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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum parallelen Betreiben eines ersten Netzwerksystems und eines zweiten, zum ersten Netzwerksystem nicht kompatiblen Netzwerksystems einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik gemäß Anspruch 1 sowie eine Verwendung eines Gateways in einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik gemäß Anspruch 12.
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In der Prozessautomatisierungstechnik werden zur Steuerung einer Anlage mit mehreren Feldgeräten in der Regel übergeordnete Einheiten, wie beispielsweise eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) oder ein Prozessleitsystem eingesetzt. Als Feldgeräte werden in diesen Zusammenhang insbesondere Geräte bezeichnet, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Eigenschaften eines Prozesses dienen. Zur Erfassung dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche einen Füllstand, einen Durchfluss, einen Druck, eine Temperatur, einen pH-Wert bzw. eine Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung eines Prozesses dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten.
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In dem Anfangsstadium der elektronischen Kommunikation zwischen übergeordneten Einheiten und Feldgeräten erfolgte die Kommunikation in der Regel gemäß dem 4–20 mA Standard, gemäß proprietären Kommunikationsprotokollen und/oder über digitale I/Os. Ältere übergeordnete Einheiten weisen folglich entsprechende Kommunikationsschnittstellen dieser herkömmlichen Kommunikationstechniken auf. Im Rahmen der Bestrebungen, standardisierte Kommunikationsprotokolle einzusetzen, um eine einheitliche Kommunikation zwischen übergeordneten Einheiten und Feldgeräten verschiedener Hersteller zu ermöglichen, wurde vor mehr als 20 Jahren das Kommunikationsprotokoll Modbus entwickelt. Insbesondere in Anlagen der Prozessautomatisierungstechnik wurde das Kommunikationsprotokoll Modbus in der Vergangenheit sehr häufig eingesetzt. Dementsprechend weisen ältere übergeordnete. Einheiten zusätzlich oder alternativ zu den oberhalb genannten herkömmlichen Kommunikationsschnittstellen häufig auch eine Modbus-Kommunikationsschnittstelle auf.
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In jüngerer Zeit werden an Stelle von Modbus zunehmend modernere Feldbussysteme, wie beispielsweise HART®, Profibus®, Foundation® Fieldbus, etc., eingesetzt. Dennoch sind in bestehenden Anlagen häufig noch ältere übergeordnete Einheiten, die zwar eine Modbus-Kommunikationsschnittstelle nicht aber eine Kommunikationsschnittstelle eines modernen Feldbussystems aufweisen, im Einsatz. Solche älteren übergeordnete Einheiten kommunizieren mit Feldgeräten gemäß einer oder mehreren der oberhalb genannten herkömmlichen Kommunikationstechniken.
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Es besteht häufig der Bedarf, einzelne Teile einer bestehenden Anlage durch ein Feldbus-Segment eines modernen Feldbussystems zu ersetzen und/oder die Anlage durch ein Feldbus-Segment eines modernen Feldbussystems zu ergänzen. Aus Gründen des Investitionsschutzes besteht bei Anlagenbetreibern häufig der Wunsch, die älteren übergeordneten Einheiten und bestehende ältere Teile der Anlage weiterhin einzusetzen. Dementsprechend ist erforderlich, dass das Feldbus-Segment eines modernen Feldbussystems in die bestehende Anlage integriert wird. Solch ein Feldbus-Segment kann beispielsweise eine moderne übergeordnete Einheit (im Folgenden: erste übergeordnete Einheit), mehrere Feldgeräte und ein modernes Feldbussystem (im Folgenden: erstes Netzwerksystem) aufweisen, wobei die erste übergeordnete Einheit in Bezug auf die Mehrzahl von Feldgeräten, die an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen sind, eine Prozesssteuerung ausführt. Hierzu kommuniziert sie mit den jeweiligen Feldgeräten über das erste Netzwerksystem. Die im Rahmen dieser Prozesssteuerung ausgetauschten Informationen können ganz oder teilweise auch für die ältere übergeordnete Einheit (im Folgenden: zweite übergeordnete Einheit) relevant sein.
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Es besteht folglich der Bedarf, dass zumindest ein Teil der Informationen, die im Rahmen der Prozesssteuerung zwischen der ersten übergeordneten Einheit und den Feldgeräten über das erste Netzwerksystem ausgetauscht werden, auch der zweiten übergeordneten Einheit bereitgestellt wird. Dieser Bedarf besteht nicht nur dann, wenn, wie in der oberhalb beschriebenen Konstellation, ein modernes Feldbus-Segment in eine bestehende Anlage mit einer älteren übergeordneten Einheit und gegebenenfalls einer älteren Kommunikationstechnik (z. B. Modbus, etc.) integriert werden soll. Vielmehr besteht dieser Bedarf ganz allgemein auch dann, wenn eine erste übergeordnete Einheit in Bezug auf eine Mehrzahl von Feldgeräten, die an einem ersten Netzwerksystem angeschlossen sind, eine Prozesssteuerung ausführt und die im Rahmen dieser Prozesssteuerung ausgetauschten Informationen ganz oder teilweise in einer zweiten übergeordneten Einheit, die eine Kommunikationsschnittstelle eines zweiten Netzwerksystems aufweist, benötigt werden. Solch ein Bedarf kann beispielsweise dann auftreten, wenn zwei nicht miteinander kompatible Netzwerksysteme, an denen jeweils eine übergeordnete Einheit und mehrere Feldgeräte angeschlossen sind, parallel zueinander betrieben werden und die im Rahmen einer Prozesssteuerung über das erste Netzwerksystem ausgetauschten Informationen ganz oder teilweise in der übergeordneten Einheit des zweiten Netzwerksystems benötigt werden.
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In der
US 2005/0228509 A1 wird ein Verfahren zum Betreiben eines Prozesssteuerungssystems beschrieben. Bei dem Verfahren wird das Kommunikationsprotokoll erkannt, mit dem eine Kommunikation zwischen einem Gateway und einem Feldbus erfolgt. Hierzu weist das Gateway eine Feldbus-Schnittstelle und eine Kommunikationsnetzwerk-Schnittstelle auf. In Antwort auf die Erkennung eines Kommunikationsprotokolls wird das Gateway automatisch so angepasst, dass es einen Protokollstack aktiviert, der die Kommunikation zwischen dem Feldbus und dem Kommunikationsnetzwerk erlaubt.
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In der
US 7,246,193 B2 ist ein Interface-Modul beschrieben, das ein Modbus-Prozesssteuerungsnetzwerk und ein Foundation
® Fieldbus Prozesssteuerungsnetzwerk verbindet und das einen Austausch von Prozesssteuerungsinformationen zwischen diesen beiden Netzwerken ermöglicht. Eine Steuerung des Interface-Moduls ist dabei derart konfiguriert, dass das Interface-Modul an die Feldgeräte, die an dem Foundation
® Fieldbus Prozesssteuerungsnetzwerk angeschlossen sind, Anfragen in Bezug auf Prozesssteuerungsparameter dieser Feldgeräte sendet. Die von den einzelnen Feldgeräten erhaltenen Prozesssteuerungsparameter werden in dem Interface-Modul gespeichert und, falls eine entsprechende Anfrage von einem Gerät das Modbus-Prozesssteuerungsnetzwerkes erhalten wird, gemäß dem Modbus-Protokoll an dieses Gerät bereitgestellt. Dadurch, dass von dem Interface-Modul jeweils Anfragen an die Feldgeräte gesendet werden, ist eine Konfigurierung dieses Systems vergleichsweise aufwändig und der Datenverkehr in dem Foundation
® Fieldbus Prozesssteuerungsnetzwerk ist erhöht.
