CN104956271A - 用于自动化技术的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在自动化工程中，特别是在过程和/或工厂自动化工程中使用的系统，包括：配备有基本固件2的至少一个现场设备1a、1b、1c、…，其中为了特定的应用，可以通过特定应用固件3a、3b、3c、…来配置现场设备1a、1b、1c、…；上级单元4，经由该上级单元4至少一个现场设备1a、1b、1c，…可以被操作，其中，为了操作，提供第一操作程序5并且所述第一操作程序5具有对应于具体应用固件3的操作程序部分5a、5b、5c、…，总线6，经由总线，上级单元4与至少一个现场设备1a、1b、1c、…通过操作程序5通信。

Description

用于自动化技术的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种在自动化技术，特别是在过程和/或制造自动化技术中使用的系统。

此外，本发明涉及一种用于配置自动化技术，特别是过程-和/或制造自动化技术的系统的方法。

背景技术

在自动化技术中，特别是在过程自动化技术中，常应用现场设备，所述现场设备用于记录和/或影响过程变量。用于记录过程变量的是传感器，例如，液位测量装置、流量测量设备、压力-和温度测量装置、pH值-氧化还原电位测量装置、电导率测量装置等，它们记录了相应的过程变量、液位、流量、压力、温度、pH值和电导率。用于影响过程变量的是致动器，例如，阀或泵，经由所述阀或泵，管道中的液体流或容器中的液位可以被改变。原则上，称为现场设备的设备是所有应用于过程附近且传送或处理过程相关信息的所有设备。结合本发明，现场设备因此包括特别是远程I/O、无线电适配器，以及，一般布置在现场的所有设备。大量的这样的现场设备由Endress+Hauser公司制造并销售。

在现代过程工厂中，作为规则，至少一个上级单元和现场设备之间的通信经由总线系统实现，例如，基金会现场总线或所述总线系统可以通过有线或无线操作。所述上级单元用于过程控制、过程可视化、过程监控以及启动和维护现场设备，也被称为配置/管理系统。在上级单元中自己运行的程序包括，例如，操作或维护工具或操作程序，E+H公司集团的FieldCare、操作或维护工具Pactware、操作或维护工具，费希尔-罗斯蒙特的AMS以及操作或维护工具，西门子的PDM。集成在控制系统应用中的操作工具包括西门子的PCS7、ABB的Symphony和爱默生的Delta V。术语“现场设备维护”包括现场设备特别配置和参数设定，但是，也用于现场设备或过程中早期缺陷诊断的目的。

在配置/管理系统中的现场设备的整合通常经由设备的描述发生，所述设备的描述用于确保所述配置/管理系统能够检测和解释来自现场设备传送的数据组。作为规则，由各自设备制造商提供每一种现场设备类型或在不同的测量点/应用中的每一种现场设备类型的设备描述。为了使现场设备能够集成在不同的现场总线系统中，可以为不同的现场总线系统创建不同的设备描述。因此，存在-仅举一些例子-HART-，现场总线基金会-和Profibus的设备描述。设备描述的数量非常大且对应于大量不同的现场设备或在不同的测量点或在不同的应用中和不同的现场总线中的现场设备类型。通常设备描述存储在各自的配置/管理系统中。加入到这个画面的事实是，由于现场设备的不断发展，设备的描述需要更新为改变的功能。

为了创建一个现场设备的统一的描述语言，现场总线基金会(FF)、HART通信基金会(HCF)和Profibus用户组织(PNO)已经创建了统一的电子设备描述语言(电子设备描述语言EDDL)。该EDDL和相应的电子设备描述EDD在标准IEC61804-2中限定。

除了上述设备描述，在增加的措施中，应用所谓的设备类型管理器(DTM)或设备管理器或设备驱动程序，其需要帧框架或框架应用作为运行环境。DTM允许现场设备的综合性维护，特别是对应于FDT-现场设备工具-规范。是行业标准的FDT的规范是接口规范，并且由PNO-PROFIBUS用户组织-与ZVEI合作-Zentralverband Elektrotechnik-und Elektro industrie(德国电气和电子制造商协会)合作研发。当前FDT规范从ZVEI、PNO或FDT组获得。

