CN103988477A - 用于服务自动化技术的至少一个现场设备的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过连接至或可连接至自动化技术现场设备(F)的操作单元(SU)操作至少一个自动化技术现场设备(F)的装置，布置在现场设备(F)外部的服务器(S)与操作单元(SU)相关，并且根据现场设备的类型，服务器(S)使得Web页面(WS)可用于相应现场设备(F)。操作单元(SU)与操作程序(SP)相关联，操作程序(SP)使浏览器(B)可用，使得现场设备类型专有Web页面(WP)在显示单元上可用，并且可以在服务器(S)和现场设备(F)之间建立通信连接(KL)以操作现场设备(F)。

Description

用于服务自动化技术的至少一个现场设备的装置
技术领域
本发明涉及用于通过与现场设备连接或可连接的服务单元，服务自动化技术的至少一个现场设备的装置。
背景技术
在自动化技术中，特别是在过程中以及制造业自动化技术中，通常应用现场设备，其用于记录和/或影响物理、化学、或生物过程变量。用于记录过程变量的是测量设备，例如液位测量设备、流测量设备、压力和温度测量设备、pH测量设备、传导率测量设备等，其分别记录相应过程变量，料位、流量、压力、温度、pH值以及传导率。用于影响过程变量的是执行器(actuator)，诸如阀或泵，经由阀或泵，例如管线中的液体的流或者容器中的介质的料位被改变。结合本发明使用的术语‘现场设备’因此包括所有类型的测量设备和执行器。
而且，根据本发明被称为现场设备的也是被应用至过程并且传递或处理与过程相关的信息的所有设备。除了先前列举的测量设备/传感器和执行器之外，还被称为现场设备的通常是直接连接至现场总线并且用于与上级单元通信的单元。从而，还被归类为现场设备的是例如远程I/O、网关、连接设备和无线适配器(或无线电适配器)的单元。由恩德莱斯和豪瑟尔公司生产和出售大量这样的现场设备。
在现代工业工厂中，通常经由诸如例如PA、Founation或总线系统的总线系统发生至少一个上级控制单元和现场设备之间的通信。总线系统可以被实施为有线的以及无线的。上级控制单元用于过程控制、过程可视化、过程监控和/或现场设备的启动和服务，并且还被称为配置/管理系统。
现场设备到配置或管理系统的集成可以利用设备描述来实现，设备描述考虑上级控制单元(或服务单元)可以检测和解释由现场设备传递的数据。通常，对于不同应用中的每个现场设备类型，在给定情况下，相应设备制造商提供用于每个现场设备类型的设备描述。为了现场设备可以被集成在不同现场总线系统中，必须创建用于不同现场总线系统的不同设备描述。从而，例如存在HART、现场总线基金会和Profibus设备描述。设备描述的数量非常大，对应于不同应用和总线系统中的大量不同现场设备(或现场设备类型)。
为了创建用于现场设备的通用描述语言，现场总线基金会(FF)、HART通信基金会(HCF)和Profibus用户组织(ProfibusNutzerorganisation或PNO)创建了统一电子设备描述语言(电子设备描述语言EDDL)。EDDL(或相应电子设备描述EDD)在标准IEC61804-2中被定义。
除了上述设备描述之外，应用所谓的设备类型管理器(DTM)(或设备管理器或设备驱动器)，其要求作为运行时环境的合适框架应用，特别是FDT框架。DTM用于现场设备的全面服务并且对应于FDT-现场设备工具-规范。作为工业标准，FDT规范是接口规范，并且由PNO(Profibus用户组织)结合ZVEI(Zentralverband Elektrotechnik)和Elektroindustrie(德国电气和电子制造商联盟)开发。相应的当前FDT规范可从ZVEI(或PNO)(或PDT小组)获得。