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In der
DE 10 2005 063 053 A1 ist ein Verfahren zur Anlagenüberwachung beschrieben, wobei in der Anlage mehrere Feldgeräte über einen Feldbus mit einer Prozesssteuereinheit und einer Anlagenüberwachungseinheit kommunizieren. Die Anlagenüberwachungseinheit hört dabei den regelmäßigen Datenverkehr auf dem Feldbus, der zur Prozesssteuerung dient, ab und prüft diesen auf Informationen, die auf ein Diagnoseereignis bei einem der Feldgeräte hinweisen. Falls ein Telegramm mit einem Hinweis auf ein Diagnoseereignis festgestellt wird, werden von der Anlagenüberwachungseinheit weitere Diagnoseinformationen von dem betreffenden Feldgerät angefordert.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik bereitzustellen, durch das auf einfache und effektive Weise Informationen, die im Rahmen einer Prozesssteuerung über ein erstes Netzwerksystem zwischen einer ersten übergeordneten Einheit und Feldgeräten ausgetauscht werden, an eine zweite übergeordnete Einheit, die eine Kommunikationsschnittstelle eines zweiten Netzwerksystems, dessen Protokoll unterschiedlich zu dem ersten Netzwerksystem ist, aufweist, bereitstellbar sind.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Verwendung eines Gateways in einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum parallelen Betreiben eines ersten Netzwerksystems und eines zweiten, zum ersten Netzwerksystem nicht kompatiblen Netzwerksystems einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik, in der eine erste übergeordnete Einheit in Bezug auf eine Mehrzahl von Feldgeräten, die an einem ersten Netzwerksystem direkt oder über ein weiteres Netzwerksystem angeschlossen sind, eine Prozesssteuerung ausführt und hierzu mit den jeweiligen Feldgeräten über das erste Netzwerksystem kommuniziert. Ferner ist eine zweite übergeordnete Einheit, die eine Kommunikationsschnittstelle eines zweiten Netzwerksystems, dessen Protokoll unterschiedlich zu dem ersten Netzwerksystem ist, aufweist, über ein Gateway an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen. Weitere Feldgeräte sind an dem zweiten Netzwerksystem angeschlossen, wobei die zweite übergeordnete Einheit in Bezug auf die weiteren Feldgeräte eine Prozesssteuerung ausführt. Bei dem Verfahren werden durch das Gateway nachfolgende Schritte ausgeführt: Abhören von Nachrichten, die über das erste Netzwerksystem zwischen der ersten übergeordneten Einheit und den Feldgeräten ausgetauscht werden, wobei das Gateway den Geräten, die an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen sind, nicht bekannt gemacht wird; Bereitstellen von Nutzdaten, die in zumindest einem Teil der abgehörten Nachrichten enthalten sind, entsprechend dem Protokoll des zweiten Netzwerksystems an die zweite übergeordnete Einheit; und Verwenden der bereitgestellten Nutzdaten durch die zweite übergeordnete Einheit für die Prozesssteuerung der weiteren Feldgeräte.
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Dadurch, dass das Gateway in einem Abhör-Modus (auch als „Listener-Modus” bezeichnet) betrieben wird, kann es grundsätzlich sämtliche Nachrichten, die über das erste Netzwerksystem ausgetauscht werden, abhören und entsprechende Informationen an das zweite Netzwerksystem weiterleiten. Dadurch kann die in dem zweiten Netzwerksystem vorgesehene zweite übergeordnete Einheit umfassend über sämtliche Informationen, die im Rahmen der Prozesssteuerung über das erste Netzwerksystem ausgetauscht werden, informiert werden. Es können dabei auch mehr als eine erste übergeordnete Einheit und/oder zweite übergeordnete Einheit in den jeweiligen Netzwerksystemen vorgesehen sein. Durch den Betrieb des Gateways in dem Abhör-Modus wird der Datenverkehr auf dem ersten Netzwerksystem nicht zusätzlich erhöht. Wird das Gateway ausschließlich in dem Abhör-Modus betrieben, muss das Gateway den Geräten, die an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen sind, nicht bekannt gemacht werden. Dadurch ist der Aufwand für die Konfigurierung gering und ein Anschluss des Gateways an dem ersten Netzwerksystem ist schnell und unkompliziert möglich. Das Gateway muss lediglich für das Protokoll des ersten Netzwerksystems geeignet sein und gegebenenfalls auf die Baudrate des ersten Netzwerksystems eingestellt werden.
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Als ”Gateway” wird in dem vorliegenden Zusammenhang allgemein eine Einheit bezeichnet, durch die zwei nicht miteinander kompatible Netzwerksysteme verbunden bzw. gekoppelt werden. Im Einsatz werden durch das Gateway Nachrichten, die von einem der beiden Netzwerksysteme an das jeweils andere Netzwerksystem zu übermitteln sind, weitergeleitet und in das Protokoll des jeweils anderen Netzwerksystems übersetzt. Bei dem ersten und/oder dem zweiten Netzwerksystem handelt es sich vorzugsweise um Feldbussysteme. Neben den im einleitenden Teil genannten Sensoren und Aktoren werden als „Feldgeräte” in dem vorliegenden Zusammenhang auch solche Geräte, die an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen sind und über dieses mit der ersten übergeordneten Einheit kommunizieren, wie beispielsweise Remote I/Os, weitere Gateways (z. B. ein Profibus®-HART®-Übersetzer), etc., bezeichnet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht erforderlich, dass sämtliche Nutzdaten, die in den über das erste Netzwerksystem ausgetauschten Nachrichten enthalten sind, durch das Gateway an die zweite übergeordnete Einheit bereitgestellt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass nur die Nutzdaten von einem Teil der abgehörten Nachrichten, wie beispielsweise nur von Nachrichten von bestimmten Absendern, an die zweite übergeordnete Einheit bereitgestellt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gateway mit der entsprechenden Kommunikationsschnittstelle der zweiten übergeordneten Einheit verbunden ist und dass keine weiteren Geräte an dem zweiten Netzwerksystem angeschlossen sind. Alternativ können aber auch weitere Geräte, wie beispielsweise Feldgeräte, an dem zweiten Netzwerksystem angeschlossen sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass die zweite übergeordnete Einheit zusätzlich über eine weitere Kommunikationsschnittstelle, wie beispielsweise eine 4–20 mA Schnittstelle oder eine Feldbus-Schnittstelle, mit weiteren Feldgeräten kommuniziert und in Bezug auf diese eine Prozesssteuerung ausführt. In Bezug auf das zweite Netzwerksystem bildet die zweite übergeordnete Einheit vorzugsweise einen Master und das Gateway einen Slave. Dies wäre beispielsweise die Konstellation, wenn das zweite Netzwerksystem ein Modbus-Netzwerksystem ist.
