EP2580628A1 - Method for integrating at least one field device into an automation network - Google Patents

Method for integrating at least one field device into an automation network

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Publication number
EP2580628A1
EP2580628A1 EP11720083.2A EP11720083A EP2580628A1 EP 2580628 A1 EP2580628 A1 EP 2580628A1 EP 11720083 A EP11720083 A EP 11720083A EP 2580628 A1 EP2580628 A1 EP 2580628A1
Authority
EP
European Patent Office
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field device
field
automation
service provider
automation system
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11720083.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Buchdunger
Axel PÖSCHMANN
Emilio Schiavi
Eugenio Ferreira Da Silva Neto
Peter Zaretzke
Thomas Weinschenk
Yuliana Sejati
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Process Solutions AG
Original Assignee
Endress and Hauser Process Solutions AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Process Solutions AG filed Critical Endress and Hauser Process Solutions AG
Publication of EP2580628A1 publication Critical patent/EP2580628A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G05B11/012—Automatic controllers electric details of the transmission means
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a method for integrating at least one field device into a network of automation technology, comprising a plurality of field devices distributed in an automation system, which are connected to each other via at least one data bus on which a bus protocol is running, wherein access to the field devices via a field access unit is provided which is connected to at least one automation / integration platform and at least one web server of a service
  • Providers communicates.
  • Conductivity meters etc., which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity.
  • actuators such as valves or pumps, via which the flow of a liquid in a pipe section or the level in a container can be changed.
  • field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information. In connection with the invention are under
  • Field devices also understood as remote I / Os, radio adapters or general devices that are located on the field level.
  • a variety of such field devices is manufactured and sold by the company Endress + Hauser.
  • communication between at least one higher-level control unit and the field devices generally takes place via a bus system, such as Profibus® PA, Foundation Fieldbus® or HART®.
  • the bus systems can be designed both wired and wireless.
  • the higher-level control unit is used for process control, process visualization, process monitoring and commissioning and operation of the field devices and is also referred to as a configuration / management system. Programs based on parent
  • Units run independently, are for example the operating tool
  • Emerson The term 'operation of field devices' in particular the configuration and parameterization of field devices, but also the
  • Configuration / management systems can recognize and interpret the data supplied by the field devices. Be provided the
  • FF Fieldbus Foundation
  • HCF HART Communication Foundation
  • PNO Profibus User Organization
  • Hand operating tool It has also become known to perform the integration offline via a configuration / management system and then integrate the field device in the automation system.
  • a corresponding project usually has to be created in the configuration or management system.
  • the structure of the network is defined, as well as the device manufacturer, the field device itself, the different versions of the field device, the function blocks, and so on
  • GUIs are usually configured in a system-oriented manner, ie each system supplier has its own GUI.
  • an operator Before an operator can integrate a field device into a network, it is often necessary to instantiate the function blocks that allow access to the configuration / parameterization data. This requires offline and online work.
  • a further disadvantage of the previously known integration methods is the fact that in the course of the project, information necessary for the installation, commissioning and configuration of the field device must be entered manually by the operating personnel via the configuration / management systems.
  • gateways had only the task to accomplish a conversion between the different bus protocols on field and system level.
  • the field level usually the
  • the invention is based on a field access unit which has at least the listener functionality. This functionality is sufficient if the field device is designed to be directly connected via a bus protocol, e.g. the Internet Protocol, the field device is accessed. If different bus protocols are used at the field level and at the system level, the field access unit also assumes the functionality of protocol conversion.
  • a bus protocol e.g. the Internet Protocol
  • the invention has for its object to propose a method and a system that simplifies the integration of a field device in an automation system.
  • the problem is solved with respect to the method by the following features:
  • a virtual image of the field device in a database wherein the virtual image describes the comprehensive to be integrated into the automation system field device with respect to its field device specific and application-specific properties in the automation system;
  • the service provider transmits to the operator of the automation system via cloud computing Web services or Internet based services
  • the virtual image of the field device with specific field device and application-specific content at runtime, the virtual image is preferably transmitted directly into the field device; -
  • the field device performs its function in the automation system as soon as it is integrated into the network.
  • Cloud Computing is a term used in the cloud
  • Information technology primarily refers to the approach of providing abstracted IT infrastructures, ready-made program packages and programming environments dynamically adapted to the needs via a network.
  • Automation system has transmitted an order confirmation, the service provider will provide a corresponding account for the operator
  • Field device stored in the database Via the Internet, the service provider provides the operator or client with the virtual image of each field device.
  • the virtual image is transmitted automatically or as requested by the operator.
  • the service provider provides the operator or client with the virtual image of each field device.
  • the virtual image is transmitted automatically or as requested by the operator.
  • the service provider offers, for example, corresponding software via which the order can be created and transmitted.
  • the field access unit sends a message to the service provider via the automation / integration platform as soon as a change of the LiveList in the data bus segment or in the network is detected.
  • a preferred embodiment of the inventive method proposes that the service provider connects to the field access unit via the automation / integration platform as soon as the service provider receives the notification of a change in the data bus segment or in the network, so that the corresponding current non-existent virtual image of the field device is provided through the cloud computing WebService. If the change in exchange of the field device is made by an analog field device, then the virtual image of the replaced device is transmitted to the newly installed field device.
  • the service provider or the field device supplier open an account assigned to the customer for a web-based portal is, via the web-based portal access to the virtual image of the at least one newly integrated field device can be done.
  • the web-based portal is, for example, the W @ M portal of the E + H Group.
  • the information about the history of the field device is also stored in the database so that it is available on request.
  • the case may be problematic if at least one unknown
  • Field device in particular another manufacturer to be integrated into the network or if this is detected by the field access unit during a scan.
  • the unknown field device which is not listed in the customer's account and which comes from a field device manufacturer other than the service provider, is identified by the LifeList.
  • the cloud-based web server of the service provider adds over the field access unit and the
  • Automation / integration platform existing identification data of the foreign field device added to the account of the customer, so that the customer can take over the cloud-based Web services field device in operation. If the service provider is unable or unable to obtain the information, it is intended that the customer, after receiving a notification that an unknown field device in the
  • Integrated automation system over which no virtual image exists, performs a configuration of the unknown field device and the
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the operator of the automation system receives an indication when current configuration / parameterization data has to be downloaded from the service provider.
  • the operator of the automation system the services are calculated, which he takes from the service provider.
  • the object is achieved with respect to the system according to the invention, which operates according to the aforementioned method, in that the system comprises at least one field access unit and at least one automation / integration platform, wherein the field devices in the field level via a first data bus on which the Communication via at least a first bus protocol expires, are interconnected, wherein the
  • Field access unit hears the communication on the first data bus and in the event that the communication with the automation / integration platform via at least one second data bus takes place on which runs at least a second bus protocol, an implementation of the two bus protocols. Of course, it is also possible that both bus protocols are identical.
  • the field access unit and its function are described in detail in the previously unpublished German application.
  • the field access unit and the OPC-UA server or the automation / integration platform are either two separate components or both components form a unit.
  • Automation / integration platform is an OPC-UA server containing a server logic and a logical machine, which forwards the configuration device / parameter data describing a field device according to a well-defined information / logic model for a defined type of field device.
  • An OPC server or an OPC UA server offers the possibility of giving industrial bus systems and protocols a universal means of communication and is used there, with sensors, controllers and controllers (field devices) of different manufacturers (or the same manufacturer) forming a common network , With OPC, it is sufficient to write an OPC-compliant driver for each field device exactly as described in the introduction to the description without much effort in arbitrarily large tax and
  • the data bus is the Internet and / or an intranet and the additional data bus is a fieldbus of automation technology, via which the field devices communicate with the field access unit at the field level.
  • the additional data bus is a fieldbus of automation technology, via which the field devices communicate with the field access unit at the field level. Common fieldbuses have already been mentioned in the introduction to the description.
  • Fig. 1 shows a diagram illustrating the operation of the invention
  • the automation system 1 comprises a plurality of distributed components
  • Field devices 2 which are connected to each other via a common in automation fieldbus 3, running on one of the previously specified bus protocols. Access to the field devices 2 via the field access unit 4, which is in particular a so-called. PAP - Plant Access Point - is. The operation of the PAPs 4 will be explained in more detail below.
  • the field access unit 4 is connected to an automation / integration platform 5. Both components 4, 5 can also form a unit. The communication between the field access unit 4 and a web server 6 of a service provider via the automation / integration platform 5, which is preferably an OPC UA server, and the Internet. 7
  • the illustrated in Fig. 1 different process variants 1-5, the method of the invention and advantageous variants of
  • each field device 2 is preferably assigned a universally applicable unique identification code (for example GU ID or AND).