FDT技术带来了机会，使得不同制造商的现场设备经由设备驱动器实现通用服务，设备驱动器全面地描述现场设备并且可在FDT框架应用(FDT框架)中运行。术语现场设备的服务(servicing)通常是指现场设备的参数化或配置、以及现场设备的执行诊断或它们的状态的询问。在最简单情况下，现场设备的服务是指在显示器上表示关于现场设备的信息。
由于对于每个现场设备类型，要求对应的现场设备专有设备驱动器DTM(设备类型管理器)，或对应的现场设备专有设备描述DD(设备描述)，所要求的现场设备类型专有描述的数量非常大。在这方面会提到设备驱动器/设备描述库。经由库的安装设置，对用户可以统一地服务不同制造商的现场设备。
已知解决方案在以下方面是不利的：
-在设备类型和设备驱动器(或设备描述)之间一直存在直接依赖；
-为了服务现场设备，必须执行设备驱动器与现场设备的专有关联；
-为了保持主机(例如，服务单元)最新，必须执行设备驱动器(或设备描述)的更新。
-进行新安装以及已经安装的设备驱动器(或设备描述)的更新是耗时的活动。
而且，还已知在现场设备中集成Web服务器，经由其可以执行例如现场设备的参数化/配置或现场设备的诊断。根据在现场设备中的可用存储器容量，该功能在不同程度上被很好地支持。现场设备中的Web服务器的优点在于，在主机(例如，服务单元)处的设备驱动器(或设备描述)的安装和更新可以被省略，这是因为使用标准操作手段，特别是Web浏览器。
然而，通过现场设备中的Web服务器的解决方案也具有不太有利的方面：
-不是所有现场设备都支持Web服务器，这是因为没有存储器容量或足够存储器容量可用；
-而且，Web服务器的支持度不同，特别是当可用存储器容量受限时；
-存在Web浏览器(或Web服务器)和所支持HTML标准之间的依赖。当现场设备中的Web服务器与Web浏览器不兼容时，或当Web浏览器不被Web服务器支持时，问题出现；
-在不访问现有设备的情况下处理设备数据是不可能的，这是因为必须提供适配于设备的所要求Web服务器。从而，特别是工程领域中的一些应用情况不被支持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装置，其通过服务单元简化自动化技术的现场设备的服务。
该目的通过包括下述的特征实现：布置在现场设备外部的服务器与服务单元相关联；服务器动态产生至少一个现场设备类型专有Web页面(或者通常为现场设备专有内容)用于相应现场设备；以及使服务单元与服务程序关联，服务程序提供浏览器以在显示单元上呈现现场设备类型专有Web页面(或现场设备专有内容)。而且，服务程序提供(或直接产生)服务器和现场设备之间的通信连接，用于服务现场设备的目的。优选地，服务单元是移动服务设备，例如，智能电话、膝上型电脑、PDA或一些其他手持服务设备。概念“现场设备”已经在前面做了解释。
在本发明的装置的优选实施例中，提供Web浏览器的服务程序在合适框架应用中被实现为设备管理器。而且，提供通信驱动器，其建立到各自现场设备的通信连接。连接经由服务接口或经由现场总线接口发生。设备驱动器优选为对应于FDT标准产生的设备驱动器FDT-DTM。框架应用在该情况下是FDT框架，其中，FDT设备驱动器可运行。
本发明的装置的有益实施例假设：服务程序离线工作，并且被实施为使得在Web服务器中产生实例专有数据集，实例专有数据集与虚拟现场设备即不被连接的现场设备匹配，并且实例专有数据集完全描述在所提供应用中的现场设备。
而且，服务程序被实施为，使得在没有与对应现场设备的直接连接的情况下，实例专有数据集可以从Web服务器被读出并且被回写。
作为替代，假设服务程序在线工作，并且被实施以使得在连接的现场设备的情况下，服务程序命令Web服务器，通过从现场设备读取或者写入现场设备，在给定情况下使较早离线产生的数据集与呈现在现场设备中的数据集至少部分地相符。为此，服务程序建立所要求的通信连接。而且，在该连接中，假设服务程序被实施以使得Web服务器在连接的现场设备的情况下经由所提供的通信连接与现场设备通信，在至少一个Web页面中显示现场设备专有信息，并且支持现场设备的服务。