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Die von dem Gateway bereitgestellten Nutzdaten können von der zweiten übergeordneten Einheit für verschiedene Zwecke verwendet oder verwertet werden. Beispielsweise können diese Nutzdaten in der zweiten übergeordneten Einheit und/oder in einer damit verbundenen Einheit zur Visualisierung und/oder zur Dokumentation des Prozessablaufs verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich können diese Nutzdaten auch für die Prozesssteuerung von weiteren, mit der zweiten übergeordneten Einheit in Kommunikationsverbindung stehenden Geräten, wie beispielsweise Feldgeräten, verwendet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Nachrichten, die von dem Gateway abgehört werden, im Rahmen einer zyklischen Kommunikation zwischen der ersten übergeordneten Einheit und den Feldgeräten ausgetauscht werden. Die zyklische Kommunikation wird typischerweise von der ersten übergeordneten Einheit, wie beispielsweise einer SPS, für die Prozesssteuerung verwendet. Ist das erste Netzwerksystem ein Profibus®-Netzwerksystem, so ist die erste übergeordnete Einheit in der Regel ein Master der Klasse 1. Ist das erste Netzwerksystem ein Foundation® Fieldbus Netzwerksystem, so ist die erste übergeordnete Einheit in der Regel ein LAS (Link Active Scheduler), der über eine Publisher-Subscriber-Kommunikation mit den jeweiligen Feldgeräten kommuniziert.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die von dem Gateway bereitgestellten Nutzdaten Prozessvariablen sind. Dabei handelt es sich insbesondere um Messwerte, die von mindestens einem der Feldgeräte erfasst werden, und/oder um Steuerungsbefehle, die von der ersten übergeordneten Einheit an mindestens eines der Feldgeräte gesendet werden. Dies sind typischerweise die Daten, die im Rahmen einer Prozesssteuerung zwischen einer übergeordneten Einheit und den zugehörigen Feldgeräten ausgetauscht werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das erste Netzwerksystem ein Profibus®-Netzwerksystem und das zweite Netzwerksystem ist ein Modbus-Netzwerksystem. Wie bereits im einleitenden Teil erläutert wird, tritt solch eine Konstellation in der Praxis beispielsweise dann auf, wenn ein Profibus®-Feldbus-Segment in eine bestehende Anlage mit einer älteren übergeordneten Einheit, die lediglich eine Modbus-Kommunikationsschnittstelle, nicht aber eine Profibus®-Kommunikationsschnittstelle aufweist, integriert werden soll. Ferner kann der Fall auftreten, dass an Stelle des Profibus®-Feldbus-Segmentes ein Foundation®-Fieldbus-Segment in eine bestehende Anlage integriert werden soll und dementsprechend das erste Netzwerksystem durch ein Foundation® Fieldbus Netzwerksystem gebildet wird. Das zweite Netzwerksystem kann an Stelle von Modbus auch durch ein HSE-Netzwerksystem (HSE: High Speed Ethernet) oder ein INTERBUS-S-Netzwerksystem gebildet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die jeweiligen Nutzdaten, insbesondere die Prozessvariablen, in dem Gateway entsprechenden Registeradressen zugewiesen werden (Mapping) und über diese Registeradressen an die zweite übergeordnete Einheit bereitgestellt werden. Eine derartige Zuweisung erfolgt insbesondere dann, wenn das zweite Netzwerksystem durch ein Modbus-Netzwerksystem gebildet wird. Dementsprechend müssen bei der Konfigurierung des Gateways den Prozessvariablen der betreffenden Geräte (die an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen sind) entsprechende Registeradressen zugeordnet werden. Dann können im Einsatz des Gateways die in den abgehörten Nachrichten enthaltenen Prozessvariablen den zugehörigen Registeradressen zugewiesen werden, wie dies für das Modbus-Netzwerksystem allgemein bekannt ist.
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Das Gateway ist ferner in einem Modus betreibbar, in dem es im Rahmen einer azyklischen Kommunikation mit Geräten, die an dem ersten Netzwerksystem direkt oder über ein weiteres Netzwerksystem angeschlossen sind, kommuniziert. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Geräten um Feldgeräte. Je nachdem, welches Netzwerksystem eingesetzt wird, kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Gateway mit der ersten übergeordneten Einheit kommuniziert. Im Vergleich zu dem Betrieb des Gateways in dem reinen Abhör-Modus ist bei der vorliegenden Weiterbildung die Konfigurierung des Gateways und der weiteren, an dem ersten Netzwerksystem angeschlossenen Geräte aufwändiger. Insbesondere muss dem Gateway eine Adresse in dem ersten Netzwerksystem zugeordnet werden und es muss den an dem ersten Netzwerksystem angeschlossenen Geräten, insbesondere der ersten übergeordneten Einheit, bekannt gemacht werden. Vorzugsweise ist bei dieser Weiterbildung vorgesehen, dass das Gateway nicht im Rahmen der normalen Prozesssteuerung durch eine azyklische Kommunikation eingreift, sondern nur bei Vorliegen vorbestimmter Voraussetzungen.
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Eine azyklische Kommunikation des Gateways kann von der zweiten übergeordneten Einheit aus initiiert werden. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass das Gateway in der Regel in dem Abhör-Modus betrieben wird und nur bei Vorliegen vorbestimmter Voraussetzungen, wie beispielsweise beim Überschreiten eines Grenzwertes, von der zweiten übergeordneten Einheit aus eine azyklische Kommunikation des Gateways initiiert wird. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass im Rahmen der azyklischen Kommunikation eine Änderung der Konfigurationseinstellungen von mindestens einem der Feldgeräte, die an dem ersten Netzwerksystem direkt oder über ein weiteres Netzwerksystem angeschlossen sind, vorgenommen wird. Beispielsweise kann hierbei vorgesehen sein, dass die zweite übergeordnete Einheit dann, wenn ein Messwert eines Feldgerätes, das an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen ist, einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, eine azyklische Kommunikation initiiert und eine Parametereinstellung dieses Feldgerätes und/oder eines weiteren Feldgerätes ändert. Je nach Anwendung können auch anderweitige azyklische Eingriffe von der zweiten übergeordneten Einheit aus initiiert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gateway einen Webserver aufweist und dass bei einer Konfigurierung des Gateways nachfolgende Schritte ausgeführt werden: Bereitstellen der für die Konfigurierung erforderlichen Informationen und Funktionalität durch das Gateway über den Webserver; und Konfigurieren des Gateways über einen Webbrowser unter Zugriff auf den Webserver. Da gemäß dieser Weiterbildung die für die Konfigurierung erforderlichen Informationen und Funktionalität durch das Gateway bereitgestellt werden, ist ein zusätzliches Engineering Werkzeug nicht erforderlich. Durch die Bereitstellung über den Webserver kann der Vorgang des Konfigurierens von jeglicher datenverarbeitenden Einheit aus, die einen Webbrowser aufweist, durchgeführt werden. Der Webbrowser kann dabei über eine lokale, an dem Gateway vorgesehene Schnittstelle, wie beispielsweise über einen Ethernet-Anschluss, auf den Webserver zugreifen. Ferner kann der Webbrowser auch über ein lokales Firmennetz und/oder über das Internet auf den Webserver zugreifen. Durch die Verwaltung der für die Konfigurierung erforderlichen Informationen und Funktionalität in dem Gateway selbst kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass bei der Konfigurierung des Gateways jeweils auf die aktuellen Informationen zugegriffen wird. Dementsprechend wird durch die Weiterbildung eine Konfigurierung des Gateways vereinfacht und die Gefahr einer fehlerhaften Konfigurierung wird reduziert.