所有上述定义的可与本发明的解决方案结合使用。

此外，作为规则，现场设备具有多个模块或组件，每一个包括与硬件相关的硬件和固件。作为制造的一部分，工业模块彼此结合并且它们的固件彼此匹配使得现场设备的工业模块的固件彼此兼容(内部兼容性或内部互通性)。现场设备的总的软件或总的固件，由现场设备的各个模块的固件(以及，在给定的情况下，现场设备的额外的固件-和/或软件组件)形成或产生。现场设备的使用现场或应用基于这种总的软件或总的固件限定。因此，例如，现场设备被配置并相应应用于测量，例如，液位或压力。

对于最多样的原因，在自动化工厂中的寿命中，工厂和/或现场设备的改变变得必要。例如，当工厂的功能被扩展和/或需要改变所述现场设备的功能时改变是必须的。例如，用改变的现场设备代替现场设备或扩展功能，改变是必须的。为此，目前，集成在自动化工厂中的现场设备可用新的现场设备替换，所述新的现场设备具有相应的功能。这意味着不仅旧的现场设备必须被手动的从所述自动化工厂移除(典型地)，并且依次安装所述新的设备但是自动化工厂的操作者必须获得具有相应功能的新的现场设备，而相反，作为规则，从工厂移除的旧的现场设备被留下而没有工作。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种在自动化技术中使用的系统，以及用于配置系统的方法，使用该方法帮助增加了用户友好性，特别是实现了对应用的更灵活的适配。

所述目的通过系统和方法实现。

关于系统，根据本发明的所述目的通过一种在自动化技术，特别是在过程和/或制造自动化技术中使用的系统实现，其中所述系统包括：

-装备有基本固件的至少一个现场设备，其中所述现场设备可配置为通过具体的应用固件用于具体的应用；

-上级单元，至少一个现场设备可经由所述上级单元被维护，其中，为了维护，提供第一操作程序并且所述第一操作程序具有对应于具体应用固件的维护程序部分，

-总线，经由所述总线上级单元与至少一个现场设备通过第一操作程序通信。

根据本发明，通过包括具有基本固件的现场设备的特征实现了所述目的，借助于所述基本固件，所述现场设备的基本功能得被启用，并且通过用于具体应用的具体应用固件，现场设备是可适配的或可配置的。以这种方式，例如，原始由用于压力测量的具体应用固件配置的现场设备，随后可以被改型或重新配置，以变为液位测量装置。为此，仅需要安装相应的具体应用固件。这个机会随后适用于现场设备给用户或操作者提供应用，因此，增加了现场设备的灵活性并增加了用户的友好性。

例如，第一操作程序可以是上述操作工具之一或其变形。用作维护程序部分可以是对应的DD(设备描述)和/或它们的变形和/或DTM。

本发明的所述系统的有利的实施例提供了在中央单元中存储大量具体的应用固件，以及对应于各自应用固件的维护程序部分。因此，通过集中存储的具体应用构建以及库的构建，操作者可以基于所述库获得可用应用固件的简单的概述。

本发明所述系统的有利的实施例提供了，基于至少一个现场设备的第一区别特征，维持在中央单元中的多个应用固件中的至少一个与至少一个现场设备关联。制造商侧的预定的第一区别特征允许应用固件与对应的现场设备的关联唯一地实现，因此，防止意外的安装错误。

本发明所述系统的有利实施例提供了，基于所述具体应用固件的第二区别特征，至少一个对应的维护程序部分与应用固件关联。基于与所述具体应用固件关联的所述第二区别特征，用于维护现场设备必须的维护程序部分能够自动被供应到第一操作程序。因此，第一操作程序也通过具体的应用固件在重新配置后或修改现场设备后更新。

本发明所述系统的有利的实施例提供了一种移动终端装置，以便向现场设备提供具体的应用固件。对应具体应用固件的维护程序部分相应被应用于适应第一操作程序。

本发明所述系统的有利的实施例提供了一种现场设备的电子产品代码用作第一区别特征。

本发明所述系统的有利实施例提供了第二区别特征为来自具体应用固件的软件识别编号。

关于方法，通过一种方法实现所述目的，所述方法用于配置自动化技术，特别是过程-和/或制造自动化技术的系统，用于具体应用，其中所述系统包括至少一个现场设备，所述现场设备可经由至少一个具体应用固件配置用于具体应用，上级单元，经由所述上级单元至少一个现场设备可通过第一操作程序被维护，所述第一操作程序可由单个维护程序部分适配，以及总线，经由所述总线，所述上级单元与至少一个现场设备通信，并且其中，所述方法具有至少以下步骤：

-通过具体应用固件配置至少一个现场设备用于具体应用；

-通过对应于至少一个现场设备的具体应用固件的维护程序部分适配第一操作程序。

术语，配置现场设备，意味着，在这样的情况下，在自动化工厂的建立时现场设备的第一次安装，以及已经集成在自动化工厂中的现场设备的更新。在这样的情况下，可以执行更新用于扩展现有的具体应用固件，例如，用于扩展现场设备的功能，以及改变现场设备的应用。

本发明的所述方法的实施例的有利的形式提供了用于配置具体应用的现场设备，通过移动终端设备访问中央单元以及其中中央单元将具体应用固件提供给现场设备。

原则上，移动终端设备可以为任意设备，其实质上具有以下三种属性。第一以及同时最重要的属性是(无线)数据通信能力。其它两个属性是可到达性和可定位性。在这种情况下，实现本发明的方法不限于特殊的移动终端装置，而是相反地，可以用任意大量的移动终端装置实现，例如，智能电话、移动电话、(具有UMTS的)笔记本、平板电脑、PDA、上网本、UMPC等。

本发明所述方法的实施例的有利形式提供了通过各自现场设备的第一区别特征确定适于这种现场设备以及具体应用的具体应用固件。

本发明所述方法的实施例的有利形式提供了基于第二区别特征确定了对应于具体应用固件的中央单元中的维护程序部分以及相应更新了第一操作程序。

本发明所述方法的实施例的有利形式提供了通过移动终端设备优选地提供了现场设备中的具体应用固件和/或第一操作程序中的对应的维护程序部分。

本发明所述方法的实施例的有利形式提供了从在移动终端设备上运行的第一操作程序改变的第二操作程序并且用于维护，特别是现场设备的本地维护。

附图说明

现在将基于附图在更详细解释本发明，本发明唯一的附图如下：

图1本发明的示意图。

具体实施方式

图1示出了装备有基本固件的三个现场设备1a、1b、1c，所述三个现场设备1a、1b、1c通过具体应用固件3a、3b、3c配置用于具体应用。例如，第一现场设备1a配置用于液位测量，第二现场设备1b配置用于压力测量以及第三现场设备1c配置用于流量测量。在这种情况下，现场设备1a、1b、1c具有基本固件2，通过所述基本固件2实现了各自现场设备1a、1b、1c的基本功能。然后建立这种基本功能，每一个现场设备1a、1b、1c通过具体应用固件3a、3b、3c配置用于相应的应用。因此，例如，第一应用固件3a用于液位测量，第二应用固件3b用于压力测量且第三应用固件3c用于流量测量。现场设备1a、1b、1c通过总线6与上级单元4连接，所述上级单元4典型地为控制单元。如上所述，总线6可以为现场总线，或专用总线。

通过上级单元4，现场设备1a、1b、1c可以经由第一操作程序5被维护，其中第一操作程序5具有对应于具体应用固件3a、3b、3c的维护程序部分5a、5b、5c。因此，第一维护程序部分5a用于维护第一现场设备1a，所述第一现场设备1a通过第一应用固件3a配置用于第一应用。第二维护程序部分5b用于维护第二现场设备1b，所述第二现场设备1b通过第二应用固件3b配置用于第二应用。所有附加的现场设备相同。

此外，图1包括中央单元7，在中央单元7中保持或存储具体的应用固件3a、3b、3c。除了具体应用固件3a、3b、3c之外存储在中央单元7中的是对应于各自应用固件3a、3b、3c的维护程序部分5a、5b、5c。通过使得具体的应用固件3a、3b、3c中央可用，自动化工厂11的操作者或维护专家可访问中央单元7，且一目了然，获得有关具体应用固件3a、3b、3c可用的概述，因此，为了配置相应的现场设备1a、1b、1c用于应用。例如，移动终端设备10的网络接口和/或应用可被提供用于显示。

为了避免具有应用固件3a、3b、3c的现场设备1a、1b、1c的有缺陷的安装或配置，现场设备具有第一区别特征8a、8b、8c。因此中央单元7中提供的应用固件3a、3b、3c基于第一区别特征8a、8b、8c与现场设备1a、1b、1c链接并且关联。优选地用作第一区别特征8a、8b、8c的是各自现场设备1a、1b、1c的电子产品编码，其通常由现场设备1a、1b、1c的制造商指配。

除了第一区别特征8a、8b、8c之外，第二区别特征9a、9b、9c用于关联具体应用固件3a、3b、3c与相应的维护程序部分5a、5b、5c。特别地，第二区别特征9a、9b、9c是来自具体应用固件3a、3b、3c的软件识别编号。通过这种第二区别特征9a、9b、9c，保持或存储在中央单元7中的应用固件3a、3b、3c与所属的维护程序部分5a、5b、5c链接并因此关联。用这种方式，在配置具有具体应用固件3a、3b、3c的现场设备1a、1b、1c的情况下，通过第二检测特征9a、9b、9c第一操作程序5可自动装载相应的维护程序部分5a、5b、5c，并因此独立地更新。

图1进一步示出了移动终端设备，在所述移动终端设备的帮助下，可执行本发明的方法。在移动终端设备10上运行用于维护，特别是用于本地维护的是第二操作程序12，所述第二操作程序基本等于第一操作程序，仅适用于移动终端设备。

为了配置图1所示的自动化技术的系统，所述方法至少包括以下步骤：

-在具体应用固件3a、3b、3c的帮助下配置至少一个现场设备1a、1b、1c用于具体应用。为此，通过移动终端设备10访问中央单元7，以便向现场设备1a、1b、1c提供具体应用固件3a、3b、3c。这通常通过移动终端设备10发生。例如，执行配置的维护专家，在移动终端设备10上显示可用于具体现场设备1a、1b、1c的应用固件3a、3b、3c，并选择想要的具体应用固件3a、3b、3c作为应用功能。于是移动终端设备10下载选择的具体应用固件3a、3b、3c然后将其传送到相应的现场设备1a、1b、1c。

为了防止在不兼容的现场设备1a、1b、1c上安装应用固件3a、3b、3c，所述方法提供了，特别是经由移动终端设备10，确定了相应现场设备1a、1b、1c的第一区别特征8a、8b、8c，然后在中央单元7的帮助下，确定了适用于现场设备1a、1b、1c的具体应用固件3a、3b、3c。无线短程通信，例如，“NFC”(近场通信)和/或RFID(无线射频识别)可以用于第一区别特征8a、8b、8c的简单自动探知。

-通过对应于至少一个现场设备1a、1b、1c.的具体应用固件3a、3b、3c的维护程序部分5a、5b、5c，适配第一操作程序5。为了经由第一操作程序5维护所配置的现场设备1a、1b、1c，所述第二区别特征9a、9b、9c用于在中央单元7中确定对应于具体应用固件3a、3b、3c的维护程序部分5a、5b、5c，并相应地更新第一操作程序5。为此，在现场设备1a、1b、1c的各自的配置期间之后，第二区别特征9a、9b、9c传送到第一操作程序5或由其请求，然后第一操作程序5，例如，经由上级单元4访问中央单元7并基于第二区别特征9a、9b、9c确定维护所需的维护程序部分5a、5b、5c。然后独立下载，并因此在第一操作程序5中提供或提供到第一操作程序5，以便相应地适配。以这样的方式，完成了第一操作程序的自动适应。

附图标记列表

1a、1b、1c、... 现场设备

2 基本固件

3a、3b、3c、... 应用固件

4 上级单元

5 第一操作程序

5a、5b、5c、... 维护程序部分

6 总线

7 中央单元

8a、8b、8c、... 第一区别特征

9a、9b、9c、... 第二区别特征

10 移动终端设备

11 自动化工厂

12 第二操作程序

Claims (13)

1.一种在自动化技术，特别是在过程和/或制造自动化技术中使用的系统，包括：

-装备有基本固件(2)的至少一个现场设备(1a、1b、1c、...)，其中，所述现场设备(1a、1b、1c，...)可配置为通过具体应用固件(3a、3b、3c、...)用于具体应用；

-上级单元(4)，经由所述上级单元至少一个现场设备(1a、1b、1c、...)被维护，其中，为了维护，提供第一操作程序(5)并且所述第一操作程序(5)具有对应于所述具体应用固件(3)的维护程序部分(5a、5b、5c、...)，

-总线(6)，经由所述总线，所述上级单元(4)与所述至少一个现场设备(1a、1b、1c、...)通过所述第一操作程序(5)通信。

2.如权利要求1所述的系统，其中，多个具体应用固件(3a、3b、3c、...)以及对应于所述各自应用固件(3a、3b、3c、...)的维护程序部分(5a、5b、5c、...)存储在中央单元(7)中。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中，基于所述至少一个现场设备(1a、1b、1c、...)的第一区别特征(8a、8b、8c、...)，在所述中央单元(7)中的多个应用固件(3a、3b、3c、...)中的至少一个可与所述至少一个现场设备(1a、1b、1c、...)关联。

4.如前述权利要求中的一个或多个所述的系统，其中，基于所述具体应用固件(3a、3b、3c、...)的第二区别特征(9a、9b、9c、...)，至少一个对应的维护程序部分(5a、5b、5c、...)可与所述应用固件(3a、3b、3c、...)关联。

5.如前述权利要求中的一个或多个所述的系统，其中，提供移动终端装置(10)，为了向所述现场设备(1a、1b、1c、...)提供所述具体应用固件(3a、3b、3c、...)，并且其中，通过所述相应的维护程序部分(5a、5b、5c、...)，所述第一操作程序(5)被适配于所述具体应用固件(3a、3b、3c、...)。

6.如前述权利要求中的一个或多个所述的系统，其中，所述现场设备(1a、1b、1c、...)的电子产品代码用作第一区别特征(8a、8b、8c、...)。

7.如前述权利要求中的一个或多个所述的系统，其中，所述第二区别特征(9a、9b、9c、...)为来自所述具体应用固件的软件识别编号。

8.一种用于配置自动化技术，特别是过程-和/或制造自动化技术的系统的方法，用于具体的应用，其中，所述系统包括至少一个现场设备(1a、1b、1c、...)，所述现场设备可经由至少一个具体应用固件(3a、3b、3c、...)配置用于具体应用，上级单元(4)，经由所述上级单元所述至少一个现场设备(1a、1b、1c、...)可通过第一操作程序(5)维护，所述第一操作程序可由单个维护程序部分(5a、5b、5c、...)适配，以及总线(6)，经由所述总线，所述上级单元(4)与所述至少一个现场设备(1a、1b、1c、...)通信，并且其中，所述方法至少包括以下步骤：

-通过所述具体应用固件(3a、3b、3c、...)配置所述至少一个现场设备(1a、1b、1c、...)用于所述具体应用；

-通过对应于所述至少一个现场设备(1a、1b、1c、...)的具体应用固件(3a、3b、3c、...)的维护程序部分(5a、5b、5c、...)适配所述第一操作程序(5)。

9.如权利要求8所述的方法，其中，为了将所述现场设备(1a、1b、1c、...)配置用于具体应用，中央单元(7)由移动终端设备(10)访问，以及其中，所述中央单元(7)将所述具体应用固件(3a、3b、3c、...)提供给所述现场设备(1a、1b、1c、...)。

10.如权利要求8或9所述的方法，其中，通过所述各自现场设备(1a、1b、1c、...)的第一区别特征(8a、8b、8c、...)确定适用于这种现场设备(1a、1b、1c、...)的具体应用固件(3a、3b、3c、...)。

11.如权利要求8到10之一所述的方法，其中，基于第二区别特征(9a、9b、9c、...)确定对应于所述具体应用固件(3a、3b、3c、...)的在所述中央单元(7)中的维护程序部分(5a、5b、5c、...)以及相应更新所述第一操作程序(5)。

12.如权利要求8到10之一所述的方法，其中，通过移动终端设备(10)提供所述现场设备(1a、1b、1c、...)中的具体应用固件(3a、3b、3c、...)和/或所述第一操作程序(5)中的对应的维护程序部分(5a、5b、5c、...)。

13.如权利要求8到10之一所述的方法，其中，在所述移动终端设备(10)上运行从所述第一操作程序(5)改变的第二操作程序(12)。