优选地，服务单元和服务器之间的通信经由内联网和/或因特网连接发生。
与具有集成在现场设备中的Web服务器的解决方案相比，本发明的优点如下：
-现场设备专有设备描述不安装在主机中，从而服务设备从被连接的网络服务器或从“云中的”Web服务器经由因特网/内联网被“按需”直接提供。
-HTML页面不仅由现场设备而且还利用标准因特网服务，从分散或本地布置的Web服务器补充地提供。
-Web浏览器(诸如在优选实施例的情况下描述的)被嵌入设备驱动器中的服务设备中和被设计用于设备驱动器的框架应用(例如，FDT框架)中。
-仅要求标准设备驱动器DTM，其中，嵌入Web浏览器。
-通过通信驱动器支持与现场设备的通信。在在线操作中，现场设备中的相应信息，特别是参数、校准数据、诊断值等，可以通过现场设备中的Web服务器或者通过外部Web服务器被直接访问。
术语“在线(online)”是指，根据本发明，一旦产生服务单元和现场设备之间的连接，就提供现场设备的现场设备专有数据集。然后，特别是涉及参数值、诊断值、状态值等的、与特定应用匹配的经编辑的实例专有数据集可以被本地或分散存储在存储器的部分中。
与此相反，离线操作是指现场设备类型专有数据集被本地或分散提供，被离线处理，并且从而被产生为实例专有数据集，从而数据集适于特定应用，并且然后被存储为实例专有数据集。
通过相应现场设备类型的设备模型，在Web页面服务器中确定存储在现场设备中的参数和HTML页面中的参数之间的关系。
本发明的优点在此被再次总结为：
-现场设备(其不支持Web服务器，即所谓的传统设备)可以通过Web浏览器被服务，从而特别地被参数化或配置以及被诊断。
-在现场设备和Web浏览器(或是HTML技术)之间没有依赖性。
-在现场设备中不要求附加资源(特别是存储器资源)。以此方式，根据本发明，可以服务已经安装在自动化工厂中的现场设备。对已经安装有Web服务器的现场设备的也同样适用。
-在服务单元中不安装设备驱动器库或设备描述。至此，必须在主机中综合地安装这些，以便根据需要使对应现场设备专有设备驱动器可用，相应地(即或、和、和/或)使用于服务现场设备的设备描述可用。
-仅在Web服务器中执行设备描述(或设备驱动器)的更新。如果使用分散的因特网可访问的Web服务器，则一直自动提供用于将被服务的现场设备的当前有效HTML页面。
-可以应用集中更新服务器以在任何期望时间点处更新分布式Web服务器，并且例如管理设备描述的库。
附图说明
现在基于唯一附图图1更详细地解释本发明。
图1是用于服务自动化技术的至少一个现场设备F的本发明的装置的示意性表示。
具体实施方式
前面解释了术语现场设备。现场设备F被布置在例如自动化工厂中。在所示情况下，现场设备F包括现场总线接口FBI和服务接口SI。经由服务接口SI，所示示例中的现场设备F与服务单元SU连接；现场设备F从而是在线的。通信经由合适连接电缆或经由无线电发生。经由现场总线接口FBI，现场设备F例如通过自动化技术中惯常的现场总线之一与控制/服务单元(未单独示出)耦合，并且经由以上已经列举的通信协议之一与控制/服务单元通信。
服务单元SU与布置在现场设备F外侧的服务器S连接。在所示情况下，服务器S经由互联网可访问。然而，还提供现场设备F和服务器S之间的直接连接。当有对应的查询，服务器S在Web页面WP上提供用于相应现场设备F的现场设备类型专有信息的至少一段。该信息例如对应于至少一部分参数，其描述现场设备F及其功能。然而，信息还可以是状态信息或诊断信息。
根据本发明，与服务单元SU相关联的服务程序SP提供浏览器B。这使得现场设备类型专有Web页面WP在显示单元DU上可用。而且，服务单元SU提供服务器S和现场设备F之间的通信连接KL。现场设备F的服务经由该通信连接KL发生。
在图1的左上区域中，三种不同情况被示意性地呈现，用于示意性地表示由服务器DIM(设备集成管理器)提供的Web页面WP如何被产生。