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Gemäß dieser Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Vornahme und/oder die Änderung von Konfigurationseinstellungen des Gateways über den Webbrowser online auf dem Gateway durchgeführt werden. Unter ”online” wird dabei verstanden, dass die vorgenommenen und/oder geänderten Konfigurationseinstellungen direkt in dem Gateway übernommen werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die bisherigen Konfigurationseinstellungen des Gateways zunächst als Datei über den Webserver exportiert werden. Anschließend können die Konfigurationseinstellungen auf der datenverarbeitenden Einheit, auf welcher der Webbrowser implementiert ist, beispielsweise unter Verwendung eines Applets, geändert werden. Nach der Änderung können die Konfigurationseinstellungen dann als Datei in das Gateway übertragen werden. Sowohl bei dieser offline-Konfigurierung als auch bei der oberhalb beschriebenen online-Konfigurierung kann vorgesehen werden, dass die Konfigurationseinstellungen des Gateways als Datei über den Webserver exportiert werden und zur Datensicherung auf einer externen Speichereinheit gespeichert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung stellt das Gateway ein Applet, insbesondere ein JAVA-Applet, zur Ausführung in einem Webbrowser bereit, wobei der Schritt des Konfigurierens zumindest teilweise in dem Applet durchgeführt wird. Ein Applet ist dabei ein Programm, das in der datenverarbeitenden Einheit, auf welcher der Webbrowser implementiert ist, ausführbar ist und das direkt mit einem Anwender interagieren kann, ohne dass hierzu Daten zum Webserver übertragen werden müssen. Alternativ zu der Bereitstellung eines Applets kann aber auch vorgesehen sein, dass sämtliche Schritte, die für die Konfigurierung des Gateways durchzuführen sind, durch ein Programm in dem Gateway ausgeführt werden. Dies führt jedoch zu einem erhöhten Datenverkehr zwischen dem Webbrowser und dem Webserver.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass in dem Gateway für mindestens ein Feldgerät (das an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen ist) zugehörige Informationen zur Geräteintegration dieses Feldgerätes, insbesondere eine GSD (engl.: ”Generic Station Description”; deutsch: ”Geräte-Stammdaten-Datei”) oder ein Teil einer GSD, gespeichert sind. Solche Informationen zur Geräteintegration umfassen dabei vorzugsweise Informationen bezüglich der Kommunikationseigenschaften des betreffenden Feldgerätes, die beispielsweise in dem Gateway für eine Netzwerkkonfigurierung des ersten Netzwerksystems benötigt werden. Insbesondere dann, wenn das Gateway azyklisch mit den betreffenden Feldgeräten kommunizieren soll, ist die Vorsehung solcher GSDs sinnvoll. Eine GSD ist dabei ein elektronisches Datenblatt, das in der Regel von einem Hersteller eines Feldgerätes bereitgestellt wird und in dem die Kommunikationseigenschaften eines Profibus®-Feldgerätes beschrieben sind. Es kann dabei vorgesehen sein, dass lediglich die Informationen zur Geräteintegration eines Feldgerätes, insbesondere nur der betreffende Teil einer GSD, in dem Gateway gespeichert sind, die für eine Konfigurierung des Gateways in Bezug auf dieses Feldgerät erforderlich sind. Ferner kann vorgesehen sein, dass in dem Gateway generische Informationen zur Geräteintegration, die für eine Mehrzahl von Feldgeräten anwendbar sind, gespeichert sind. Für Profibus®-Feldgeräte existieren beispielsweise solche generischen GSDs in Form von Profilspezifischen GSDs, die beispielsweise entsprechend dem PROFIBUS®-PA-PROFILE, Revision 3.0 erstellt wurden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Schritt des Konfigurierens mindestens einen der nachfolgenden Schritte aufweist: Konfigurieren des Gateways als Slave bezüglich des zweiten Netzwerksystems und Zuordnen von Registeradressen in dem Gateway zu den einzelnen Feldgeräten. Das Konfigurieren des Gateways als Slave kann beispielsweise die Vergabe einer Adresse bezüglich des zweiten Netzwerksystems und/oder die Einstellung von Parametern bezüglich einer Kommunikation über das zweite Netzwerksystem umfassen. Das Konfigurieren des Gateways als Master (z. B. als Master. der Klasse 2 bei Profibus®; zum Beispiel als LM (Link Master) bei Foundation® Fieldbus) kann beispielsweise die Vergabe einer Adresse bezüglich des ersten Netzwerksystems, gegebenenfalls die Einstellung der Baudrate (z. B. bei Profibus®) und/oder die Einstellung von Busparametern des ersten Netzwerksystems umfassen.
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Ist beabsichtigt, das Gateway nicht ausschließlich in dem Abhör-Modus zu betreiben, so kann der Schritt des Konfigurierens ferner mindestens einen der nachfolgenden Schritte aufweisen: Konfigurieren des Gateways als Master bezüglich des ersten Netzwerksystems und Durchführen einer Netzwerkkonfigurierung des ersten Netzwerksystems.
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Der Schritt der Durchführung einer Netzwerkkonfigurierung des ersten Netzwerksystems ist lediglich dann erforderlich, wenn das Gateway auch mit Geräten, die an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen sind, kommunizieren soll. Dann müssen die betreffenden Feldgeräte derart in die Kommunikationssstruktur des Gateways eingebunden werden, dass das Gateway mit diesen über das erste Netzwerksystem kommunizieren kann. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass in dem Gateway eine Liste der verfügbaren Feldgeräte verwaltet wird. Ein Anwender kann dann die jeweils gewünschten Feldgeräte auswählen und Einstellungen in Bezug auf eine Kommunikation mit diesen (beispielsweise im Rahmen eines azyklischen Datenverkehrs) vornehmen. Ist hingegen vorgesehen, dass das Gateway ausschließlich in dem Abhör-Modus betrieben wird, so ist das Gateway vorzugsweise derart eingerichtet, dass es grundsätzlich alle Nachrichten, die über das erste Netzwerksystem ausgetauscht werden, abhört. In diesem Fall müssen dem Gateway lediglich Informationen bezüglich der angeschlossenen Feldgeräte und deren Prozessvariablen vorliegen, so dass es die in den Nachrichten enthaltenen Nutzdaten korrekt zuordnen kann. Diese Informationen kann das Gateway automatisch durch den unterhalb beschriebenen Netzwerk-Scan erhalten.
