatisch überwachen, Störungen erkennen können und nach festgelegten Strategien vorgehen um Störungen zu umgehen. Zum anderen muss das Datenübertragungssystem Werkzeuge und Verfahren zur Verfügung stellen, mittels dem der Mensch das Datenübertragungssystem so parametrieren kann, dass es die erforderlichen Aufgaben ohne Programmierung lösen kann. For this purpose, the data transmission system must solve two principal tasks. For one, it has all the necessary. Monitor connections automatically, detect faults and follow defined strategies to avoid faults. On the other hand, the data transmission system must provide tools and procedures by means of which the human being can parameterize the data transmission system in such a way that it can solve the required tasks without programming.
Für die Parametrierung stellt das Datenübertragungssystem ein Konfigurationswerkzeug zur Verfügung.The data transfer system provides a configuration tool for the parameterization.
Mittels diesem Konfigurationswerkzeug konfiguriert der Mensch die Verbindungsdaten zum SAP-System. Diese Verbindungsdaten enthalten alle Informationen um Verbindungen zu dem SAP-System aufbauen und unterhalten zu können Hierzu gehören im wesentlichen die IP-Adressen wie auch die Login-Informationen des SAP-Systems. Diese werden in einem Permanent-Speicher hinterlegt (
In einem weiteren Schritt werden mit diesem Konfigurationswerkzeug die Verbindungs- und Login-Informationen für die beteiligte SPS konfiguriert. Diese werden ebenfalls im Permanent-Speicher hinterlegt (
In einem weiteren Schritt werden mit dem Konfigurationswerkzeug die auszutauschenden Daten definiert (
In einem weiteren Schritt werden mit dem Konfigurationswerkzeug die Variablen in der SPS parametriert. Es werden die Variablen in der SPS beschrieben, welche die an SAP zu übertragenden Daten enthalten bzw. in welche die von SAP empfangenen Daten abgelegt werden sollen Diese Konfigurationen werden ebenfalls im Permanent-Speicher abgelegt (
Weiterhin werden Variablen für die Koordinierung der Datenübertragung von einer SPS zu SAP bzw. von SAP zu einer SPS konfiguriert.Furthermore, variables for the coordination of the data transfer from a PLC to SAP or from SAP to a PLC are configured.
Hierzu gehören für das Senden der Daten von einer SPS zu SAP eine Variable zum aktivieren der Übertragung und eine weitere Variable welche den Übertragungsstatus zurück meldet. Diese Konfigurationen werden ebenfalls im Permanent-Speicher hinterlegt (
Für den Empfang von Daten gehört eine Koordinierungsvariable die den Erhalt neuer Daten anzeigt.Receiving data includes a coordinating variable that indicates receipt of new data.
Eine weitere Koordinierungsvariable dient dazu, dass die SPS den Erhalt der Daten zurück melden kann. Diese Konfigurationen werden ebenfalls im Permanent-Speicher hinterlegt (
Um den vollautomatischen Austausch der Daten zwischen SAP und der SPS immer sicher zu stellen, überwacht das Datenübertragungssystem die Verfügbarkeit des SAP- und SPS-Systems sowie die Qualität der Datenübertragung.In order to always ensure the fully automatic exchange of data between SAP and the PLC, the data transmission system monitors the availability of the SAP and PLC systems as well as the quality of the data transfer.
Das Datenübertragungssystem kann Störungen entweder einfach nur melden oder bei Ausfall des primären SAP-Systems auf ein Backup-SAP-System umschalten.The data transfer system can either simply report faults or switch to a backup SAP system if the primary SAP system fails.
Bei Ausfall des Leitungsweges zu einer SPS kann das Datenübertragungssystem auf ein Backup-Netzwerk umschalten.If the cable route to a PLC fails, the data transfer system can switch to a backup network.