1.在数据库DB中收集可用于相应现场设备F的信息。该信息涉及用于现场设备F的静态信息，如在给定情况下的不同语言的文本，但也可以是具有算法的复杂设备模型或现场设备F的商业逻辑，其考虑描述现场设备F的各参数的相互依赖性、以及设备类型专有实现信息。经由对应的生成器G，基于存储在数据库DB中用于相应现场设备F的信息，创建现场设备专有Web页面生成器WPG。与现场设备F相关联的现场设备专有Web页面生成器WPG由Web服务器S利用，以生成用于服务的Web页面WP。
2.在涉及例如已经较早描述的设备描述DD的情况下，设备描述DD被加载到服务器DIM的设备描述数据库DDD中。设备描述解释器DDI由Web服务器S利用，以产生用于现场设备F的现场设备专有Web页面WP。
3.设备模型被存储在数据库DB内。代替利用生成器G产生Web页面生成器WPG，在此创建设备描述DD，其然后利用解释器DDI，以产生用于Web服务器S的Web页面WP。
在每种情况下利用唯一设备ID选择现场设备F。根据应用，设备ID例如是序列号、设备标签或者甚至是设备类型。
还有在图1中未示出的情况，其中，现场设备F可以包括附加Web服务器，即其本身的Web服务器。该Web服务器基本仅包含要求用于呈现对应于现场设备F的Web页面的组件。Web页面WP的产生利用被描述用于服务器DIM中的Web服务器S的装置发生。Web页面的访问经由通信连接KL和例如服务接口SI发生。

Claims (7)

1.一种利用服务单元(SU)服务自动化技术的至少一个现场设备(F)的装置，所述服务单元(SU)与所述现场设备(F)连接或可连接，其中，布置在所述现场设备(F)外部的服务器(S)与所述服务单元(SU)相关联，其中，所述服务器(S)提供现场设备类型专有Web页面(WP)用于相应现场设备(F)，并且其中，所述服务单元(SU)与服务程序(SP)相关联，所述服务程序(SP)提供浏览器(B)，使得在显示单元上呈现所述现场设备类型专有Web页面(WP)，并且，所述服务程序(SP)提供所述服务器(S)和所述现场设备(F)之间的通信连接(KL)以服务所述现场设备(F)。
2.根据权利要求1所述的装置，
其中，提供所述Web浏览器(B)的所述服务程序(SP)在框架应用(FRAME)中——特别是FDT框架应用中——被实现为设备管理器(DTM)，并且其中，通信驱动器(ComDTM)被提供用于建立至相应现场设备(F)的通信连接(KL)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，
其中，所述服务程序(SP)离线工作，并且被实施以使得在所述Web服务器(S)中产生至少一个实例专有数据集，该数据集与虚拟现场设备(F)匹配并且完全描述在所提供的应用中的现场设备，其中，在不与对应现场设备(F)的直接连接的情况下，所述数据集被编辑、被所述Web页面服务器(S)读出并且被回写。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，
其中，所述服务程序(SP)在线工作，并且被实施以使得在连接现场设备(F)的情况下，该服务程序(SP)命令所述Web服务器(S)，经由所述服务程序(SP)所提供的通信连接(KL)，通过从所述现场设备(F)读取数据集或把数据集写入所述现场设备(F)，使离线产生的数据集至少部分地与所述现场设备(F)相符。
5.根据权利要求1所述的装置，
其中，所述服务程序(SP)被实施以使得所述Web服务器(S)在连接现场设备(F)的情况下，经由所提供的通信连接(KL)与所述现场设备通信，并且在所述Web页面(WP)中显示现场设备专有信息。
6.根据前述权利要求中的一个或多个所述的装置，其中，所述服务单元(SU)和所述服务器(S)经由内联网和/或因特网连接而彼此通信。
7.根据权利要求1至6中的一个或多个所述的装置，其中，所述服务单元(SU)是移动服务设备。
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