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Vor dem Schritt des Konfigurierens wird mindestens einer der nachfolgenden Schritte ausgeführt: Erfassen der an dem ersten Netzwerksystem direkt oder über ein weiteres Netzwerksystem angeschlossenen Feldgeräte (Durchführen eines Netzwerk-Scans) durch das Gateway und Bereitstellen von Informationen über die erfassten Feldgeräte über den Webserver; und Bereitstellen der bisherigen Konfigurationseinstellungen des Gateways, insbesondere der Einstellungen bezüglich der Netzwerkkonfigurierung des ersten Netzwerksystems, durch das Gateway über den Webserver. Falls das Gateway ausschließlich in dem Abhör-Modus betrieben werden soll, kann es ausreichend sein, lediglich den ersten Schritt durchzuführen, so dass dem Gateway die erforderlichen Informationen bezüglich der angeschlossenen Feldgeräte und deren Prozessvariablen vorliegen. Durch die Bereitstellung der bisherigen Konfigurationseinstellungen des Gateways (gemäß dem zweiten Schritt) ist nicht mehr erforderlich, dass diese vollständig durch den Anwender eingegeben werden. Die bereitgestellten Informationen und/oder Konfigurationseinstellungen können vorzugsweise durch einen Anwender bei Bedarf geändert werden. Die Durchführung des Netzwerk-Scans setzt voraus, dass das Gateway bereits an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen ist. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, eine Konfigurierung des Gateways in einem Zustand durchzuführen, in dem das Gateway noch nicht an den beiden Netzwerksystemen angeschlossen ist. In diesem Fall müssen die an dem ersten Netzwerksystem angeschlossenen Feldgeräte durch den Anwender einzeln eingegeben werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gateway bei der Konfigurierung Feldgeräten, die in die Kommunikationsstruktur des Gateways einzubinden sind, jeweils mindestens eine Registeradresse zuordnet. Beispielsweise kann diese Funktionalität derart in dem Gateway implementiert sein, dass bei der Vergabe der Registeradressen mit einer Start-Registeradresse begonnen wird und die einzelnen Registeradressen in der Reihenfolge, in der die einzelnen Feldgeräte ausgewählt werden, fortlaufend vergeben werden. Diese automatische Vergabe der Registeradressen durch das Gateway reduziert den erforderlichen Zeitaufwand für den Anwender. Vorzugsweise erfolgt diese automatische Vergabe der Registeradressen in Kombination mit dem oberhalb beschriebenen Netzwerk-Scan.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gateway Informationen über die Zuordnung von Registeradressen zu den einzelnen Feldgeräten über den Webserver bereitstellt. Vorzugsweise werden diese Informationen in Form einer Textdatei, wie beispielsweise in einer CSV-Datei (CSV: Character Separated Values), bereitgestellt. Dadurch wird auf einfache Weise ermöglicht, dass die Informationen über die Zuordnung von Registeradressen auch für eine übergeordnete Einheit (beispielsweise die zweite übergeordnete Einheit) und/oder für ein Engineering Werkzeug, das zum Konfigurieren der (zweiten) übergeordneten Einheit dient, verfügbar sind. Diese Informationen benötigt beispielsweise die zweite übergeordnete Einheit für die Abfrage von Nutzdaten und gegebenenfalls für eine Kommunikation mit den jeweiligen Feldgeräten über das Gateway.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Verwendung eines Gateways zum parallelen Betreiben eines ersten Netzwerksystems und eines zweiten, zum ersten Netzwerksystem nicht kompatiblen Netzwerksystems in einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik, in der eine erste übergeordnete Einheit in Bezug auf eine Mehrzahl von Feldgeräten, die an dem ersten Netzwerksystem direkt oder über ein weiteres Netzwerksystem angeschlossen sind, eine Prozesssteuerung ausführt und hierzu mit den jeweiligen Feldgeräten über das erste Netzwerksystem kommuniziert, zum Abhören von Nachrichten, die über das erste Netzwerksystem zwischen der ersten übergeordneten Einheit und den Feldgeräten ausgetauscht werden, wobei das Gateway den Geräten, die an dem ersten Netzwerksystem angeschlossen sind, nicht bekannt gemacht wird, zum Bereitstellen von Nutzdaten, die in zumindest einem Teil der abgehörten Nachrichten enthalten sind, entsprechend einem Protokoll eines zweiten Netzwerksystems an eine zweite übergeordnete Einheit, die eine Kommunikationsschnittstelle des zweiten Netzwerksystems, dessen Protokoll unterschiedlich zu dem Protokoll des ersten Netzwerksystems ist, aufweist, wobei weitere Feldgeräte an dem zweiten Netzwerksystem angeschlossen sind und wobei die zweite übergeordnete Einheit in Bezug auf die weiteren Feldgeräte eine Prozesssteuerung ausführt, und zum Verwenden der bereitgestellten Nutzdaten durch die zweite übergeordnete Einheit für die Prozesssteuerung der weiteren Feldgeräte.
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Die oberhalb in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläuterten Weiterbildungen und Vorteile sind in entsprechender Weise bei der erfindungsgemäßen Verwendung realisierbar.
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Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen:
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1: eine Anlage der Prozessautomatisierungstechnik zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2: eine Detailansicht des Gateways aus 1;
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3: eine schematische Ansicht einer Bedienoberfläche zur Konfigurierung eines Gateways; und
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4: ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung einer Konfigurierung des Gateways.
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In 1 ist eine erste übergeordnete Einheit 2, die durch eine SPS gebildet wird, über ein erstes Netzwerksystem 4 mit drei Feldgeräten F1, F2 und F3 verbunden. Das erste Netzwerksystem 4 wird durch ein Profibus® DP Netzwerksystem gebildet. Ferner ist an dem ersten Netzwerksystem 4 über einen Segment-Koppler 8 ein weiteres Netzwerksystem 6, das durch ein Profibus® PA Netzwerksystem gebildet wird, angeschlossen. An dem weiteren Netzwerksystem 6 sind drei Feldgeräte F4, F5 und F6 angeschlossen. Die erste übergeordnete Einheit 2 ist ein Master der Klasse 1, was in 1 schematisch durch die Box 10 dargestellt ist. In Bezug auf die Feldgeräte F1–F6 führt sie eine Prozesssteuerung aus und kommuniziert mit diesen im Rahmen eines zyklischen Datenverkehrs. Beispielsweise fordert sie von Feldgeräten, die Sensoren bilden, Messwerte an und gibt in Abhängigkeit davon Steuerungsbefehle an Feldgeräte, die Aktoren bilden, aus. An der ersten übergeordneten Einheit 2 ist ferner eine Rechnereinheit 12 angeschlossen, die zur Bedienung der ersten übergeordneten Einheit 2 und zur Visualisierung von Daten bezüglich der ausgeführten Prozesssteuerung dient.