Soweit eine redundante SPS zur Verfügung steht, kann das Datenübertragungssystem bei Ausfall der primären SPS auf eine Backup-SPS umschalten.If a redundant PLC is available, the data transfer system can switch to a backup PLC if the primary PLC fails.
Das gewünschte Verhalten im Störungsfall wird mit dem Konfigurationswerkzeug parametriert. Diese Konfigurationsdaten werden ebenfalls im Permanent-Speicher hinterlegt (
Wurden alle Konfigurationsarbeiten durchgeführt, nimmt das Datenübertragungssystem ihren Regelbetrieb auf. Im Regelbetrieb tauscht das Datenübertragungssystem, basierend auf den Konfigurationsdaten, die Daten zwischen der SPS und SAP vollautomatisch aus.When all configuration work has been performed, the data transfer system starts its normal operation. In regular operation, the data transfer system exchanges the data between the PLC and SAP fully automatically, based on the configuration data.
Hierzu überwacht es zum einen die Koordinierungsvariablen in der SPS und zum anderen SAP.For this, it monitors the coordination variables in the PLC and the other SAP.
Wenn eine Koordinierungsvariable in einer SPS signalisiert, dass Daten für SAP bereit stehen, dann liest das Datenübertragungssystem die Daten mittels des SPS-API aus dem SPS-Speicher und sendet diese an SAP. Wenn von SAP die Quittung eintrifft, meldet das Datenübertragungssystem den Übertragungsstatus (gut oder fehlerhaft) durch Versorgen der Koordinierungsvariable an die SPS. Der Übertragungsvorgang ist abgeschlossen.If a coordination variable in a PLC signals that data is ready for SAP, the data transfer system reads the data from the PLC memory using the PLC API and sends it to SAP. When the acknowledgment arrives from SAP, the data transfer system reports the transfer status (good or bad) by supplying the coordination variable to the PLC. The transfer process is complete.
Kam es wahrend der Übertragung zu Störungen, so versucht das Datenübertragungssystem die Übertragung erneut zu initieren. Die Anzahl Versuche richtet sich nach der Einstellung mit dem Konfigurationswerkzeug.If interference occurs during the transmission, the data transmission system attempts to initiate the transmission again. The number of attempts depends on the setting with the configuration tool.
Wenn SAP Daten an das Datenübertragungssystem sendet, wird in Abhängigkeit der empfangenen Daten sowie der konfigurierten Daten im Permanent-Speicher ermittelt, an welche SPS die Daten weiter zu leiten sind. Das Datenübertragungssystem formt die Daten so um, dass diese für die jeweilige SPS lesbar werden Des Datenübertragungssystem schreibt die umgeformten Daten mittels der SPS-API in die konfigurierten SPS-Variablen. Anschließend versorgt des Datenübertragungssystem die Koordinierungsvariable. Die SPS signalisiert über eine weitere Koordinierungsvariable zurück, dass der Empfang der Daten abgeschlossen ist (gut oder fehlerhaft). When SAP sends data to the data transmission system, it is determined in the permanent memory, depending on the received data and the configured data, to which PLC the data is to be forwarded. The data transfer system transforms the data so that it becomes readable for the respective PLC. The data transfer system writes the transformed data to the configured PLC variables using the PLC API. Subsequently, the data transmission system supplies the coordination variable. The PLC signals back via a further coordination variable that the reception of the data has been completed (good or faulty).
Das Datenübertragungssystem erkennt die Information in dieser Koordinierungsvariable und generiert eine Quittung an SAP Der Übertragungsvorgang ist abgeschlossen.The data transfer system recognizes the information in this coordination variable and generates an acknowledgment to SAP. The transfer process has been completed.
Kam es während der Übertragung zu Störungen, so versucht das Datenübertragungssystem die Übertragung erneut zu initiieren. Die Anzahl Versuche richtet sich nach der Einstellung mit dem Konfigurationswerkzeug.If interference occurs during the transmission, the data transmission system attempts to initiate the transmission again. The number of attempts depends on the setting with the configuration tool.
