CN101681154A - 利用Profinet进行工具识别 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在工业应用的自动化设备中启动自动化站的方法。本发明提供了一种用于在工业应用的自动化设备(100)中启动自动化站(200，300，400)的方法，其中自动化站包括多个与Profinet兼容的装置(501，…，507)，每个与Profinet兼容的装置均预先配置有用于识别的唯一的符号名，并且其中，根据与Profinet兼容的装置的符号名来识别为了操作而与自动化设备相连的自动化站，并且在连接了自动化站之后，根据所识别出来的自动化站的功能，利用自动化设备来驱动与Profinet兼容的装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在工业应用的自动化设备中启动自动化站的方法。
背景技术
在诸如自动化制造或机械工程之类的现代工业应用中，经常要求必须能够利用工具功能所需的诸如传感器或致动器之类的现场装置来在工厂中的设备上对多个不同工具进行操作。
公知的Profinet是Profibus用户组织(PNO)的基于开放以太网的自动化标准，其基本上百分之百地遵循了以太网标准(基于IEEE802.3)，Profinet正被普遍地用于对工业应用的自动化系统中的现场装置进行链接或集成。不仅可以在现场处获得处理和生产数据，而且还可以将处理和生产数据无缝地集成至多重划分数据采集系统中，从而还能够对垂直方向上的分散型外围装置进行集成。
Profibus和Profinet的不同之处在于对已连接或者将要连接在各个网络中的现场装置的不同寻址方式。
不同于Profibus，Profinet网络内的各个连接着的现场装置是通过针对每个装置的专用的和唯一的MAC地址、以及唯一分配给该物理地址的IP地址来寻址的。
但是，在分配物理和逻辑网络地址之前，必须在网络中为每个Profinet网络组件分配一个用于识别的符号名或Profinet装置名，以便后面的唯一寻址。在Profinet系统中操作现场装置之前，先为现场装置设置符号名或Profinet装置名。这一授名通常被称为“命名(baptism)”。
此外，对于能与将连接现场装置的设备相关联的配置单元来说，这些装置名是事先已知的，并且这些装置名被分配有一个目标配置。来自配置单元的这一信息随后被传递给分配到设备的控制器，用于分配IP地址、以及对连接着并被识别出来的现场装置进行参数化设置和配置。如果对现场装置进行了替换，那么代替了那个被替换下来的现场装置的这个“新”现场装置必须建立有初始的Profinet名，即与被替换下来的“旧”现场装置的Profinet名相同的Profinet名。
根据现有技术，基于Profinet标准，用于现代工业应用的不同自动化站(例如工具)将会与在自动化设备上实现自动化功能所需的集成现场装置(例如机械手或专用机床)一起被启动，下文将主要参见图2进行描述，其中示出了将在自动化设备上操作的现有技术的自动化站的高度简化示意图。
图2示出了根据Profinet标准操作的示例性自动化设备100，向其分配了配置单元600。在操作中，将把三个工具200、300和400作为操作中的自动化站连接至自动化设备100。
首先，在操作中，工具200、300和400被耦接至设备100。在工具200、300和400的耦接过程中，在第一步骤中，通过布置在自动化设备100中的供电单元108以及布置在工具中的供电单元217、317和417向这些工具供电1。随后，控制器101通过具有与工具相关的特殊编码的特殊的输入信息来识别所连接着的工具。可经由插头连接器来识别所连接着的工具，但是也可以经由RFID技术以无接触方式进行识别。在每种情况下，都必须在工具侧提供特殊编码单元(在图2中标为218、318和418)以及在自动化设备100侧提供接口单元108，随后将在步骤2中将编码信息传递至接口单元108。自动化设备100还包括与控制器101相连的现场装置102，现场装置102读取传递过来的编码信息3并且将其传递给控制器。
并且，在工具200、300和400中安装了多个与Profinet兼容的现场装置501和502、503或504至507，其中根据工具的总体需求可以采用不同的数量和类型。还经由工具200、300和400的供电电压向现场装置501和502、503以及504至507供电，为了便于理解并未在图2中示出细节。随后，经由布置在自动化设备100上的通信端109以及分别布置在工具200、300和400上的通信端219、319和419来产生与这些现场装置相连的连接4。如上所述，利用装置名来唯一标识每个装置。因此，所有工具的现场装置501至507必然具有一个唯一的装置名，在本示例中称为“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”和“G”，该装置名被永久地存储在装置中。
还预先在配置单元600中规划这些装置名“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”和“G”，并将其存储在配置单元600中，并且配置单元600使控制器101获知这些装置名以便启动。
控制器101识别出各个现场装置501至507，随后根据各个连接着的工具来执行启动所需的自动化任务。为此，其使用与连接着的工具相关的信息以及与安装在工具上的现场装置相关的信息。
上述现有技术的主要缺点在于必需的工具编码。
用于验证或识别的工具编码通常会带来较高成本，这主要是在于自动化设备100侧所需的特殊接口108以及评估编码所需的附加现场装置102。此外，各个编码单元可能会在连续操作中被破坏或损坏，这将造成停机时间。
发明内容
本发明的一个目的是开发出一种方法，利用该方法，则无需工具编码就可在操作期间在自动化设备上操作不同自动化站，从而该方法在无需高成本的用于评估编码的相关装置的情况下就能发挥作用。
具有权利要求1的特征的方法就是一种根据本发明的解决问题的方案。
有利实施例和/或优选实施例是从属权利要求的主题。
于是，本发明提出一种用于在工业应用的自动化设备中启动自动化站的方法，其中自动化站包括多个与Profinet兼容的装置，每个与Profinet兼容的装置均预先配置有用于识别的唯一的符号名，其中，根据与Profinet兼容的装置的符号名来识别为了操作而与自动化设备相连的自动化站，并且在连接了与所识别出来的自动化站存在功能关系的自动化站之后，利用自动化设备来驱动与Profinet兼容的装置。
附图说明
下文将基于示例性实施例并通过参考附图1来描述本发明。
附图中：
图1示出了根据本发明的将在自动化设备中操作的自动化站的高度简化示意图，以及
图2示出了根据现有技术的将在自动化设备中操作的自动化站的高度简化示意图。
具体实施方式
下面将参考示出了根据本发明的将在自动化设备中操作的自动化站的高度简化的一个实施例的示意图的图1。
类似于图2，图1示出了示例性自动化设备100，其适于根据Profinet标准操作，并向其分配了一个配置单元600。在操作中，将把三个工具200、300和400作为自动化站连接至自动化设备100，同样地，在工具200、300和400中安装了多个与Profinet兼容的现场装置501和502、503以及504至507，其中现场装置可以采用不同的数量和类型并且现场装置通常是必须的。
首先，大致与现有技术一样，将工具200、300和400耦接至设备100。在工具200、300和400的物理耦接过程中，通过布置在自动化设备100中的供电单元108以及布置在工具中的供电单元217、317和417向这些工具供电1。
还经由工具200、300和400的供电电压向现场装置501和502、503以及504至507供电，为了便于理解并未在图1中示出细节。
然而，通过对根据图2的上述现有技术进行修改，不再存在基于特殊工具编码的工具识别。
相反，耦接之后，仅通过布置在自动化设备100上的通信端109以及分别布置在工具200、300和400上的通信端219、319和419来形成与这些现场装置的通信连接5，通过该通信连接将现场装置501、502、503、504、505、506和507的唯一符号装置名或Profinet装置名“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”和“G”传递给自动化设备100的控制器101。
在特别优选的实施例中，在将各个自动化站耦接至自动化设备之后，现场装置自动地发起一个报告过程。自动化站200、300和400的现场装置501至507例如通过通信连接5自发地向控制器101报告和传送它们各自的装置名“A”...“G”。
预先在配置单元600中依次规划这些装置名“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”和“G”，并将其存储在配置单元600中。此外，为每个装置名存储至少一个针对自动化站的逻辑分配规范201、301和401。例如，规划并存储的用于装置名“A”和“B”的分配规范201在配置单元600中唯一逻辑链接到自动化站或工具200。
为了识别现场装置200、300和400，配置单元600让控制器101获知装置名以及为其存储的各自的分配信息，以便启动。利用事先存储在配置单元中的这些数据，自动化设备可根据Profinet装置名来识别耦接的自动化站所包含的现场装置。并且，可以基于为装置名而存储的分配规范来识别自动化站本身。
根据特别优选的实施例，如果为每个装置存储至少一个针对自动化站的逻辑分配规范201、301和401，并且该装置还为该自动化站包含的所选附加现场装置指定分配，那么可以通过在将这一信息从配置单元600传递给控制器101之后进行识别，来同步执行对自动化站包含的这些所选附加现场装置的识别。
例如，如果在配置单元600中规划并存储的用于装置名“A”和“B”的分配规范201唯一链接至自动站或工具200，并且如果其还指定了现场装置“B”还属于与装置“A”的自动化站相同的自动化站的公共组，那么，控制器101将识别出来的装置名分配给规划出来的组，其中识别出来的装置名的存在足以对组进行识别。
但是，实际上，工具200、300和400仅在公共组的所有现场装置都被报告之后才被操作。因此，仅仅在自动化站所包含的所有现场装置都经过了报告程序之后，自动化站200、300和400的启动才适当完成。
在控制器101识别了各个现场装置501至507之后，根据已经按照本发明识别出来的各个连接着的自动化站，执行启动所需的自动化任务。
因此，本发明的一个主要优势在于，仅仅与安装在自动化站中的与Profinet兼容的现场装置相关的信息被用于对诸如工具之类的自动化站的识别。通过可分配给自动化设备的配置单元，利用与现场装置相关的信息，自动化站所连接着的自动化设备的控制器同时接收到了与正在进行耦接(例如即使在操作状态下正被耦接至自动化设备)的自动化站相关的规划信息。该规划包括现场装置和各个自动化站之间的分配，或者甚至各个组之间的分配，优选地还包括包含在自动化站或组中的附加现场装置之间的分配，其中通过Profinet装置名来识别装置。该分配在无需之前为实现此目的所需的特殊的自动化站编码以及无需特殊识别机制或装置的情况下实现了对所连接的自动化站的识别。
Claims (4)
1.一种用于在工业应用的自动化设备(100)中启动自动化站(200，300，400)的方法，其中自动化站包括多个与Profinet兼容的装置(501，…，507)，每个与Profinet兼容的装置均预先配置有唯一的符号名，所述方法的特征在于，
根据与Profinet兼容的装置的符号名来识别为了操作而与自动化设备相连的自动化站，并且在连接了与所识别出来的自动化站存在功能关系的自动化站之后，利用自动化设备来驱动与Profinet兼容的装置。
2.如权利要求1所述的方法，其中
在启动自动化站之前，在可分配给自动化设备的配置单元(600)中存储每个符号名以及为每个符号名指定的针对自动化站的逻辑分配规范，自动化站被物理耦接至自动化设备以便启动，自动化设备利用存储在配置单元中的数据、根据装置的符号名来识别所耦接的自动化站所包含的装置，以及
根据为符号名存储的分配规范来识别自动化站。
3.如权利要求2所述的方法，其中
在启动自动化站之前，在可分配给自动化设备的配置单元中为每个符号名存储针对自动化站以及针对该自动化站所包含的附加所选装置的组的逻辑分配规范，其中在对装置进行识别的同时执行对该自动化站所包含的附加所选装置的组的识别。
4.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，
在将自动化站连接至自动化设备之后，装置自发地发起报告过程，并且仅在自动化站所包含的所有装置都已经通过该报告过程之后才完成自动化站的启动。
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