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Das oberhalb beschriebene Profibus-Feldbus-Segment bildet Teil einer Anlage, in der eine zweite übergeordnete Einheit 14, die durch eine SPS gebildet wird, vorgesehen ist. Diese führt in Bezug auf weitere (nicht dargestellte) Feldgeräte eine Prozesssteuerung aus. Die zweite übergeordnete Einheit 14 kommuniziert mit diesen weiteren Feldgeräten gemäß dem 4–20 mA Standard. Die zweite übergeordnete Einheit 14 weist neben der 4–20 mA Kommunikationsschnittstelle ferner eine Modbus-Kommunikationsschnittstelle, nicht jedoch eine Profibus®-Kommunikationsschnittstelle auf. Um Informationen, die im Rahmen der Prozesssteuerung zwischen der ersten übergeordneten Einheit 2 und einem oder mehreren der Feldgeräte F1–F6 ausgetauscht werden, auch an die zweite übergeordnete Einheit 14 bereitzustellen, ist die zweite übergeordnete Einheit 14 über ein Gateway 16 mit dem ersten Netzwerksystem 4 verbunden. Die zweite übergeordnete Einheit 14 und das Gateway 16 sind über ein zweites Netzwerksystem, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein Modbus-Netzwerksystem 18 gebildet wird, verbunden. In Bezug auf das Modbus-Netzwerksystem 18 bildet die zweite übergeordnete Einheit 14 einen Master, was in 1 schematisch durch die Box 20 dargestellt ist, und das Gateway 16 einen Slave, was in 1 schematisch durch die Box 22 dargestellt ist.
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An der zweiten übergeordneten Einheit 14 ist ferner eine Rechnereinheit 24 angeschlossen, die zur Bedienung und zur Visualisierung von Daten der zweiten übergeordneten Einheit 14 dient. Eine weitere Rechnereinheit 26, die an der zweiten übergeordneten Einheit 14 angeschlossen ist, dient zur Konfigurierung der zweiten übergeordneten Einheit 14.
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Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Das Gateway 16 wird in einem Abhör-Modus betrieben, in dem es sämtliche Nachrichten, die zwischen der ersten übergeordneten Einheit 2 und den Feldgeräten F1–F6 im Rahmen der Prozesssteuerung ausgetauscht werden, abhört. In dem Gateway 16 sind eine Mehrzahl von Registeradressen vorgesehen, denen bei einer Konfigurierung des Gateways jeweils Prozessvariablen von einem oder mehreren der Feldgeräte F1–F6 zugeordnet wurden. Sofern in einer der abgehörten Nachrichten eine Prozessvariable, der in dem Gateway 16 eine Registeradresse zugeordnet wurde, enthalten ist, wird diese Prozessvariable in dem Gateway 16 unter der entsprechenden Registeradresse abgelegt bzw. gespeichert, wie dies bei Modbus allgemein bekannt ist. Dieser Vorgang wird auch als Mapping bezeichnet. Wenn die zweite übergeordnete Einheit 14 eine Prozessvariable benötigt, die über das erste Netzwerksystem 4 zwischen der ersten übergeordneten Einheit 2 und einem oder mehreren der Feldgeräte F1–F6 übermittelt wurde, stellt sie eine entsprechende Anfrage an das Gateway 16. In der Anfrage ist die zu dieser Prozessvariablen zugehörige Registeradresse angegeben. Das Gateway 16 liest die unter der angegebenen Registeradresse abgelegte Prozessvariable aus und übermittelt sie an die zweite übergeordnete Einheit 14.
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Die Prozessvariablen, die von dem Gateway 16 an die zweite übergeordnete Einheit 14 übermittelt werden, werden in der zweiten übergeordneten Einheit 14 verarbeitet und zur Visualisierung an die Rechnereinheit 24 übertragen. Ferner kann vorgesehen sein, dass alle oder ein Teil der übermittelten Prozessvariablen von der zweiten übergeordneten Einheit 14 für eine Prozesssteuerung der weiteren (nicht dargestellten) Feldgeräte, die von der zweiten übergeordneten Einheit 14 gesteuert werden, verwendet werden.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Gateway 16 zusätzlich zu dem oberhalb beschriebenen Abhör-Modus in einem Modus betreibbar, in dem es im Rahmen einer azyklischen Kommunikation mit den Feldgeräten F1–F6 kommunizieren kann. Dementsprechend bildet das Gateway 16 einen Master der Klasse 2 in Bezug auf das erste Netzwerksystem 4, was in 1 schematisch durch die Box 28 dargestellt ist. Das Gateway 16 und die weiteren, an dem ersten Netzwerksystem 4 und dem weiteren Netzwerksystem 6 angeschlossenen Geräte 2, F1–F6 sind derart konfiguriert, dass das Gateway 16 im azyklischen Datenverkehr mit den Feldgeräten F1–F6 kommunizieren kann.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gateway 16 im Normalbetrieb in dem Abhör-Modus, der oberhalb in Bezug auf die erste Ausführungsform erläutert wurde, betrieben wird. Die zweite übergeordnete Einheit 14 ist derart eingerichtet, dass sie einen Messwert von einem der Feldgeräte, beispielsweise von dem Feldgerät F6, überwacht. Dieser Messwert wird, wie oberhalb erläutert, über das Gateway 16 an die zweite übergeordnete Einheit 14 bereitgestellt. Wenn dieser Messwert einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, übermittelt die zweite übergeordnete Einheit 14 eine Nachricht an das Gateway 16, dass eine Konfigurationseinstellung des Feldgerätes F6 in vorgegebener Weise zu ändern ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Feldgerät F6 um ein Durchfluss-Messgerät handeln und die vorgegebene Änderung der Konfigurationseinstellung kann eine Änderung des Dichte-Parameters, der in dem Feldgerät F6 vorgesehen ist, sein. Nach Erhalt der Nachricht von der zweiten übergeordneten Einheit 14 kommuniziert das Gateway 16 im azyklischen Datenverkehr mit dem Feldgerät F6 und nimmt eine entsprechende Änderung der Konfigurationseinstellung vor, wie dies bei Profibus® allgemein bekannt ist. Nach Abschluss der azyklischen Kommunikation wird das Gateway 16 wieder in dem Abhör-Modus betrieben.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform wird das Gateway 16 zusätzlich zur Unterstützung eines PAM-Systems (Plant Asset Management System) 30 eingesetzt. Das Gateway 16 steht mit dem PAM-System 30 in Kommunikationsverbindung. Solch ein PAM-System 30 dient zur Überwachung und Optimierung einer Anlage, um deren Ausfallzeiten zu minimieren. Insbesondere werden in solch einem PAM-System 30 instandhaltungsrelevante Informationen bezüglich der Feldgeräte verwaltet. Gemäß der dritten Ausführungsform werden die abgehörten Nachrichten von dem Gateway 16 auf Informationen geprüft, die auf ein Diagnoseereignis bei einem der Feldgeräte F1–F6 hinweisen. Sofern solch ein Hinweis auf ein Diagnoseereignis festgestellt wird, fordert das Gateway 16 im Rahmen des azyklischen Datenverkehrs von dem betreffenden Feldgerät weitere Diagnoseinformationen an. Die azyklische Kommunikation erfolgt dabei entsprechend, wie dies oberhalb in Bezug auf die zweite Ausführungsform erläutert wurde. Die jeweiligen Diagnoseinformationen werden anschließend an das PAM-System übermittelt.
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Im Folgenden wird eine Konfigurierung des Gateways 16 beschrieben. Hierzu weist das Gateway 16 einen Webserver 32 auf. Das Gateway 16 ist dabei derart angepasst, dass es die für die Konfigurierung erforderlichen Informationen und Funktionalität über den Webserver 32 bereitstellt. Demgemäß kann eine Konfigurierung des Gateways 16 von jeder datenverarbeitenden Einheit 34 aus, die einen (nicht dargestellten) Webbrowser aufweist, durchgeführt werden. Es wird dabei das Übertragungsprotokoll HTTP verwendet. Die Kommunikationsverbindung ist in 1 schematisch durch die Linie 36 dargestellt. In dem Gateway 16 sind die GSDs 38 der einzelnen Feldgeräte F1, F2, ... F6 gespeichert. Zusätzlich können in dem Gateway 16 auch noch GSDs weiterer Feldgeräte, die bisher noch nicht an dem ersten 4 oder dem weiteren 6 Netzwerksystem angeschlossen sind, gespeichert sein. Wie in 2 schematisch durch den Pfeil 40 dargestellt ist, können solche GSDs durch einen Anwender von (jeglicher) datenverarbeitenden Einheit 34, die einen Webbrowser aufweist, über den Webserver 32 des Gateways 16 in das Gateway 16 geladen werden.
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Im Folgenden wird eine Konfigurierung des Gateways 16 in einem Zustand, in dem es (im Unterschied zu 1) bezüglich der Hardware noch nicht in der Anlage angeschlossen ist, gemäß einem ersten Konfigurationsbeispiel beschrieben. Von einer (beliebigen) datenverarbeitenden Einheit 34 aus, die einen Webbrowser aufweist, wird eine Kommunikationsverbindung 36 zu dem Gateway 16 hergestellt. Die Kommunikationsverbindung 36 wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein lokales Firmennetz gebildet. Das Gateway 16 stellt die für die Konfigurierung erforderlichen Informationen und Funktionalität über den Webserver 32 bereit. Insbesondere muss eine Konfigurierung des Gateways 16 als Modbus-Slave 22 bezüglich des zweiten Netzwerksystems 18 und eine Konfigurierung des Gateways 16 als Profibus®-Master 28 (der Klasse 2) bezüglich des ersten Netzwerksystems 4 durchgeführt werden. Ferner umfasst die Konfigurierung auch das Durchführen einer Netzwerkkonfigurierung des ersten Netzwerksystems 4 und das Zuordnen von Registeradressen in dem Gateway 16 zu den einzelnen Feldgeräten F1, F2, ... F6 (oder nur einem Teil der Feldgeräte). Vor der Vornahme und/oder Änderung von Konfigurationseinstellungen werden die bisherigen Konfigurationseinstellungen des Gateways 16 als Datei (File) über den Webserver 32 auf die datenverarbeitende Einheit 34 geladen. Durch ein Applet, das über den Webserver 32 bereitgestellt wird und das auf der datenverarbeitenden Einheit 34 abläuft, wird anschließend dem Anwender die Möglichkeit gegeben, die bisherigen Konfigurationseinstellungen des Gateways 16 über die datenverarbeitende Einheit 34 zu ändern.
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Bei der Konfigurierung stellt das Gateway 16 einem Anwender über den Webserver 32 eine Liste von Feldgeräten, deren zugehörige GSDs in dem Gateway 16 gespeichert sind, bereit. Der Anwender kann dann aus der Liste diejenigen Feldgeräte auswählen, die er gegenüber der bisherigen Konfigurierung in die Kommunikationsstruktur des Gateways 16 einbinden möchte. Für die ausgewählten Feldgeräte können dann Einstellungen beziehungsweise Änderungen in Bezug auf die einzubindenden Prozessvariablen und/oder die Zuordnung von Modbus-Registeradressen zu den jeweiligen Prozessvariablen vorgenommen werden. Eine Bedienoberfläche, durch die solch eine Einstellung beziehungsweise Änderung vornehmbar ist, ist beispielhaft in 3 dargestellt.
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In einem ersten Bedienfenster 42 wird einem Anwender in einem ersten Auswahlmenü 44 die Möglichkeit gegeben, ein Feldgerät auszuwählen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Drucksensor ausgewählt. Durch Anklicken des Buttons 46 ”Configure” wird ein zweites Bedienfenster 48 geöffnet, in dem ein Anwender die einzelnen Prozessvariablen dieses Drucksensors in einem zweiten Auswahlmenü 50 auswählen kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Drucksensor derart ausgebildet, dass er zwei Messwerte (IN-Werte) liefern kann und bei Erhalt eines Anzeigebefehls (OUT-Wert) von der ersten übergeordneten Einheit 2 einen entsprechenden Wert auf seiner Anzeige anzeigen kann. Je nach Konfigurierung des Gateways 16 können allen oder nur einem Teil dieser Prozessvariablen zugehörige Modbus-Registeradressen zugeordnet werden.
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In der Darstellung der 3 ist in dem zweiten Auswahlmenü 50 eine Prozessvariable (”SECOND PV (IN)”), die ein von dem Drucksensor gelieferter Druck-Messwert ist, ausgewählt. In einem dritten Auswahlmenü 52 kann der Anwender den Datentyp der in dem zweiten Auswahlmenü 50 ausgewählten Prozessvariable einstellen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als Datentyp eine Gleitkommazahl (”FLOATING POINT”) eingestellt. Schließlich wird dem Anwender in einem vierten Auswahlmenü 54 von dem Gateway 16 automatisch eine Registeradresse, die der in dem zweiten Auswahlmenü 50 ausgewählten Prozessvariable zugeordnet werden soll, vorgeschlagen. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Prozessvariable (”SECOND PV (IN)”) die Registeradresse ”40010” zugeordnet. Falls der Anwender diese Zuordnung nicht übernehmen möchte, kann er sie gegebenenfalls in dem vierten Auswahlmenü 54 ändern. In entsprechender Weise können auch bei den weiteren Prozessvariablen, die in dem Drucksensor vorgesehen sind, jeweils ein Datentyp und eine Registeradresse zugeordnet beziehungsweise geändert werden. Ferner kann das Gateway 16 auch in Bezug auf weitere Feldgeräte entsprechend, wie dies unter Bezugnahme auf 3 erläutert wurde, konfiguriert werden.
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Nach der Vornahme sämtlicher Konfigurationseinstellungen in der datenverarbeitenden Einheit 34 werden diese Konfigurationseinstellungen in einer Datei gespeichert, die dann über den Webserver 32 auf das Gateway 16 übertragen wird. Diese Datei kann zur Sicherung der Konfigurationseinstellungen des Gateways 16 auch noch auf einer weiteren Einheit gespeichert werden. Ferner erstellt das Gateway 16 eine Textdatei (im CSV-Format), in der die Informationen über die Zuordnung von Registeradressen zu den einzelnen Feldgeräten, insbesondere zu deren Prozessvariablen, gespeichert sind. Diese Textdatei, die in 2 schematisch durch den Zylinder 56 dargestellt ist, kann dann anschließend über den Webserver 32 des Gateways 16 an eine datenverarbeitende Einheit (hier: 34), die einen Webbrowser aufweist, exportiert werden. Diese Textdatei ist für die Konfigurierung der zweiten übergeordneten Einheit 14, die im azyklischen Datenverkehr über das Gateway 16 mit den einzelnen Feldgeräten kommuniziert, relevant. Die Informationen bezüglich der Netzwerkkonfigurierung des ersten Netzwerksystems 4 und bezüglich der Konfigurierung des Gateways 16 als Profibus®-Master 28 der Klasse 2 werden in einem ausfallsicheren Speicher 58 des Gateways 16, der dem Profibus®-Master 28 zugeordnet ist, gespeichert.
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Für den Einsatz wird das Gateway 16 dann anschließend bezüglich seiner Hardware in der Anlage angeschlossen. Die Anlage kann dabei beispielsweise derart aufgebaut sein, wie es in 1 dargestellt ist. Nach Anschluss des Gateways 16 führt dieses als erstes eine Inbetriebnahme-Phase (Online-Commissioning) aus. Dabei wird in einem Verifizierungsvorgang überprüft, ob die einzelnen angeschlossenen Feldgeräte F1, F2, ... F6 die jeweils in dem Gateway 16 vorgesehene Konfigurierung akzeptieren. Sofern eines der Feldgeräte F1, F2, ... F6 mit der Konfigurierung des Gateways 16 nicht kompatibel sein sollte, wird der Anwender von dem Gateway 16 entsprechend benachrichtigt. Der Anwender kann dann eine erforderliche Änderung der Konfigurierung des Gateways 16 vornehmen. Nachdem die Inbetriebnahme-Phase erfolgreich abgeschlossen ist, geht der Profibus®-Master 28 in den Betriebszustand (Operate) und kommuniziert mit den einzelnen Feldgeräten F1, F2, ... F6 im azyklischen Datenverkehr, sofern dies von der zweiten übergeordneten Einheit 14 initiiert wird. Sofern keine azyklische Kommunikation stattfindet, befindet sich das Gateway 16 im Abhör-Modus.
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Im Folgenden wird eine Konfigurierung des Gateways 16 in einem Zustand, in dem es bereits in der Anlage angeschlossen ist, gemäß einem zweiten Konfigurationsbeispiel beschrieben. Es wird dabei ein Aufbau einer Anlage angenommen, wie es in 1 dargestellt ist. Dabei sind den einzelnen Feldgeräten F1, F2, ... F6 und dem Profibus®-Master 28 des Gateways 16 bereits Adressen zugeordnet, so dass das Gateway 16 über das erste Netzwerksystem 4 mit den Feldgeräten F1, F2, ... F6 kommunizieren kann. Das Verfahren wird unter Bezugnahme auf 4 erläutert.
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In 4 sind die Kommunikationsebenen des Gateways 16, des Profibus®-Masters 28 und eines beispielhaften Feldgerätes jeweils schematisch durch die Balken 60 (Gateway), 62 (Profibus®-Master) und 64 (Feldgerät) dargestellt. Ein Anwender 66, der eine Konfigurierung des Gateways 16 vornehmen möchte, gibt über die datenverarbeitende Einheit 34, auf welcher der Webbrowser implementiert ist, einen Befehl zum Scannen des (ersten) Netzwerksystems 4 (”Scan Network”) ein. Dieser Befehl wird innerhalb des Gateways 16 an den Profibus®-Master 28 weitergegeben. Über eine entsprechende Profibus®-Kommunikation (”GetDiag()”, ”DiagResponse()”, ”GetConfig()”, ”ConfigResponse()”) werden die an dem ersten Netzwerksystem 4 (direkt oder über das weitere Netzwerksystem 6) angeschlossenen Feldgeräte abgefragt und deren Konfigurationseinstellungen werden an das Gateway 16 übertragen. Das Gateway 16 wiederum erstellt basierend auf den erhaltenen Informationen eine Liste mit den verfügbaren Feldgeräten (”LiveList”) und den gefundenen GSD-Modulen. Diese Liste wird dem Anwender 66 über den Webserver 32 bereitgestellt. Ferner werden dem Anwender 66 die bisherigen Konfigurationseinstellungen des Gateways 16 und der über das erste Netzwerksystem 4 angeschlossenen Feldgeräte bereitgestellt. In entsprechender Weise, wie dies oberhalb in Bezug auf die Konfigurierung des Gateways 16 in einem nicht angeschlossenen Zustand erläutert wird, führt das Gateway 16 automatisch eine Zuordnung von Registeradressen zu den einzelnen Prozessvariablen, die in den verschiedenen Feldgeräten vorgesehen sind, durch. Diese, von dem Gateway 16 vorgeschlagene Zuordnung wird dem Anwender 66 über den Webserver 32 bereitgestellt (”Vorschlag Modbus Mapping”).
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Im Unterschied zu dem ersten Konfigurationsbeispiel werden diese bisherigen und von dem Gateway 16 vorgeschlagenen Konfigurationseinstellungen nicht als Datei über den Webserver 32 auf die datenverarbeitende Einheit 34, auf welcher der Webbrowser implementiert ist, übertragen. Vielmehr ist bei dieser Ausführungsform in dem Gateway 16 selbst ein entsprechendes Programm vorgesehen, das dem Anwender über den Webserver 32 eine Bedienoberfläche bereitstellt, über welche er (von der datenverarbeitenden Einheit 34 aus) die vorgeschlagenen Konfigurationseinstellungen akzeptieren, ändern oder ablehnen kann (vgl. ”Akzeptieren, Ändern od. Ablehnen”). Sofern der Anwender 66 Änderungen der Konfigurationseinstellungen vornimmt, werden diese direkt online auf dem Gateway 16 übernommen. Da bei dem vorliegenden Beispiel auf Grund der umfassenden Konfigurationsdaten, die durch den Netzwerk-Scan bereits erhalten werden, in den meisten Fällen nur wenige Änderungen der Konfigurationseinstellungen vorgenommen werden müssen, ist in der Regel solch eine Online-Konfigurierung vorteilhafter. Die gegebenenfalls erforderlichen Änderungen der Konfigurationseinstellungen werden auch an den Profibus®-Master 28 des Gateways 16 weitergegeben (”(geänderte) Konfiguration”). Wie bei dem ersten Konfigurationsbeispiel erstellt das Gateway 16 wiederum eine Textdatei (im CSV-Format), in der die Informationen über die Zuordnung von Registeradressen zu den einzelnen Feldgeräten, insbesondere zu deren Prozessvariablen, gespeichert sind, sowie eine Datei zur Datensicherung, in der die Konfigurationseinstellungen des Gateways 16 gespeichert sind.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die unter Bezugnahme auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sofern das Gateway beispielsweise ausschließlich in einem Abhör-Modus betrieben werden soll und keine azyklische Kommunikation durchführen soll, müssen bei dem oberhalb beschriebenen Netzwerk-Scan lediglich die angeschlossenen Feldgeräte und deren Prozessvariablen ermittelt und zumindest einem Teil der Prozessvariablen entsprechende Registeradressen zugeordnet werden. Dieser Vorgang kann automatisiert durch das Gateway nach Durchführen eines Netzwerk-Scans erfolgen. Ein Anwender muss lediglich dann eingreifen, falls er Änderungen wünscht.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Konfigurierung des Gateways zusätzlich auch mit einem herkömmlichen Engineering Werkzeug durchführbar ist.