  • the virtual image of the field device 2 describes that in the
  • Automation system 1 to be integrated field device 2 circumferentially with respect to its field device-specific and application-specific properties in the automation system. 1
  • the time of creation of the virtual image of each field device 2 to be integrated is prior to the time of installation of the field device 2 in the automation system 1.
  • UUID is the abbreviation for Universal Unique Identifier and was adopted by the Open Software Foundation in the standard ISO / IEC1 1578;
  • GU ID is the abbreviation for Microsoft's Globally Unique Identifier and represents, among other things, an implementation variant by Microsoft.
  • Field device 2 is transmitted.
  • the field device 2 has all necessary parameterization / configuration data immediately after startup Available to immediately begin work on the network 9 of the
  • Automation system 1 record An essential task of the PAP 4 is in the system constellation shown to implement the different bus protocols at the field level and Internet level.
  • the request of the virtual images of the field devices 2 can only be made on site after a separate request by the service personnel.
  • the provision of the virtual images of the field devices 2 takes place via cloud computing web services or Internet based services.
  • the field device 2 integrated into the network 9 of the automation system 1 can immediately record its function in the automation system 1.
  • the installation of field devices 2 is thus considerably simplified and, moreover, can be accelerated.
  • Field device suppliers an account associated with the customer for a Web-based portal is opened, via the web-based portal access to the virtual image of the at least one newly integrated field device 2 can be done.
  • the second variant shown in FIG. 1 describes the case that a new field device 2; 2 'in addition to or in exchange for an already integrated field device 2 in the automation system 1 is installed. To ensure smooth integration even when such cases occur
  • the Web server 6 of the service provider connects via the automation / integration platform with the field access unit 4, as soon as the Web server 6 of the service provider, the notification of the change in the
  • Data bus segment or in the network 9 receives. Immediately the corresponding currently missing virtual image of the field device 2 via the cloud computing Web service is provided.
  • the PAP 4 determines the next time it is scanned
  • the operator will also be notified if the manufacturer
  • Automation system 1 the ability to download the current configuration / parameterization data from the Web server 6 of the service provider.
  • a special case occurs when the LifeList identifies at least one unknown field device 2 that is not listed in the customer's account and that comes from a field device manufacturer other than the service provider. Then there is the possibility that the cloud-based web server of the service provider via the field access unit 4 and the
  • Automation / integration platform 5 existing identification data of the foreign field device 2 concerned and added to the account of the customer, so that the customer can take over the cloud-based Web services and this foreign field device 2 in operation.
  • the operator or service personnel has the option of configuring the unknown field device 2 to make locally and transfer the configuration data to the Web server 6 of the service provider.
  • the data is stored in the database 8 under the GUID or the AND of the field device 2. If a field device 2 is replaced by an analog field device 2 ', the configuration / parameterization data of the original field device 2 are transmitted to the replacement device 2'.

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Abstract

The invention relates to a method for integrating at least one field device (2) into an automation network (9), which comprises a plurality of field devices (2), which are arranged in an automation system (1) in a distributed manner and which are connected to each other by means of at least one data bus (3; 7), on which a bus protocol runs, wherein the field devices (2) are accessed by means of a field access unit (4), which communicates with at least one automation/integration platform (5) and at least one web server (6) of a service provider, wherein for each field device (2) the service provider provides a virtual representation of the field device (2) in a database (8), wherein the virtual representation describes the field device (2) to be integrated into the automation system comprehensively in regard to the field-device-specific and application-specific properties of the field device in the automation system (1), wherein the service provider transfers the virtual representation of the field device (2) having the concrete field-device-specific and application-specific properties at run time automatically or upon request to the operator of the automation system (1) by means of cloud-computing web services or Internet-based services and preferably transmits said properties directly to the field device (2), and wherein the field device (2) carries out the function thereof in the automation system (1) as soon as said field device is integrated into the network (9).

Description

Verfahren zum Integrieren von zumindest einem Feldgerät in ein Netzwerk der Automatisierungstechnik  Method for integrating at least one field device in a network of automation technology
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Integrieren von zumindest einem Feldgerät in ein Netzwerk der Automatisierungstechnik, bestehend aus mehreren in einer Automatisierungsanlage verteilt angeordneten Feldgeräten, die über zumindest einen Datenbus, auf dem ein Busprotokoll läuft, miteinander verbunden sind, wobei der Zugriff auf die Feldgeräte über eine Feldzugriffseinheit erfolgt, die mit zumindest einer Automatisierungs- /Integrations-Plattform und zumindest einem WebServer eines Service The invention relates to a method for integrating at least one field device into a network of automation technology, comprising a plurality of field devices distributed in an automation system, which are connected to each other via at least one data bus on which a bus protocol is running, wherein access to the field devices via a field access unit is provided which is connected to at least one automation / integration platform and at least one web server of a service
Providers kommuniziert. Providers communicates.
In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessauto- matisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise In automation technology, in particular in process automation technology, field devices are often used which serve to detect and / or influence process variables. For the detection of process variables are sensors, such as
Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Level gauges, flowmeters, pressure and pressure gauges
Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Temperature measuring instruments, pH redox potential measuring devices,
Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen 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. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Conductivity meters, etc., which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity. To influence process variables are actuators, such as valves or pumps, via which the flow of a liquid in a pipe section or the level in a container can be changed. In principle, field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information. In connection with the invention are under
Feldgeräten also auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben. In modernen Industrieanlagen erfolgt die Kommunikation zwischen zumindest einer übergeordneten Steuereinheit und den Feldgeräten in der Regel über ein Bussystem, wie beispielsweise Profibus® PA, Foundation Fieldbus® oder HART®. Die Bussysteme können sowohl drahtgebunden als auch drahtlos ausgestaltet sein. Die übergeordnete Steuereinheit dient zur Prozesssteuerung, zur Prozessvisualisierung, zur Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme und Bedienung der Feldgeräte und wird auch als Konfigurier- /Managementsystem bezeichnet. Programme, die auf übergeordneten Field devices also understood as remote I / Os, radio adapters or general devices that are located on the field level. A variety of such field devices is manufactured and sold by the company Endress + Hauser. In modern industrial plants, communication between at least one higher-level control unit and the field devices generally takes place via a bus system, such as Profibus® PA, Foundation Fieldbus® or HART®. The bus systems can be designed both wired and wireless. The higher-level control unit is used for process control, process visualization, process monitoring and commissioning and operation of the field devices and is also referred to as a configuration / management system. Programs based on parent
Einheiten eigenständig ablaufen, sind beispielsweise das Bedientool Units run independently, are for example the operating tool
FieldCare der Firmengruppe Endress+Hauser, das Bedientool Pactware, das Bedientool AMS von Fisher-Rosemount oder das Bedientool PDM von FieldCare of the Endress + Hauser group, the Pactware operating tool, the Fisher-Rosemount AMS operating tool or the PDM operating tool of
Siemens. Bedientools, die in Leitsystem-Anwendungen integriert sind, sind das PCS7 von Siemens, das Symphony von ABB und das Delta V von Siemens. Operator tools that are integrated into control system applications are the PCS7 from Siemens, the Symphony from ABB and the Delta V from
Emerson. Unter dem Begriff 'Bedienen von Feldgeräten' wird insbesondere das Konfigurieren und Parametrieren von Feldgeräten, aber auch die Emerson. The term 'operation of field devices' in particular the configuration and parameterization of field devices, but also the
Diagnose zwecks frühzeitiger Erkennung von Fehlern an einem der Diagnosis for the early detection of errors in one of the
Feldgeräte oder im Prozess verstanden. Field devices or understood in the process.
Die Integration von Feldgeräten in Konfigurier-/ Managementsysteme erfolgt üblicherweise über Gerätebeschreibungen, die dafür sorgen, dass die The integration of field devices in configuration / management systems is usually done via device descriptions, which ensure that the
Konfigurier/Managementsysteme die von den Feldgeräten gelieferten Daten erkennen und interpretieren können. Bereit gestellt werden die  Configuration / management systems can recognize and interpret the data supplied by the field devices. Be provided the
Gerätebeschreibungen für jeden Feldgerätetyp bzw. für jeden Feldgerätetyp in unterschiedlichen Applikationen in der Regel von dem jeweiligen Device descriptions for each field device type or for each field device type in different applications usually of the respective
Gerätehersteller. Damit die Feldgeräte in unterschiedliche Feldbussysteme integriert werden können, müssen unterschiedliche Gerätebeschreibungen für die unterschiedlichen Feldbussysteme erstellt werden. So gibt es - um nur einige Beispiele zu nennen - HART-, Fieldbus Foundation- und Profibus- Gerätebeschreibungen. Die Anzahl der Gerätebeschreibungen ist sehr groß, - entspricht sie doch der großen Zahl der unterschiedlichen Feldgeräte bzw. Feldgerätetypen in den unterschiedlichen Applikationen und Bussystemen. Üblicherweise müssen die Gerätebeschreibungen in dem jeweiligen Equipment manufacturers. In order for the field devices to be integrated into different fieldbus systems, different device descriptions for the different fieldbus systems have to be created. So there are - to name just a few examples - HART, Fieldbus Foundation and Profibus device descriptions. The number of device descriptions is very large, as it corresponds to the large number of different field devices or field device types in the different applications and bus systems. Usually, the device descriptions in the respective
Konfigurier/Managementsystem abgespeichert sein. Configuration / management system to be saved.
Zwecks Schaffung einer einheitlichen Beschreibungssprache für die In order to create a common description language for the
Feldgeräte, haben die Fieldbus Foundation (FF), die HART Communication Foundation (HCF) und die Profibus Nutzerorganisation (PNO) eine einheitliche elektronische Gerätebeschreibungssprache (Electronic Device Description Language EDDL) erstellt. Die EDDL bzw. die entsprechende Electronic Device Description EDD ist in der Norm IEC 61804-2 definiert. Field devices, the Fieldbus Foundation (FF), the HART Communication Foundation (HCF) and the Profibus User Organization (PNO) have created a single electronic device description language (EDDL). The EDDL or the corresponding Electronic Device Description EDD is defined in the standard IEC 61804-2.
Die Integration der Feldgeräte in die in Konfigurier-/ Managementsysteme erfolgt online nach Installation des Feldgeräts in der Automatisierungsanlage mittels einer DCS, einer PLC, einem Notebook oder einem sonstigen The integration of the field devices in the in configuration / management systems takes place online after installation of the field device in the automation system by means of a DCS, a PLC, a notebook or other
Handbedientool. Ebenfalls ist es bekannt geworden, die Integration offline über ein Konfigurier-/ Managementsystem vorzunehmen und das Feldgerät anschließend in die Automatisierungsanlage zu integrieren. Hand operating tool. It has also become known to perform the integration offline via a configuration / management system and then integrate the field device in the automation system.
Bevor Feldgeräte konfiguriert oder in die Automatisierungsanlage integriert werden können, muss üblicherweise ein entsprechendes Projekt in dem Konfigurier-/ oder Managementsystem angelegt werden. Hierzu wird die Struktur des Netzwerks definiert, ebenso wie der Gerätehersteller, das Feldgeräts selbst, die unterschiedlichen Versionen des Feldgeräts, die Funktionsblöcke, usw. Je nach Fall müssen auch noch die Before field devices can be configured or integrated into the automation system, a corresponding project usually has to be created in the configuration or management system. For this purpose, the structure of the network is defined, as well as the device manufacturer, the field device itself, the different versions of the field device, the function blocks, and so on
Gerätebeschreibungen in das Konfigurier/Managementsystem integriert werden. Alle diese Maßnahmen sind komplex, arbeits- und zeitintensiv.Device descriptions are integrated into the configuration / management system. All of these measures are complex, labor-intensive and time-consuming.
Problematisch ist weiterhin, dass die den Konfigurier-/ oder Managementsystemen zugeordnete Anzeigeeinheiten, die sog. GUIs, üblicherweise systemorientiert ausgestaltet ist, d.h. jeder Systemlieferant hat seine eigene GUI. Bevor ein Betreiber ein Feldgerät in ein Netzwerk integrieren kann, ist es oftmals notwendig, die Funktionsblöcke, die den Zugriff auf die Konfigurier- /Parametrierdaten ermöglichen, zu instanziieren. Hierzu muss offline und online gearbeitet werden. Another problem is that the display units assigned to the configuration / or management systems, the so-called GUIs, are usually configured in a system-oriented manner, ie each system supplier has its own GUI. Before an operator can integrate a field device into a network, it is often necessary to instantiate the function blocks that allow access to the configuration / parameterization data. This requires offline and online work.
Problematisch ist auch, dass in den Konfigurier/Managementsystemen Gerätebeschreibungen vorinstalliert sind, die u. U. nicht mehr die aktuelle Version des neu zu installierenden Feldgeräts beschreiben. In diesem Fall ist es notwendig, die fehlende Gerätebeschreibung zusätzlich zu installieren. Hierzu muss der Betreiber üblicherweise den Gerätehersteller kontaktieren und die Gerätebeschreibung anfordern. Dieses Prozedere ist relativ zeitaufwändig und birgt darüber hinaus die Gefahr, dass fehlerhafte Another problem is that in the configuration / management systems device descriptions are preinstalled, the u. You may no longer describe the current version of the field device to be reinstalled. In this case, it is necessary to additionally install the missing device description. For this, the operator usually has to contact the device manufacturer and request the device description. This procedure is relatively time consuming and also carries the risk that faulty
Gerätebeschreibungen installiert werden. Ein weiterer Nachteil der bislang bekannten Integrationsverfahren ist darin zu sehen, dass im Verlauf des Projekts immer wieder Informationen, die für die Installation, die Inbetriebnahme und die Konfiguration des Feldgeräts notwendig sind, vom Bedienpersonal über das Konfigurier-/ Managementsysteme manuell eingegeben werden müssen. Device descriptions are installed. A further disadvantage of the previously known integration methods is the fact that in the course of the project, information necessary for the installation, commissioning and configuration of the field device must be entered manually by the operating personnel via the configuration / management systems.
In der nicht vorveröffentlichten am 06.10.2009 von der Anmelderin unter der Anmeldenummer DE 10 2009 045 386.5 beim Deutschen Patentamt hinterlegten Patentanmeldung ist eine Anordnung beschrieben, bei der eine Feldzugriffseinheit bzw. ein Feldbus-Interface so ausgestaltet ist, dass es kontinuierlich den Datenverkehr auf dem Feldbus abhört. Die Feldzugriffseinheit hat somit eine Listener-Funktionalität. Daher kann das Feldbus- Interface, ohne dass es selbst eine aktive Kommunikation durchführt, eine Vielzahl von Informationen sammeln, welche das Netzwerkmanagement der Automatisierungsanlage betreffen. Vor der zuvor beschriebenen Lösung 'Feldzugriffseinheit mit Listener In the not previously published on 06.10.2009 by the applicant under the application number DE 10 2009 045 386.5 filed with the German Patent Office patent application, an arrangement is described in which a field access unit or a fieldbus interface is designed so that it continuously monitors the traffic on the Fieldbus is listening. The field access unit thus has a listener functionality. Therefore, the fieldbus interface, without itself actively communicating, can collect a variety of information concerning the network management of the automation system. Before the solution described above 'Field access unit with listener
Funktionalität' hatten sog. Gateways lediglich die Aufgabe, eine Umsetzung zwischen den unterschiedlichen Busprotokollen auf Feld- und Systemebene zu bewerkstelligen. So erfolgt auf der Feldebene üblicherweise die Functionality 'so-called gateways had only the task to accomplish a conversion between the different bus protocols on field and system level. Thus, on the field level usually the
Kommunikation über einen der in der Automatisierungstechnik Communication via one of the automation technology
gebräuchlichen Feldbusse, während die Kommunikation auf der Systemebene über Internet oder Intranet erfolgt. common fieldbuses, while communicating at the system level via the Internet or Intranet.
Die Erfindung geht aus von einer Feldzugriffseinheit aus, die zumindest die Listener Funktionalität aufweist. Dieser Funktionalität ist ausreichend, wenn das Feldgerät so ausgestaltet ist, dass direkt über ein Busprotokoll, z.B. das Internet Protokoll, auf das Feldgerät zugegriffen wird. Falls auf der Feldebene und der Systemebene unterschiedliche Busprotokolle verwendet werden, übernimmt die Feldzugriffseinheit darüber hinaus die Funktionalität des Protokollumsetzens.  The invention is based on a field access unit which has at least the listener functionality. This functionality is sufficient if the field device is designed to be directly connected via a bus protocol, e.g. the Internet Protocol, the field device is accessed. If different bus protocols are used at the field level and at the system level, the field access unit also assumes the functionality of protocol conversion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System vorzuschlagen, das die Integration eines Feldgeräts in eine Automatisierungsanlage vereinfacht. Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die folgenden Merkmale gelöst: The invention has for its object to propose a method and a system that simplifies the integration of a field device in an automation system. The problem is solved with respect to the method by the following features:
- von dem Service Provider wird für jedes Feldgerät ein virtuelles Abbild des Feldgeräts in einer Datenbank bereitgestellt, wobei das virtuelle Abbild das in die Automatisierungsanlage zu integrierende Feldgerät umfänglich bezüglich seiner feldgerätespezifischen und applikationsspezifischen Eigenschaften in der Automatisierungsanlage beschreibt;  - Provided by the service provider for each field device, a virtual image of the field device in a database, wherein the virtual image describes the comprehensive to be integrated into the automation system field device with respect to its field device specific and application-specific properties in the automation system;
- der Service Provider übermittelt dem Betreiber der Automatisierungsanlage über Cloud-Computing WebServices bzw. Internet basierte Dienste  - The service provider transmits to the operator of the automation system via cloud computing Web services or Internet based services
automatisch oder auf Anfrage das virtuelle Abbild des Feldgeräts mit konkreten feldgeräte- und applikationsspezifischen Inhalten zur Laufzeit, das virtuelle Abbild wird bevorzugt unmittelbar in das Feldgerät übertragen; - das Feldgerät führt seine Funktion in der Automatisierungsanlage aus, sobald es in das Netzwerk integriert wird. automatically or on request, the virtual image of the field device with specific field device and application-specific content at runtime, the virtual image is preferably transmitted directly into the field device; - The field device performs its function in the automation system as soon as it is integrated into the network.
Cloud Computing (Rechnen in der Wolke) ist ein Begriff aus der Cloud Computing is a term used in the cloud
Informationstechnik und bezeichnet primär den Ansatz, abstrahierte IT- Infrastrukturen, fertige Programmpakete und Programmierumgebungen dynamisch an den Bedarf angepasst über ein Netzwerk zur Verfügung zu stellen. Information technology primarily refers to the approach of providing abstracted IT infrastructures, ready-made program packages and programming environments dynamically adapted to the needs via a network.
Sobald ein Service Provider / Gerätehersteller dem Betreiber einer  Once a service provider / device manufacturer the operator of a
Automatisierungsanlage eine Auftragsbestätigung übermittelt hat, wird vom Service Provider ein entsprechendes Konto für den Betreiber der Automation system has transmitted an order confirmation, the service provider will provide a corresponding account for the operator
Automatisierungsanlage eröffnet. Hierzu wird die Konfigurierung der Automation system opened. For this the configuration of the
Feldgeräte offline vorgenommen; die entsprechenden Konfigurations- /Parametrierdaten für jedes Feldgerät werden als virtuelles Abbild des Field devices made offline; the corresponding configuration / parameterization data for each field device are used as a virtual image of the
Feldgeräts in der Datenbank gespeichert. Über Internet stellt der Service Provider dem Betreiber bzw. Auftraggeber das virtuelle Abbild eines jeden Feldgeräts zur Verfügung. Das virtuelle Abbild wird automatisch oder nach Anforderung durch den Betreiber übertragen. Bevorzugt erfolgt die Field device stored in the database. Via the Internet, the service provider provides the operator or client with the virtual image of each field device. The virtual image is transmitted automatically or as requested by the operator. Preferably, the
Übertragung des virtuellen Abbildes direkt in das entsprechende Feldgerät. Sobald das Feldgerät in die Automatisierungsanlage integriert und in Betrieb genommen wird, wird das entsprechende virtuelle Abbild dem Feldgerät zur Verfügung gestellt. Somit ist das Feldgerät direkt nach der Installation und Inbetriebnahme in der Automatisierungsanlage voll funktionsfähig. Um die Cloud-Coumputing Web-Services zur Verfügung stellen zu können, bietet der Service Provider beispielsweise eine entsprechende Software an, über die der Auftrag erstellt und übermittelt werden kann. Nach dem Transfer of the virtual image directly into the corresponding field device. As soon as the field device is integrated into the automation system and put into operation, the corresponding virtual image is made available to the field device. Thus, the field device is fully functional immediately after installation and commissioning in the automation system. In order to provide cloud co-muting web services, the service provider offers, for example, corresponding software via which the order can be created and transmitted. After this
Abspeichern der virtuellen Abbilder in der Datenbank hat der Betreiber Zugriff auf die den bestellten Feldgeräten zugeordneten virtuellen Abbilder, also auch durchaus vor der Lieferung der Feldgeräte an den Betreiber. Bevorzugt erfolgt das Laden der benötigten virtuellen Abbilder über die Storing the virtual images in the database, the operator has access to the ordered field devices virtual images associated, so well before the delivery of field devices to the operator. Prefers Loading the required virtual images via the
Feldzugriffseinheit und einen OPC-UA Server. Field access unit and an OPC UA server.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Feldzugriffseinheit kontinuierlich und in vorgegebenen An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the field access unit continuously and in predetermined
Zeitabständen zumindest in einzelnen Bussegmenten des Datenbusses über eine Listener Funktion die aktuelle LiveList bzw. Feldgerätekonfiguration des entsprechenden Bussegments bzw. des Netzwerks scannt, um aktuelle Änderungen in der Feldgerätekonfiguration zu erkennen.  Time intervals at least in individual bus segments of the data bus via a listener function, the current LiveList or field device configuration of the corresponding bus segment or the network scans to detect current changes in the field device configuration.
Weiterhin ist vorgesehen, dass Feldzugriffseinheit über die Automatisierungs- /Integrations-Plattform eine Mitteilung an den Service Provider absendet, sobald eine Änderung der LiveList in dem Datenbussegment bzw. in dem Netzwerk erkannt wird. Somit werden auch nach der Erstinstallation Furthermore, it is provided that the field access unit sends a message to the service provider via the automation / integration platform as soon as a change of the LiveList in the data bus segment or in the network is detected. Thus, even after the first installation
vorgenommene Änderungen in dem Netzwerk unmittelbar erkannt. Changes made in the network are detected immediately.
Eine bevorzugte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens schlägt vor dass der Service Provider sich über die Automatisierungs-/lntegrations- Plattform mit der Feldzugriffseinheit verbindet, sobald der Service Provider die Mitteilung über eine Änderung in dem Datenbussegment bzw. in dem Netzwerk erhält, so dass das entsprechende aktuell nicht vorhandene virtuelle Abbild des Feldgeräts über den Cloud-Computing WebService zur Verfügung gestellt wird. Falls die Änderung in Austausch des Feldgeräts durch ein analoges Feldgerät besteht, so wird dem neu installierten Feldgerät das virtuelle Abbild des ausgetauschten Geräts übermittelt. A preferred embodiment of the inventive method proposes that the service provider connects to the field access unit via the automation / integration platform as soon as the service provider receives the notification of a change in the data bus segment or in the network, so that the corresponding current non-existent virtual image of the field device is provided through the cloud computing WebService. If the change in exchange of the field device is made by an analog field device, then the virtual image of the replaced device is transmitted to the newly installed field device.
Darüber hinaus wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des In addition, according to an advantageous embodiment of
erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall, dass ein Kunde zumindest ein neues Feldgerät in das bestehende Netzwerk integrieren möchte, inventive method in the event that a customer wants to integrate at least a new field device in the existing network,
vorgeschlagen, dass vom Service Provider bzw. vom Feldgerätelieferanten ein dem Kunden zugeordnetes Konto für ein Web-basierten Portal geöffnet wird, wobei über das Web-basierte Portal der Zugang zu dem virtuellen Abbild des zumindest einen neu zu integrierenden Feldgeräts erfolgen kann. Bei dem Web-basierten Portal handelt es sich beispielsweise um das W@M Portal der E+H Gruppe. suggested that the service provider or the field device supplier open an account assigned to the customer for a web-based portal is, via the web-based portal access to the virtual image of the at least one newly integrated field device can be done. The web-based portal is, for example, the W @ M portal of the E + H Group.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass nach der Absendung einer Mitteilung von der Feldzugriffseinheit zu dem Service Provider, dass sich die LiveList der Feldgeräte in dem An advantageous embodiment of the inventive method provides that after sending a message from the field access unit to the service provider that the LiveList of the field devices in the
Datenbussegment bzw. in dem Netzwerk geändert hat, anhand von Data bus segment or has changed in the network, based on
eindeutigen Identifikationsdaten eine eindeutige jedem Feldgerät zugeordnete Setup- bzw. Inbetriebnahme-Konfiguration, die das jeweilige Feldgerät umfänglich bezüglich seiner feldgeräte- und applikationsspezifischen unique identification data a unique assigned to each field device setup or commissioning configuration that the respective field device circumferentially with respect to its field device and application-specific
Eigenschaften in der Automatisierungsanlage beschreibt und die in dem Cloud-basierten WebServer gespeichert ist, in das entsprechende Feldgerät geladen wird. In der Datenbank wird auch die Information über die Historie des Feldgeräts gespeichert, so dass sie auf Anforderung zur Verfügung steht. Describes properties in the automation system and that is stored in the cloud-based web server into which the corresponding field device is loaded. The information about the history of the field device is also stored in the database so that it is available on request.
Problematisch kann der Fall sein, wenn zumindest ein unbekanntes The case may be problematic if at least one unknown
Feldgerät, insbesondere eines anderen Herstellers in das Netzwerk integriert werden soll oder wenn dieses von der Feldzugriffseinheit während eines Scans erkannt wird. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass das unbekannte Feldgerät, das nicht auf dem Konto des Kunden aufgeführt ist und das von einem anderen Feldgerätehersteller als dem Service Provider stammt, anhand der LifeList identifiziert wird. Der Cloud-basierte Web-Server des Service Providers fügt über die Feldzugriffseinheit und die Field device, in particular another manufacturer to be integrated into the network or if this is detected by the field access unit during a scan. In this context, it is envisaged that the unknown field device, which is not listed in the customer's account and which comes from a field device manufacturer other than the service provider, is identified by the LifeList. The cloud-based web server of the service provider adds over the field access unit and the
Automatisierungs-/lntegrations-Plattform vorhandene Identifizierungsdaten des fremden Feldgeräts dem Konto des Kunden hinzu, so dass der Kunde über die Cloud-basierten Web Services das Feldgerät in Betrieb nehmen kann. Falls der Service Provider die Information nicht zur Verfügung hat oder nicht beschaffen kann, ist vorgesehen, dass der Kunde nach dem Erhalt einer entsprechenden Mitteilung, dass ein unbekanntes Feldgerät in der Automation / integration platform existing identification data of the foreign field device added to the account of the customer, so that the customer can take over the cloud-based Web services field device in operation. If the service provider is unable or unable to obtain the information, it is intended that the customer, after receiving a notification that an unknown field device in the
Automatisierungsanlage integriert ist, über das kein virtuelles Abbild existiert, eine Konfigurierung des unbekannten Feldgeräts vornimmt und die Integrated automation system over which no virtual image exists, performs a configuration of the unknown field device and the
Konfigurationsdaten an den Cloud-basierten WebServer des Service Configuration data to the service's cloud-based web server
Providers überträgt. Hierdurch wird die Datenbank sukzessive erweitert. Providers transfers. This will gradually expand the database.
Darüber hinaus wird es als besonders vorteilhaft in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angesehen, wenn von dem Cloud-basiertenMoreover, it is considered to be particularly advantageous in connection with the method of the invention when used by the cloud
Server eine Mitteilung an den Betreiber der Automatisierungsanlage gesendet wird, sobald in der Automatisierungsanlage offline eine Änderung an den Konfigurations-/Parametrierdaten eines der Feldgeräte vorgenommen worden ist oder wenn auf Herstellerseite die ursprüngliche Version des Feldgeräts durch eine modifizierte/revidierte Version ersetzt worden ist. Server is sent a message to the operator of the automation system as soon as in the automation system offline a change to the configuration / parameterization of one of the field devices has been made or if the original version of the field device has been replaced by a modified / revised version on the manufacturer side.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Betreiber der Automatisierungsanlage einen Hinweis erhält, wenn aktuelle Konfigurations-/Parametrierdaten von dem Service Provider heruntergeladen müssen. An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the operator of the automation system receives an indication when current configuration / parameterization data has to be downloaded from the service provider.
Um sicherzustellen, dass alle in der Automatisierungsanlage integrierten Feldgeräte auch auf dem Konto des Betreibers gespeichert sind, wird dem Betreiber ein entsprechender Synchronisierungsmechanismus bereitgestellt wird. To ensure that all integrated in the automation system field devices are also stored in the account of the operator, the operator an appropriate synchronization mechanism is provided.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass dem Betreiber der Automatisierungsanlage die Dienstleistungen berechnet werden, die er von dem Service Provider in Anspruch nimmt. Die Aufgabe wird bezüglich des erfindungsgemäßen Systems, das nach dem zuvor genannten Verfahren arbeitet, dadurch gelöst, dass das System zumindest eine Feldzugriffseinheit und mindestens eine Automatisierungs- /Integrations-Plattform umfasst, wobei die Feldgeräte in der Feldebene über einen ersten Datenbus, auf dem die Kommunikation über zumindest ein erstes Busprotokoll abläuft, miteinander verbunden sind, wobei die Furthermore, it is proposed that the operator of the automation system, the services are calculated, which he takes from the service provider. The object is achieved with respect to the system according to the invention, which operates according to the aforementioned method, in that the system comprises at least one field access unit and at least one automation / integration platform, wherein the field devices in the field level via a first data bus on which the Communication via at least a first bus protocol expires, are interconnected, wherein the
Feldzugriffseinheit die Kommunikation auf dem ersten Datenbus mithört und für den Fall, dass die Kommunikation mit der Automatisierungs-/lntegrations- Plattform über zumindest einen zweiten Datenbus erfolgt, auf dem zumindest ein zweites Busprotokoll abläuft, eine Umsetzung der beiden Busprotokolle vornimmt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass beide Busprotokolle identisch sind. Die Feldzugriffseinheit und ihre Funktion sind im Detail in der bereits zuvor genannten nicht vorveröffentlichten Deutschen Anmeldung beschrieben. Bei der Feldzugriffseinheit und dem OPC-UA Server bzw. der Automatisierungs-/lntegrations-Plattform handelt es sich entweder um zwei voneinander getrennte Komponenten, oder beide Komponenten bilden eine Einheit. Field access unit hears the communication on the first data bus and in the event that the communication with the automation / integration platform via at least one second data bus takes place on which runs at least a second bus protocol, an implementation of the two bus protocols. Of course, it is also possible that both bus protocols are identical. The field access unit and its function are described in detail in the previously unpublished German application. The field access unit and the OPC-UA server or the automation / integration platform are either two separate components or both components form a unit.
Als besonders vorteilhaft wird es erachtet, wenn es sich bei der It is considered particularly advantageous when it comes to the
Automatisierungs-/lntegrations-Plattform um einen OPC-UA Server handelt, der eine Serverlogik und eine logische Maschine enthält, welche die ein Feldgerät beschreibenden Konfigurations-/Parametrierdaten entsprechend einem wohldefinierten lnformations-/Logikmodell für einen definierten Typ des Feldgeräts weiterleitet. Ein OPC Server bzw. ein OPC-UA Server bietet die Möglichkeit, industriellen Bussysteme und Protokollen eine universelle Möglichkeit zur Verständigung zu geben und wird dort eingesetzt, wobei Sensoren, Regler und Steuerungen (Feldgeräte) verschiedener Hersteller (oder desselben Herstellers) ein gemeinsames Netzwerk bilden. Mit OPC genügt es, für jedes Feldgerät, wie es in der Beschreibungseinleitung näher definiert ist, genau einmal einen OPC-konformen Treiber zu schreiben, der sich ohne großen Anpassungsaufwand in beliebig große Steuer- und Automation / integration platform is an OPC-UA server containing a server logic and a logical machine, which forwards the configuration device / parameter data describing a field device according to a well-defined information / logic model for a defined type of field device. An OPC server or an OPC UA server offers the possibility of giving industrial bus systems and protocols a universal means of communication and is used there, with sensors, controllers and controllers (field devices) of different manufacturers (or the same manufacturer) forming a common network , With OPC, it is sufficient to write an OPC-compliant driver for each field device exactly as described in the introduction to the description without much effort in arbitrarily large tax and
Überwachungssysteme integrieren lässt. Integrate monitoring systems.
Weiterhin ist vorgesehen, dass es sich bei dem Datenbus um das Internet und/oder ein Intranet und bei dem zusätzlichen Datenbus um einen Feldbus der Automatisierungstechnik handelt, über den die Feldgeräte mit dem der Feldzugriffseinheit auf Feldebene kommunizieren. Gebräuchliche Feldbusse sind in der Beschreibungseinleitung bereits genannt worden. It is further provided that the data bus is the Internet and / or an intranet and the additional data bus is a fieldbus of automation technology, via which the field devices communicate with the field access unit at the field level. Common fieldbuses have already been mentioned in the introduction to the description.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Darstellung, die die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen The invention will be explained in more detail with reference to the following figure. Fig. 1 shows a diagram illustrating the operation of the invention
Verfahrens zum Integrieren von zumindest einem Feldgerät in ein Netzwerk der Automatisierungstechnik und den Aufbau des erfindungsgemäßen Method for integrating at least one field device in a network of automation technology and the structure of the invention
Systems beschreibt. Systems describes.