Das Personal aus den Ebenen SAP und SPS kann im Regelbetrieb zeitgleich und gemeinsam mittels einem weiteren Werkzeug, dem Schnittstellenmonitor, den Austausch der elektronischen Dokumente zwischen den Systemen SAP und SPS beobachten und diagnostizieren (
Die ausgetauschten elektronischen Dokumente können bei Bedarf für Diagnosezwecke mitprotokolliert werden.The exchanged electronic documents can be logged as needed for diagnostic purposes.
Das Datenübertragungssystem überwacht im Regelbetrieb alle Verbindungen zu SAP und der SPS vollautomatisch.In normal operation, the data transmission system monitors all connections to SAP and the PLC fully automatically.
Bei Störungen wird vom Datenübertragungssystem ein Kontakt (digitaler Ausgang) ausgelöst, mittels dem ein Alarm oder sonstige Schaltvorgänge ausgelöst werden können (
Durch einen digitalen Eingang am Datenübertragungssystem kann optional vorgewählt werden, mit weichem SAP-System aktuell die Daten der SPS auszutauschen sind (
Falls mit dem Konfigurationswerkzeug Strategien für Störungsfälle konfiguriert wurden, so führt das Datenübertragungssystem die konfigurierten Aktionen aus. Hierzu gehören die Umschaltung auf ein Backup-SAP-System (
Das Datenübertragungssystem kann mit beliebig vielen SPSen und SPSen beliebiger Fabrikate kommunizieren, soweit diese eine Schnittstelle zum Lesen und Schreiben von SPS-Variablen zur Verfügung stellen (
Das Datenübertragungssystem kann mit beliebig vielen SAP-Systemen kommunizieren:The data transfer system can communicate with any number of SAP systems:
Vorteileadvantages
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile besteben insbesondere darin, dass keinerlei Programmierung mehr benötigt wird, weder auf einem PC noch in einer SPS.The advantages achieved by the invention are particularly the fact that no more programming is needed, either on a PC or in a PLC.
Der zweite entscheidende Vorteil liegt darin, dass das Personal aus der SAP und aus der SPS-Welt mit einem gemeinsamen Konfigurationswerkzeug arbeiten, und so die interdisziplinäre Konfiguration und Diagnose möglich wird.The second key benefit is that SAP and PLC personnel work with a common configuration tool, enabling interdisciplinary configuration and diagnostics.
Der dritte grolle Nutzen liegt darin, dass durch die reine Konfiguration der Datenaustausch auch durch einen nicht Programmierer sehr leicht nachvollziehbar ist. Erweiterungen bestehender SAP-SPS-Schnittstellen sind somit sehr viel leichter als heute plan- und kalkulierbarThe third great benefit is that the pure configuration of the data exchange is very easy to understand even by a non-programmer. Extensions of existing SAP PLC interfaces are thus much easier than planned and calculable today
Der vierte Vorteil liegt darin, dass keinerlei Programmierarbeiten mehr erforderlich sind und somit Risiken wie Programmierfehler, Missverständnisse zwischen den Programmierern auf SAP/PC/SPS-Seite und langwierige Tests entfallen. Als Ergebnis können die Risiken und die Kosten für eine SAP-SPS-Schnittstelle drastisch reduziert werden.The fourth advantage is that there is no longer any need for any programming work and therefore there are no risks such as programming errors, misunderstandings between the programmers on the SAP / PC / PLC side and lengthy tests. As a result, the risks and costs for an SAP PLC interface can be drastically reduced.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- http://de.wikipedia.org/wiki/Dematic Subdriver [0004] http://en.wikipedia.org/wiki/Dematic Subdriver [0004]
- http.//www.inray.de/produkte/opcrouter/sap-modul html [0005] http://www.inray.de/produkte/opcrouter/sap-modul html [0005]
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Legal Events
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final | ||
R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
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R016 | Response to examination communication | ||
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |