CN105706396A - 用于现场总线设备的通信模块 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于至少一个现场总线设备（106）的通信模块（100），其具有：现场总线接口（102），其被构造用于查询和/或改变至少一个通过现场总线（104）与现场总线接口（102）可连接和/或连接的现场总线设备（106）的至少一个参数；数据处理设备（108），其被构造为，为至少一个参数提供用户界面（110）；以及通信接口（112），其被构造为，为人机接口（114）提供用户界面（110）。

Description

用于现场总线设备的通信模块

技术领域

本发明涉及一种用于至少一个现场总线设备的通信模块和/或一种具有相应通信模块的液压控制装置、以及一种用于与现场总线设备通信的方法。

背景技术

连接到现场总线上的诸如总线阀门、电驱动装置、传感器或存储器可编程的控制装置（SPS）之类的现场设备记录许多数据。所记录的数据尤其是可以包括温度、滑阀位置或示波器照片。这些数据如今仅能利用专用软件从插接到现场总线上的笔记本电脑或计算机中读出。因此，数据未被持久地记录，并且既不对没有专用转件的用户、又不对不位于现场的人员可用。

发明内容

本发明的任务是，提供一种经改进的用于至少一个现场总线设备的通信模块、一种经改进的具有相应通信模块的液压和/或电控制装置、以及一种经改进的用于与现场总线设备通信的方法。

该任务通过根据独立权利要求所述的用于至少一个现场总线设备的通信模块、具有相应通信模块的液压控制装置、以及用于与现场总线设备通信的方法来解决。有利的扩展方案从相应从属权利要求和下面的描述中得出。

本发明所基于的认识是，可以通过通信接口为多个不同的终端设备提供用户界面。在通信模块中，现场设备的至少一个参数可以通过现场总线被读出并且在用户界面中被提供，并且补充地或替代地，参数可以通过现场设备中的用户界面被改变。因此，至少一个现场设备的至少一个参数可以局部地和/或全局地被提供给使用者或用户。

至少一个连接到现场总线上的现场设备的数据有利地可以关于当前和/或长期状态来提供。

用于至少一个现场总线设备的通信模块具有下列特征：

至少一个现场总线接口，其被构造用于查询和/或改变至少一个通过现场总线与现场总线接口可连接和/或连接的现场总线设备的至少一个参数；

数据处理设备，其被构造为，为至少一个参数提供用户界面；以及通信接口，其被构造为，为人机接口提供用户界面。

在此，可以将通信模块理解成一种电设备，该电设备通过现场总线接收和/或一并读取和/或输出信号和/或至少一个参数。通信模块可以理解成一种可用来读取和写入参数的监视工具。在一个实施方式中，通信模块可以是具有实时能力的。所述至少一个参数可以是至少一个传感器信号。所述至少一个参数可以是至少一个用于控制执行器或执行机构的信号。所述至少一个参数可以表示现场设备的系统状态、物理信号或调节参量。在此，现场设备可以被构造成执行机构、总线阀门、电驱动装置或传感器。通信模块可以被构造为处理所述至少一个参数并且根据其提供和/或输出用于所述至少一个参数和/或控制信号和/或数据信号的用户界面。通信模块可以具有多个现场总线接口。现场总线接口和通信接口可以按照硬件和/或软件来构造。在按照硬件构造的情况下，所述接口例如可以是所谓系统ASIC的包含通信模块的极不同功能的部分。但是接口也可以是特有的集成电路或者至少部分地由分立器件构成。在按照软件构造的情况下，接口可以是软件模块，所述软件模块例如除了其它软件模块以外存在于微控制器上。数据处理设备可以被实施成集成电路。现场总线接口可以被理解成转换器。

在一个实施方式中，多个现场设备可以与现场总线连接。关于一个现场设备，多个参数可以被读出并且补充地或替代地被改变。

有利地利用通信模块可以例如借助于关于液压线路的正确连接的快速可信度测试实现更简单的开始运转、例如利用对温度走向曲线的记录和趋势识别来实现状态监视或“状态监控”、以及例如通过在没有附加软件的情况下直接读出参数来实现简化和更快的故障排除。通信模块可以由服务人员从远距离处实现远程维护和支持。

有利的还有，通信模块包括基本上方形的壳体，该壳体具有用于现场总线接口的接线端子和用于通信接口以及集成电路的接线端子。在此，数据处理设备可以是集成电路的一部分。现场总线接口可以通过集成电路与通信接口连接。壳体可以具有最大20cm、例如为18cm的长度，最大15cm、例如为12cm的宽度，以及最大7cm、例如为5cm的高度。壳体可以具有用于在恶化的环境条件或环境影响下运行的保护方式。现场总线接口和/或通信接口可以机械地和/或电地对应于标准化接口或接口标准。在此，壳体可以具有用于现场总线接口和/或通信接口的缺口。

另外，通信模块可以具有存储设备，该存储设备被构造为存储所述至少一个参数并且同时或替代地存储多个所述至少一个参数。存储设备可以理解成数据存储器。存储设备可以包括数据库。存储设备可以被构造为存储所述至少一个参数的时间走向曲线。在此，多个参数可以存储在数据库中。存储设备有利地可以提供时间走向曲线，并且补充地或替代地能够实现趋势识别。

另外，用户界面可以被构造为网页界面。数据处理设备可以包括网页服务器。该网页界面可以被构造为显示所述至少一个参数或者替代地从用户以参数的经改变的值的形式接收所述至少一个参数。

数据处理设备可以被构造为在使用所述至少一个参数的情况下控制所述至少一个现场总线设备的至少一个功能。如果该现场总线设备是执行器、传感器或存储器可编程控制装置（SPS），则数据处理设备可以通过现场总线接口提供至少一个经改变的参数并且因此控制该现场设备或控制该现场设备的功能。在此，所述至少一个参数可以通过用户界面被改变，以便控制所述至少一个现场设备。例如，在传感器的情况下，能够可以调整分辨率或采样率。

另外，数据处理设备可以被构造为识别可通过现场总线接口以及替代地或补充地可通过现场总线连接的现场总线设备并且同时或替代地识别已连接的现场总线设备、并且替代地或补充地为多个可通过现场总线接口以及替代地或补充地可通过现场总线连接的现场总线设备提供关于所述至少一个参数以及替代地或补充地关于所述至少一个功能的信息。数据处理设备可以包括用于现场总线设备的识别设备。在此，数据处理设备可以具有如下信息：所述信息具有功能数据并且同时或替代地具有潜在地连接或可连接的现场总线设备的通信数据。在此，具有功能数据并同时或替代地具有通信数据的信息可以以数据库的形式存在。

另外，现场总线接口可以被构造成Profinet接口、并且补充地或替代地被构造成Sercos接口、并且补充地或替代地被构造成CAN接口、并且补充地或替代地被构造成CANopen接口、并且补充地或替代地被构造成Profibus接口、并且补充地或替代地被构造成基金会现场总线接口、并且补充地或替代地被构造成EtherCAT接口、并且补充地或替代地被构造成INTERBUS接口、并且补充地或替代地被构造成VARAN总线接口。现场总线接口可以被构造成标准化的现场总线接口。在此，标准化的现场总线接口可以包括物理或机械层、并且补充地或替代地包括电气层并且同时或替代地包括协议层。

在一个实施方式中，人机接口可以被构造成计算机、并且补充地或替代地被构造成便携式计算机、并且补充地或替代地被构造成智能电话、并且补充地或替代地被构造成平板计算机。人机接口可以包括可视化设备和输入设备。在此，可视化设备和输入设备可以在一个设备中直接组合。

本发明提供了一种液压控制装置并且补充地或替代地提供了一种电控制装置，其具有前述通信模块的变型方案。液压控制装置可以包括存储器可编程控制装置。该通信模块可以与在液压控制装置中以及补充地或替代地在电控制装置中使用的现场总线无关地提供用户界面。例如，也可以通过相应控制装置经由总线来起动电执行器。

本发明提供了一种用于与现场总线通信的方法，其中该方法包括下列步骤：

从至少一个通过现场总线与现场总线接口可连接和/或连接的现场总线设备读入至少一个参数；

在使用所述至少一个参数的情况下创建用户界面；以及为人机接口提供该用户界面。

通过用于与现场总线设备通信的方法还可以有效和成本适宜地实现本发明所基于的思想。

另外，在读入步骤，可以通过现场总线并且同时或替代地通过现场总线接口将所述至少一个参数传送或传输到可连接和/或所连接的现场总线设备。

在一个实施方式中，可以构造前述通信模块的变型方案，以便在相应设备中执行或实现在此提出的方法的变型方案的步骤。通过本发明的以通信模块形式的该实施变型方案也可以快速和有效地解决本发明所基于的任务。

有利的还有一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码可以储存在如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器之类的机器可读载体上，并且在该程序产品在计算机、通信模块或装置上实施时用于执行根据前述实施方式之一的方法。

附图说明

下面根据附图示例性地进一步阐述本发明。其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的通信模块的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的通信模块的示意框图；以及

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于与现场总线设备通信的方法的流程图。

相同或相似元素可以在下面的附图中由相同或相似附图标记来配备。另外，附图的图、其描述以及权利要求书以组合的形式包含多个特征。在此，本领域技术人员明白，这些特征也可以单独地观察，或者它们被概括成在此未明确描述的其它组合。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于至少一个现场总线设备的通信模块100的示意图。通信模块100包括：现场总线接口102，其被构造用于查询和/或改变至少一个通过现场总线104与现场总线接口102可连接和/或连接的现场总线设备106的至少一个参数；数据处理设备108，其被构造为，为所述至少一个参数提供用户界面110；以及通信接口112，其被构造为，为人机接口114提供用户界面110。

在一个实施例中，通信接口112被构造为通过无线或有线网络116提供用户界面。在此，根据实施例，网络116针对本地限制的访问例如被实现为LAN、无线LAN（WLAN）、蓝牙、Zigbee，或者针对移动访问例如被实现为UMTS、LTE或其它无线电标准。在此，在一个实施例中，网络116与因特网连接，例如以便在世界范围内执行远程维护的任务。

人机接口114根据实施例被构造为计算机、便携式计算机、比如笔记本电脑、智能电话或平板计算机。人机接口114在一个实施例中是一种设备，其具有通信接口、诸如显示屏之类的显示设备、以及诸如键盘或显示设备上的触摸界面之类的输入设备。

通信模块100在一个实施例中被构造为基本方形的壳体，其包括用于现场总线接口102的接线端子和用于通信接口112以及集成电路的接线端子，其中数据处理设备108是集成电路的一部分，并且其中现场总线接口102通过集成电路与通信接口112连接。

该壳体在一个实施例中具有18厘米最大边长或纵向延伸。在一个实施例中，该壳体具有18cmx12cmx5cm的大小。壳体的最小高度由现场总线接口102和通信接口112的机械尺寸决定。所述接口在一个实施例中布置在电路板上，并且通过集成电路彼此连接，其中集成电路包括数据处理设备108。

在一个实施例中，用户界面110是网页界面。在此，数据处理设备108包括网页服务器，该网页服务器可以通过通信接口112到达。利用集成在人机接口114上的浏览器，网页界面可以被调用或显示。

数据处理设备108在一个实施例被构造为在使用所述至少一个参数的情况下控制所述至少一个现场总线设备114的至少一个功能。

通信模块100在一个实施例中被构造为识别通过现场总线接口102和/或现场总线104可连接以及补充地或替代地已连接的至少一个现场总线设备106并且为多个通过现场总线接口102和/或现场总线104可连接的现场总线设备106提供关于所述至少一个参数和/或所述至少一个功能的信息。

根据实施例，现场总线接口112被构造成Profinet接口、Sercos接口、CAN接口、CANopen接口、Profibus接口、基金会现场总线接口、EtherCAT接口、VARAN接口或INTERBUS接口。在一个实施例中，现场总线接口112包括所述接口中的至少两个不同接口，以便能够与具有不同现场总线的现场总线设备106通信。

在一个实施例中，通信模块100是液压控制装置和/或电控制装置的一部分，并且通过现场总线104与所述液压控制装置和/或电控制装置连接。

图2示出了根据本发明的一个实施例的通信模块100的示意性框图。通信模块100可以是图1中所描述的通信模块100的一个实施例。通信模块100包括现场总线接口102、数据处理设备108以及通信接口112。此外，在一个实施例中，通信模块100包括存储设备220。存储设备220被构造为存储所述至少一个参数和/或多个所述至少一个参数，所述参数通过与现场总线接口102连接的现场总线104和与现场总线104连接的现场设备106被读入。

在图2中所示的实施例中，示出了现场总线104上的两个现场设备106。此外，通信模块100通过现场总线与存储器可编程控制装置、或以简短形式称为SPS222连接，或通信模块100可以与SPS222连接。现场设备106可以根据实施例是传感器和/或执行器。也可以设想，将另一SPS理解成现场设备106。

在所示实施例中，通过网络116，终端设备114或人机接口114被直接连接，以及终端设备114或人机接口114通过因特网224与通信接口112连接。在此，因特网224连接在网络116之间或者换言之，网络通过因特网224被扩展。

本发明的一方面是一种现场总线设施，其具有多个所连接的设备106、例如驱动调节器等，通信模块100连接到所述设备上。模块100具有现场总线接口102和子模块108，该子模块108提供用户界面（例如作为网页界面110）。该用户界面110可通过另一接口112从外部到达。与常见现场总线网关或转换器的区别还在于：通信模块100本身提供用户界面110。因此仅能调用由用户界面110释放的数据，或者仅能控制现场总线设备106的在用户界面110上实现的功能。通信模块100此外在一个实施例中具有用于现场总线设备106的识别例程、以及数据库，该数据库具有潜在连接的设备106的功能和通信数据。

通信模块100被连接到现场总线104（例如secros、profinet等等）上。转换器102可以查询和/或改变现场总线设备106的参数，并且将所述参数提供给用户界面110（例如网页界面110）或数据存储器220（例如MySQL数据库）。通信模块100使得能够本地地（例如通过LAN、无线LAN、蓝牙、Zigbee等等）以及通过因特网224（例如UMTS、3G等等）访问依赖于平台的用户界面110。在此，终端设备114可以是任意人机接口114或人机器接口114（例如PC、笔记本电脑、智能电话、平板计算机等等）。

在此涉及用于现场总线设备106的通信模块100。

在一个实施例中，通信模块100被构造为独立设备，其连接到现场总线104上并且可以经由现场总线从所连接的现场设备106读出和写入参数。在一个实施例中，通信模块100允许同时在设备100上进行存储并且通过内置通信方案本地地（例如无线电网络或Wifi）和全球地（例如UMTS）为与网络116连接终端设备提供。有利地提供数据在跨平台的界面110（例如网页界面）上的显示和输入，以便使得用户能够在没有附加软件的情况下在不同终端设备114（例如PC、智能电话、平板计算机等等）上进行访问。

所提出的实施例的优点是更简单的开始运转（例如关于液压线路的正确连接的快速可信度测试）、状态监视或“状态监控”（例如对温度走向曲线进行记录和趋势识别）以及更简单和更快速的故障排除（在没有附加软件的情况下直接读出参数）。在一个实施例中，通信模块100能够实现由服务人员从远距离处执行远程维护和支持。

通信模块100例如可以用在液压控制装置和/或电控制装置中。

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于与现场总线设备通信的方法300的流程图。方法300可以在如图1和图2中所描述的通信模块100上实施。方法300包括：从至少一个通过现场总线可连接和/或连接的现场总线设备读入至少一个参数的步骤310；在使用所述至少一个参数的情况下创建用户界面的步骤320；以及为人机接口提供用户界面的步骤330。

所示实施例仅仅示例性地选择，并且可以彼此组合。

附图标记列表

100通信模块

102现场总线接口

104现场总线

106现场总线设备

108数据处理设备

110用户界面

112通信接口

114人机接口/终端设备

116网络

220存储设备

222存储器可编程控制装置（SPS）

224因特网

300方法

310读入的步骤

320创建的步骤

330提供的步骤

Claims (10)

1.用于至少一个现场总线设备（106）的通信模块（100），具有下列特征：

至少一个现场总线接口（102），其被构造用于查询和/或改变至少一个通过现场总线（104）与现场总线接口（102）可连接和/或连接的现场总线设备（106）的至少一个参数；

数据处理设备（108），其被构造为，为至少一个参数提供用户界面（110）；以及

通信接口（112），其被构造为，为人机接口（114）提供用户界面（110）。

2.根据权利要求1所述的通信模块（100），其中通信模块（100）包括基本方形的壳体，所述壳体具有用于现场总线接口(102)的接线端子和用于通信接口（112）以及集成电路的接线端子，其中数据处理设备（108）是集成电路的一部分，并且其中现场总线接口（102）通过集成电路与通信接口（112）连接。

3.根据前述权利要求之一所述的通信模块（100），具有存储设备（200），所述存储设备（220）被构造为存储所述至少一个参数和/或多个所述至少一个参数。

4.根据前述权利要求之一所述的通信模块（100），其中用户界面（110）被构造成网页界面。

5.根据前述权利要求之一所述的通信模块（100），其中数据处理设备（108）被构造为在使用所述至少一个参数的情况下控制所述至少一个现场总线设备（106）的至少一个功能。

6.根据前述权利要求之一所述的通信模块（100），其中数据处理设备（108）被构造为识别通过现场总线接口（102）和/或现场总线（104）可连接和/或连接的现场总线设备（106），和/或为多个通过现场总线接口（102）和/或现场总线（104）可连接和/或连接的现场总线设备（100）提供关于所述至少一个参数和/或所述至少一个功能的信息。

7.根据前述权利要求之一所述的通信模块（100），其中现场总线接口（102）被构造成Profinet接口和/或Sercos接口和/或CAN接口和/或CANopen接口和/或Profibus接口和/或基金会现场总线接口和/或EtherCAT接口和/或INTERBUS接口和/或VARAN接口。

8.根据前述权利要求之一所述的通信模块（100），其中人机接口（114）被构造成计算机和/或便携式计算机和/或智能电话和/或平板计算机。

9.一种具有根据权利要求1至8之一所述的通信模块（100）的液压和/或电控制装置。

10.用于与现场总线设备（106）通信的方法（300)，其中方法（300）包括下列步骤：

从至少一个通过现场总线（104）与现场总线接口（102）可连接和/或连接的现场总线设备（106）读入（310）至少一个参数；

在使用所述至少一个参数的情况下创建（320）用户界面（110）；以及

为人机接口（114）提供（330）用户界面（110）。