Die Automatisierungsanlage 1 umfasst mehrere verteilt angeordnete The automation system 1 comprises a plurality of distributed
Feldgeräte 2, die über einen in der Automatisierungstechnik gebräuchlichen Feldbus 3, auf dem eines der zuvor spezifizierten Busprotokolle läuft, miteinander verbunden sind. Der Zugriff auf die Feldgeräte 2 erfolgt über die Feldzugriffseinheit 4, bei der es sich insbesondere um einen sog. PAP - Plant Access Point - handelt. Die Funktionsweise des PAPs 4 wird nachfolgend noch näher erläutert. Die Feldzugriffseinheit 4 ist mit einer Automatisierungs-/lntegrations-Plattform 5 verbunden. Beide Komponenten 4, 5 können auch eine Einheit bilden. Die Kommunikation zwischen der Feldzugriffseinheit 4 und einem WebServer 6 eines Service Providers erfolgt über die Automatisierungs-/lntegrations- Plattform 5, bei der es sich bevorzugt um einen OPC-UA Server handelt, und das Internet 7. Die in der Fig. 1 darstellten unterschiedlichen Verfahrensvarianten 1 - 5, die das erfindungsgemäße Verfahren und vorteilhafte Varianten des Field devices 2, which are connected to each other via a common in automation fieldbus 3, running on one of the previously specified bus protocols. Access to the field devices 2 via the field access unit 4, which is in particular a so-called. PAP - Plant Access Point - is. The operation of the PAPs 4 will be explained in more detail below. The field access unit 4 is connected to an automation / integration platform 5. Both components 4, 5 can also form a unit. The communication between the field access unit 4 and a web server 6 of a service provider via the automation / integration platform 5, which is preferably an OPC UA server, and the Internet. 7 The illustrated in Fig. 1 different process variants 1-5, the method of the invention and advantageous variants of
erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen, sind nachfolgend im Detail beschrieben. according to the invention are described in detail below.
1 . Ein Betreiber möchte eine Automatisierungsanlage 1 zumindest in Teilen mit Feldgeräten 2 eines Feldgeräteherstellers neu bestücken. Es wird ein entsprechendes Projekt von Seiten des Betreibers der Anlage in Auftrag gegeben. Der Service Provider erstellt für jedes der gewünschten Feldgeräte 2 ein virtuelles Abbild des Feldgeräts 2 und stellt diese in einer Datenbank 8 bereit. Hierzu wird jedem Feldgerät 2 bevorzugt ein universell geltender eindeutiger Identifizierungscode (z.B. GU ID oder UND) zugeordnet. Das virtuelle Abbild des Feldgeräts 2 beschreibt das in die 1 . An operator would like to re-equip an automation system 1 at least in part with field devices 2 of a field device manufacturer. An appropriate project is commissioned by the operator of the plant. The service provider prepares a virtual image of the field device 2 for each of the desired field devices 2 and makes them available in a database 8. For this purpose, each field device 2 is preferably assigned a universally applicable unique identification code (for example GU ID or AND). The virtual image of the field device 2 describes that in the
Automatisierungsanlage 1 zu integrierende Feldgerät 2 umfänglich bezüglich seiner feldgeräte-spezifischen und applikationsspezifischen Eigenschaften in der Automatisierungsanlage 1 . Der Zeitpunkt der Erstellung des virtuellen Abbilds eines jeden zu integrierenden Feldgeräts 2 liegt vor dem Zeitpunkt der Installation des Feldgeräts 2 in der Automatisierungsanlage 1 . Zur weiteren Erläuterung: UUID ist die Abkürzung für Universal Unique Identifier und wurde von der Open Software Foundation im Standard ISO/IEC1 1578;Automation system 1 to be integrated field device 2 circumferentially with respect to its field device-specific and application-specific properties in the automation system. 1 The time of creation of the virtual image of each field device 2 to be integrated is prior to the time of installation of the field device 2 in the automation system 1. For further explanation: UUID is the abbreviation for Universal Unique Identifier and was adopted by the Open Software Foundation in the standard ISO / IEC1 1578;
1996 standardisiert. GU ID ist die Abkürzung für Globally Unique Identifier von Microsoft und stellt unter anderem Namen eine Implementierunsvariante von Microsoft dar. Sobald das Feldgerät 1 in die Automatisierungsanlage 1 integriert wird, schickt der PAP 4 über den OPC-UA Server 5 eine entsprechende Mitteilung an den WebServer 6 des Service Providers bzw. des Feldgeräteherstellers und fordert das entsprechende virtuelle Abbild an, welches nachfolgend über Internet 7 und OPC-UA PAP 5, 4 zur Laufzeit bevorzugt direkt an das Standardized in 1996. GU ID is the abbreviation for Microsoft's Globally Unique Identifier and represents, among other things, an implementation variant by Microsoft. As soon as the field device 1 is integrated into the automation system 1, the PAP 4 sends a corresponding message via the OPC UA server 5 to the web server 6 of the service provider or the field device manufacturer and requests the corresponding virtual image, which subsequently preferred via Internet 7 and OPC UA PAP 5, 4 at runtime directly to the
Feldgerät 2 übermittelt wird. Somit hat das Feldgerät 2 unmittelbar nach der Inbetriebnahme alle notwendigen Parametrier-/Konfigurierdaten zu Verfügung, um umgehend seine Arbeit in dem Netzwerk 9 der Field device 2 is transmitted. Thus, the field device 2 has all necessary parameterization / configuration data immediately after startup Available to immediately begin work on the network 9 of the
Automatisierungsanlage 1 aufzunehmen. Eine wesentlichen Aufgabe des PAP 4 besteht bei der gezeigten Systemkonstellation darin, die unterschiedlichen Busprotokolle auf Feldebene und Internetebene ineinander umzusetzen. Automation system 1 record. An essential task of the PAP 4 is in the system constellation shown to implement the different bus protocols at the field level and Internet level.
Es versteht sich von selbst, dass die Anforderung der virtuellen Abbilder der Feldgeräte 2 auch erst nach gesonderter Aufforderung durch das Service- Personal vor Ort erfolgen kann. Die Bereitstellung der virtuellen Abbilder der Feldgeräte 2 erfolgt über Cloud- Computing WebServices bzw. Internet basierte Dienste. Nach der It goes without saying that the request of the virtual images of the field devices 2 can only be made on site after a separate request by the service personnel. The provision of the virtual images of the field devices 2 takes place via cloud computing web services or Internet based services. After
Übermittlung des virtuellen Abbilds in das entsprechende Feldgerät 2, kann das in das Netzwerk 9 der Automatisierungsanlage 1 integrierte Feldgerät 2 umgehend seine Funktion in der Automatisierungsanlage 1 aufnehmen. Die Installation von Feldgeräten 2 wird somit erheblich vereinfacht und kann darüber hinaus beschleunigt erfolgen. Transmission of the virtual image in the corresponding field device 2, the field device 2 integrated into the network 9 of the automation system 1 can immediately record its function in the automation system 1. The installation of field devices 2 is thus considerably simplified and, moreover, can be accelerated.
Sobald ein Kunde zumindest ein neues Feldgerät 2 in das bestehende Netzwerk integrieren möchte, wird vom Service Provider bzw. vom As soon as a customer wants to integrate at least one new field device 2 into the existing network, the service provider resp
Feldgerätelieferanten ein dem Kunden zugeordnetes Konto für ein Webbasierten Portal geöffnet wird, wobei über das Web-basierte Portal der Zugang zu dem virtuellen Abbild des zumindest einen neu zu integrierenden Feldgeräts 2 erfolgen kann. 2. Die zweite in der Fig. 1 dargestellte Variante beschreibt den Fall, dass ein neues Feldgerät 2; 2' zusätzlich oder im Austausch gegen ein bereits integriertes Feldgerät 2 in der Automatisierungsanlage 1 installiert wird. Um auch beim Auftreten derartiger Fälle eine reibungslose Integration Field device suppliers an account associated with the customer for a Web-based portal is opened, via the web-based portal access to the virtual image of the at least one newly integrated field device 2 can be done. 2. The second variant shown in FIG. 1 describes the case that a new field device 2; 2 'in addition to or in exchange for an already integrated field device 2 in the automation system 1 is installed. To ensure smooth integration even when such cases occur
sicherzustellen, scannt die Feldzugriffseinheit 4 kontinuierlich und in vorgegebenen Zeitabständen zumindest in einzelnen Bussegmenten des Netzwerks über eine Listener Funktion die aktuelle LiveList bzw. Feldgerätekonfiguration des Netzwerks 9. Hierdurch werden aktuelle ensure the field access unit 4 continuously and at predetermined intervals at least in individual bus segments of the network via a listener function the current LiveList or Field Device Configuration of the Network 9. This updates current
Änderungen in der Netzwerkkonfiguration erkannt. Sobald eine Änderung in dem Netzwerk 9 erkannt wird, schickt die Feldgerätezugriffseinheit 4 über die Automatisierungs-/lntegrations-Plattform 5 eine Mitteilung über das Changes in network configuration detected. As soon as a change in the network 9 is detected, the field device access unit 4 sends a message via the automation / integration platform 5 via the
aufgefundene Feldgerät 2 an den WebServer 6 des Service Providers. Der WebServer 6 des Service Providers verbindet sich über die Automatisierungs- /Integrations-Plattform mit der Feldzugriffseinheit 4, sobald der WebServer 6 des Service Providers die Mitteilung über die Änderung in dem Found field device 2 to the Web server 6 of the service provider. The Web server 6 of the service provider connects via the automation / integration platform with the field access unit 4, as soon as the Web server 6 of the service provider, the notification of the change in the
Datenbussegment bzw. in dem Netzwerk 9 erhält. Umgehend wird das entsprechende aktuell nicht vorhandene virtuelle Abbild des Feldgeräts 2 über den Cloud-Computing WebService zur Verfügung gestellt. Data bus segment or in the network 9 receives. Immediately the corresponding currently missing virtual image of the field device 2 via the cloud computing Web service is provided.
3. Ändert das Service Personal die Parametrier-/Konfigurierdaten eines Feldgeräts 2 offline mittels eines Konfigurier/Managementsystems 10 vor Ort oder Remote, so ermittelt der PAP 4 bei seinem nächsten Scan die 3. If the service personnel changes the parameterization / configuration data of a field device 2 offline by means of a configuration / management system 10 locally or remotely, the PAP 4 determines the next time it is scanned
entsprechende Änderung in der Feldgerätekonfiguration und meldet diese an den WebServer 6 des Service Providers. Die Information über die geänderten Daten wird unter dem dem Feldgerät 2 zugeordneten universell geltenden eindeutigen Identifizierungscode in der Datenbank 8 gespeichert. Ein entsprechender Report wird vom Service Provider an das Service Personal übermittelt. In dem Report wird dem Betreiber der Automatisierungsanlage 1 mitgeteilt, dass in der Automatisierungsanlage 1 offline eine Änderung an den Konfigurations-/Parametrierdaten eines der Feldgeräte 2 vorgenommen worden ist. corresponding change in the field device configuration and reports this to the Web server 6 of the service provider. The information about the changed data is stored in the database 8 under the universally applicable unique identification code assigned to the field device 2. A corresponding report is sent by the service provider to the service personnel. In the report, the operator of the automation system 1 is informed that a change has been made in the automation system 1 offline to the configuration / parameterization data of one of the field devices 2.
Ebenfalls wird dem Betreiber mitgeteilt, wenn auf Herstellerseite die The operator will also be notified if the manufacturer
ursprüngliche Version des Feldgeräts 2 durch eine modifizierte/revidierte Version ersetzt worden ist. Hierdurch erhält der Betreiber der original version of the field device 2 has been replaced by a modified / revised version. This gives the operator the
Automatisierungsanlage 1 die Möglichkeit, die aktuellen Konfigurations- /Parametrierdaten von dem WebServer 6 des Service Providers herunter zu laden. Ein Spezialfall liegt vor, wenn anhand der LifeList zumindest ein unbekanntes Feldgerät 2 identifiziert wird, das nicht auf dem Konto des Kunden aufgeführt ist und das von einem anderen Feldgerätehersteller als dem Service Provider stammt. Dann besteht die Möglichkeit, dass sich der Cloud-basierte Web- Server des Service Providers über die Feldzugriffseinheit 4 und die Automation system 1 the ability to download the current configuration / parameterization data from the Web server 6 of the service provider. A special case occurs when the LifeList identifies at least one unknown field device 2 that is not listed in the customer's account and that comes from a field device manufacturer other than the service provider. Then there is the possibility that the cloud-based web server of the service provider via the field access unit 4 and the
Automatisierungs-/lntegrations-Plattform 5 vorhandene Identifizierungsdaten des fremden Feldgeräts 2 besorgt und dem Konto des Kunden hinzu, so dass der Kunde über die Cloud-basierten Web Services auch dieses fremde Feldgerät 2 in Betrieb nehmen kann. Automation / integration platform 5 existing identification data of the foreign field device 2 worried and added to the account of the customer, so that the customer can take over the cloud-based Web services and this foreign field device 2 in operation.
Für den Fall, dass der Betreiber eine Mitteilung von dem Service Provider erhält, dass sich in der Automatisierungsanlage ein unbekanntes Feldgerät 2 befindet, für das kein virtuelles Abbild existiert, so hat der Betreiber bzw. das Service Personal die Möglichkeit, die Konfigurierung des unbekannten Feldgeräts 2 vor Ort vorzunehmen und die Konfigurationsdaten an den WebServer 6 des Service Providers zu übertragen. Die Daten werden unter der GUID oder der UND des Feldgeräts 2 in der Datenbank 8 gespeichert. Wird ein Feldgerät 2 durch ein analoges Feldgerät 2' ersetzt, so werden die Konfigurations-/Parametrierdaten des ursprünglichen Feldgeräts 2 in das Ersatzgerät 2' übermittelt. In the event that the operator receives a message from the service provider that there is an unknown field device 2 in the automation system for which there is no virtual image, the operator or service personnel has the option of configuring the unknown field device 2 to make locally and transfer the configuration data to the Web server 6 of the service provider. The data is stored in the database 8 under the GUID or the AND of the field device 2. If a field device 2 is replaced by an analog field device 2 ', the configuration / parameterization data of the original field device 2 are transmitted to the replacement device 2'.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zum Integrieren von zumindest einem Feldgerät (2) in ein 1 . Method for integrating at least one field device (2) into a
Netzwerk (9) der Automatisierungstechnik, bestehend aus mehreren in einer Automatisierungsanlage (1 ) verteilt angeordneten Feldgeräten (2), die über zumindest einen Datenbus (3; 7), auf dem ein Busprotokoll läuft, miteinander verbunden sind, wobei der Zugriff auf die Feldgeräte (2) über eine Network (9) of automation technology, comprising a plurality of field devices (2) distributed in an automation system (1), which are connected to each other via at least one data bus (3; 7) on which a bus protocol is running, the access to the field devices (2) about one
Feldzugriffseinheit (4) erfolgt, die mit zumindest einer Automatisierungs- /Integrations-Plattform (5) und zumindest einem WebServer (6) eines Service Providers kommuniziert, Field access unit (4), which communicates with at least one automation / integration platform (5) and at least one web server (6) of a service provider,
- wobei von dem Service Provider für jedes Feldgerät (2) ein virtuelles Abbild des Feldgeräts (2) in einer Datenbank (8) bereitgestellt wird, wobei das virtuelle Abbild das in die Automatisierungsanlage zu integrierende Feldgerät (2) umfänglich bezüglich seiner feldgerätespezifischen und  - Provided by the service provider for each field device (2) a virtual image of the field device (2) in a database (8), wherein the virtual image to be integrated into the automation system field device (2) circumferentially with respect to its field device specific and
applikationsspezifischen Eigenschaften in der Automatisierungsanlage (1 ) beschreibt, describes application-specific properties in the automation system (1),
- wobei der Service Provider dem Betreiber der Automatisierungsanlage (1 ) über Cloud-Computing WebServices bzw. Internet basierte Dienste, automatisch oder auf Anfrage das virtuelle Abbild des Feldgeräts (2) mit den konkreten feldgeräte- und applikationsspezifischen Eigenschaften zur Laufzeit übermittelt und bevorzugt unmittelbar in das Feldgerät (2) überträgt, und - wobei das Feldgerät (2) seine Funktion in der Automatisierungsanlage (1 ) ausführt, sobald es in das Netzwerk (9) integriert wird.  - The service provider to the operator of the automation system (1) via cloud computing Web services or Internet based services, automatically or on request, the virtual image of the field device (2) with the specific field device and application specific properties transmitted at run time and preferably immediately in the field device (2) transmits, and - wherein the field device (2) performs its function in the automation system (1) as soon as it is integrated into the network (9).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
wobei die Feldzugriffseinheit (4) kontinuierlich und in vorgegebenen wherein the field access unit (4) continuously and in predetermined
Zeitabständen zumindest in einzelnen Bussegmenten des Datenbusses (3) über eine Listener Funktion die aktuelle LiveList bzw. Feldgerätekonfiguration des entsprechenden Bussegments bzw. des Netzwerks (9) scannt, um aktuelle Änderungen in der Feldgerätekonfiguration zu erkennen. Time intervals at least in individual bus segments of the data bus (3) via a listener function scans the current LiveList or field device configuration of the corresponding bus segment or the network (9) to detect current changes in the field device configuration.
3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,
wobei die Feldgerätezugriffseinheit (4) über die Automatisierungs- /Integrations-Plattform (5) eine Mitteilung an den Service Provider absendet, sobald eine Änderung der LiveList in dem Datenbussegment bzw. in dem Netzwerk (9) erkannt wird. wherein the field device access unit (4) via the automation / integration platform (5) sends a message to the service provider as soon as a change of the LiveList in the data bus segment or in the network (9) is detected.
4. Verfahren nach Anspruch 3, 4. The method according to claim 3,
wobei der Service Provider sich über die Automatisierungs-/lntegrations- Plattform (5) mit der Feldzugriffseinheit (4) verbindet, sobald der Servicewherein the service provider connects to the field access unit (4) via the automation / integration platform (5) as soon as the service
Provider die Mitteilung über die Änderung in dem Datenbussegment bzw. in dem Netzwerk (9) erhält, so dass das entsprechende aktuell nicht vorhandene virtuelle Abbild des Feldgeräts (2) über den Cloud-Computing WebService zur Verfügung gestellt wird. Provider receives the message about the change in the data bus segment or in the network (9), so that the corresponding currently missing virtual image of the field device (2) via the cloud computing Web service is provided.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei für den Fall, dass ein Kunde zumindest ein neues Feldgerät (2) in das bestehende Netzwerk (9) integrieren möchte, vom Service Provider bzw. vom Feldgerätelieferanten ein dem Kunden zugeordnetes Konto für ein Web- basierten Portal geöffnet wird, wobei über das Web-basierte Portal der5. The method according to one or more of the preceding claims, wherein in the event that a customer wants to integrate at least a new field device (2) in the existing network (9), from the service provider or from the field device supplier an account assigned to the customer Web-based portal is opened, using the web-based portal of the
Zugang zu dem virtuellen Abbild des zumindest einen neu zu integrierenden Feldgeräts (2) erfolgen kann. Access to the virtual image of the at least one newly integrated field device (2) can take place.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei nach der Absendung einer Mitteilung von der Feldzugriffseinheit (4) zu dem Service Provider, dass sich die LiveList der Feldgeräte (2) in dem Datenbussegment bzw. in dem Netzwerk (9) geändert hat, anhand von eindeutigen Identifikationsdaten eine eindeutige jedem Feldgerät (2) zugeordnete Setup-Konfiguration, die das jeweilige Feldgerät (2) umfänglich bezüglich seiner feldgerätespezifischen und applikationsspezifischen Eigenschaften in der Automatisierungsanlage (1 ) beschreibt und die in dem Cloud-basierten WebServer (6) gespeichert ist, in das entsprechende Feldgerät (2) geladen wird. 6. The method of claim 5, wherein after sending a message from the field access unit (4) to the service provider that the LiveList of the field devices (2) in the data bus segment or in the network (9) has changed, based on unique Identification data a unique each field device (2) associated setup configuration, the respective field device (2) in terms of its field device specific and application specific properties in the automation system (1) and stored in the cloud-based web server (6) into which the corresponding field device (2) is loaded.
7. Verfahren nach Anspruch 5, 7. The method according to claim 5,
wobei für den Fall, dass anhand der LifeList zumindest ein unbekanntes Feldgerät (2) identifiziert wird, das nicht auf dem Konto des Kunden aufgeführt ist und das von einem anderen Feldgerätehersteller als dem Service Provider stammt, der Cloud-basierte Web-Server des Service Providers über die Feldzugriffseinheit (4) und die Automatisierungs- /Integrations-Plattform (5) vorhandene Identifizierungsdaten des fremdenin the event that the LifeList identifies at least one unknown field device (2) that is not listed on the customer's account and that originates from a field device manufacturer other than the service provider, the cloud-based web server of the service provider via the field access unit (4) and the automation / integration platform (5) existing identification data of the foreign
Feldgeräts (2) dem Konto des Kunden hinzufügt, so dass der Kunde über die Cloud-basierten Web Services das Feldgerät (2) in Betrieb nehmen kann. Adds field device (2) to the customer's account, so that the customer can use the cloud-based web services field device (2) in operation.
8. Verfahren nach Anspruch 7, 8. The method according to claim 7,
wobei der Kunde nach dem Erhalt einer entsprechenden Mitteilung, dass ein unbekanntes Feldgerät (2) in der Automatisierungsanlage (1 ) integriert ist, über das kein virtuelles Abbild existiert, der Kunde eine Konfigurierung des unbekannten Feldgeräts (2) vornimmt und die Konfigurationsdaten an den Cloud-basierten WebServer (6) des Service Providers überträgt. wherein the customer, after receiving a corresponding message that an unknown field device (2) is integrated in the automation system (1) over which no virtual image exists, the customer makes a configuration of the unknown field device (2) and the configuration data to the cloud based Web server (6) of the service provider transmits.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei von dem Cloud-basierte WebServer (6) eine Mitteilung an den 9. The method according to one or more of the preceding claims, wherein from the cloud-based web server (6) a message to the
Betreiber der Automatisierungsanlage (1 ) gesendet wird, wenn in der Automatisierungsanlage (1 ) offline eine Änderung an den Konfigurations- /Parametrierdaten eines der Feldgeräte (2) vorgenommen worden ist oder wenn auf Herstellerseite die ursprüngliche Version des Feldgeräts (2) durch eine modifizierte/revidierte Version ersetzt worden ist. Operator of the automation system (1) is sent when in the automation system (1) offline a change to the configuration / parameterization of one of the field devices (2) has been made or if on the manufacturer's side the original version of the field device (2) by a modified / revised version has been replaced.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dass der Betreiber der 10. The method according to claim 9, that the operator of
Automatisierungsanlage (1 ) einen Hinweis erhält, wenn aktuelle Konfigurations-/Parametrierdaten von dem WebServer 6 des Service Automation system (1) receives an indication if current Configuration / parameterization data from the Web server 6 of the service
Providers herunter zu laden sind. Providers are to download.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei dem Betreiber ein 1 1. The method of claim 9 or 10, wherein the operator
Synchronisierungsmechanismus bereitgestellt wird, so dass jeder Zeit sichergestellt ist, dass alle in die Automatisierungsanlage (1 ) integrierten Feldgeräte (2) auf dem Konto des Betreibers der Automatisierungsanlage (1 ) gespeichert werden. Synchronization mechanism is provided so that it is ensured at all times that all integrated into the automation system (1) field devices (2) are stored in the account of the operator of the automation system (1).
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Betreiber der Automatisierungsanlage (1 ) die Dienstleistungen berechnet werden, die er von dem Service Provider in Anspruch nimmt. 12. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the operator of the automation system (1), the services are calculated, which he takes from the service provider.
13. System mit mehreren Feldgeräten der Automatisierungstechnik zur Durchführung des Verfahrens, wie es in einem oder mehreren der 13. System with several field devices of automation technology to carry out the method, as in one or more of the
vorgehenden Ansprüche beschrieben ist, mit zumindest einer preceding claims, with at least one
Feldzugriffseinheit (4) und mit mindestens einer Automatisierungs- /Integrations-Plattform (5), wobei die Feldgeräte (2) in der Feldebene über einen ersten Datenbus (3), auf dem die Kommunikation über zumindest ein erstes Busprotokoll abläuft, miteinander verbunden sind, wobei die Field access unit (4) and with at least one automation / integration platform (5), wherein the field devices (2) in the field level via a first data bus (3) on which runs the communication via at least a first bus protocol, the
Feldzugriffseinheit (4) die Kommunikation auf dem ersten Datenbus (3) mithört und für den Fall, dass die Kommunikation mit der Automatisierungs- /Integrations-Plattform (5) über zumindest einen zweiten Datenbus (7) erfolgt, auf dem zumindest ein zweites Busprotokoll abläuft, eine Umsetzung der beiden Busprotokolle vornimmt.  Field access unit (4) the communication on the first data bus (3) listens and in the event that the communication with the automation / integration platform (5) via at least one second data bus (7), runs on the at least one second bus protocol , an implementation of the two bus protocols makes.
14. System nach Anspruch 13, wobei es sich bei der Automatisierungs- /Integrations-Plattform (5) um einen OPC-UA Server handelt, der eine 14. The system of claim 13, wherein the automation / integration platform (5) is an OPC UA server having a
Serverlogik und eine logische Maschine enthält, welche die ein Feldgerät (2) beschreibenden Konfigurations-/Parametrierdaten entsprechend einem wohldefinierten lnformations-/Logikmodell für einen definierten Typ des Feldgeräts (2) weiterleitet. Server logic and a logical machine containing the a field device (2) descriptive configuration / parameterization data according to a well-defined information / logic model for a defined type of field device (2) passes.
15. System nach Anspruch 13 oder 14, wobei es sich bei dem Datenbus (7) um das Internet und/oder ein Intranet und bei dem zusätzlichen Datenbus (3) um einen Feldbus der Automatisierungstechnik handelt, über den die 15. System according to claim 13 or 14, wherein it is the data bus (7) to the Internet and / or an intranet and the additional data bus (3) is a fieldbus of automation technology, over which the
Feldgeräte (2) mit dem der Feldzugriffseinheit (4) auf Feldebene Field devices (2) with the field access unit (4) at the field level
kommunizieren. communicate.
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