CN105892419B - 用于自动化技术中的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于自动化技术中的系统。用于自动化技术中的系统(1)，包括：现场设备(2)，其用于测量和/或控制过程变量；服务器(3)，其与现场设备(2)连接，所述服务器(3)保持关于与服务器(3)连接的现场设备(2)的使用清单(4a)，其中使用清单(4a)包含建立与现场设备(2)连接所要求的关于现场设备(2)的信息(5)；操作员设备(6)，其带有不少于一个第一通信接口(7)；其中第一通信接口(7)可用于建立与服务器(3)的连接，以便检索使用清单(4a)和建立在操作员设备(6)上的连接所需的信息(5)，使得能够根据信息(5)建立在操作员设备(6)和使用清单(4a)中所列的现场设备(2)之间数据连接。

Description

用于自动化技术中的系统

技术领域

本发明涉及一种用于自动化技术中的系统。

背景技术

用于记录和/或修改过程变量的现场设备频繁的用于过程自动化技术以及制造自动化技术中。测量设备或传感器，例如水平测量设备、流量计、压力和温度测量设备、酸碱-氧化还原电位计、电导计等用于记录相应的过程变量，例如填充平面、流量、压力、温度、PH水平以及电导率。致动器(例如阀或泵)用于影响过程变量。因此，管道部分中的流体的流量或容器中的填充平面能够借助于致动器变化。

现场设备通常涉及面向过程的以及提供或编辑过程相关信息的所有设备。除了前述的测量设备/传感器和致动器外，直接连接到现场总线的和用于与上级单元通信的单元也通常涉及为现场设备，例如，远程I/O、网关、链接设备以及无线适配器。

恩德莱斯和豪瑟尔集团公司提供并发布了各种各样的这样的现场设备。

在现代化工厂中，现场设备通常经由现场总线系统与上级单元连接，例如过程现场总线基金会现场总线(Foundation)、等。通常，上级单元为控制系统或控制单元，例如，SPC(存储程序控制)或PLC(可编程逻辑控制器)。其中，上级单元用于过程控制、过程可视化、过程监视以及现场设备的调试。由现场设备(特别是传感器)记录的值经由连接的总线系统传送到一个或甚至可能多个上级单元。除其以外，从上级单元到现场设备的数据传送要求经由总线系统；特别是，其用作现场设备的配置和参数化以及诊断。一般地，现场设备经由总线系统由上级单元操作。

除了现场设备和上级单元之间的有线数据传送外，同样有可能为无线数据传输。特别是在总线系统 和中，指定基于无线电的无线数据传送。此外，在标准IEEE802.15.4中更详细地指定了用于传感器的无线电网络。IEEE标准仅描述对于WPAN(无线个人域网)的ISO-OSI模型中的两个较低层(PHY和MAC)。更高的协议层由其他组织规范。这使得IEEE802.15.4底层能够普遍使用。当协议栈仅在较高层延伸时，许多不同的技术使用这种底层。因此，基于IP的传感器网络的基础借助于例如IETF标准6LoWPAN创建。

为了实现无线数据传送，当前现场设备具有多个无线电接口，例如，WLAN、蓝牙、和/或近场通信(NFC)。这些接口能够用于建立与相应的现场设备的连接，以便使能够访问其过程数据和/或现场设备数据或参数。

为了这种数据传送，通常使用操作设备、优选地也配备有多个无线电接口的移动操作设备。这样的操作设备能够是例如专有设备以及较新的设备，例如，智能电话、笔记本电脑或iPad。取决于无线电接口，使用不同协议的不同的无线标准和技术用于这些设备。

取决于使用的接口类型和协议，操作员需要知道如何使用这些不同的连接和通信技术以得到连接。特别是当其到直接现场操作时，带有不同接口的不同现场设备必须在非常短的时间段内操作。这导致操作员必须随身携带各自的硬件和元件设备，必须具有关于如何使用用于接入的技术专用接口的大量的经验以及必须花费大量时间用于建立不同连接。

由于无线连接对于操作员在光学上不能清晰可见，哪个无线协议(例如，WLAN，蓝牙，6LoWPan)可用于某些现场设备使事情更复杂。当面临实际使用这样的现场设备和操作员设备时，这使操作复杂化，形成了可能的错误源并且导致对操作员的时间的显著损失。

发明内容

本发明是基于造成增加的便于操作的目的，所述操作借助于操作员设备用于带有不同无线电接口的现场单元。

根据本发明通过用于自动化技术中的系统实现了该目的，所述系统包括：

-现场设备，该现场设备用于测量和/或控制过程变量；

-服务器，该服务器与现场设备连接，所述服务器保持关于与服务器连接的现场设备的使用清单(life-list)，其中使用清单包含建立与现场设备连接所要求的信息；

-操作员设备，该操作员设备带有不少于一个第一通信接口，其中第一通信接口可用于建立与服务器的连接，以便检索使用清单和在操作员设备上建立连接所需的信息，使得通过使用该信息可以在操作员设备和使用清单中所列的现场设备之间建立数据连接。

在这里使用清单是包括所有现场设备的清单，该现场设备例如经由现场总线连接到服务器，并因此是可访问的。

根据本发明，使用清单被设想为不仅包括在自动化工厂中包含的现场设备，还包括建立与使用清单中所列的现场设备中的一个现场设备连接所需的所有具体信息。特别是，在不需要由用户(操作员)手动操作的情况下，或在不需要用户必须为分别使用的通信接口创建手动配置的情况下，使用清单包含由操作员设备建立与使用清单中所列的现场设备中的每个现场设备数据连接所需的所有信息。

在根据本发明的系统的一个有利实施例中，所述信息将包括不少于一个的下列信息段：

-现场设备的名称；

-现场设备的IP地址；

-网关的IP地址，其提供与现场设备的连接；

-与现场设备通信的可替换方式。

在根据本发明的系统一个有利的实施例中，可以设想的是，所使用的现场设备使能与操作员设备直接连接，并且其中操作员设备具有第二通信接口，该第二通信接口使能要建立在操作员设备和现场设备之间的直接连接，由此能够实现直接数据传送。特别地，设想在这个实施例中，操作员设备经由第二通信接口执行扫描检测能够达到的所有现有的现场设备，并且其中操作员设备创建包括操作员设备的第二通信接口能够达到的所有现场设备的本地使用清单。特别是，同样设想在这个实施例中，操作员设备将包含在服务器中的使用清单和由扫描所得到的本地使用清单结合成完整的使用清单。此外，本实施例可为第二通信接口提供蓝牙和/或近场通信接口。

在这里，有可能发生的是，现场设备不仅列在本地使用清单中而且列在保持在服务器上的使用清单中。如果建立与这样的现场设备的连接，操作员设备现在能够执行作为决定的基础的评估，应该以这样的方式建立与现场设备的连接。这在没有来自用户或操作员的进一步干预的情况下可能发生。一个可能的评估标准能够是例如能量消耗。因此，包含在操作员设备上的软件部件(例如连接管理器)能够自动地选择例如要求较低的能量消耗的连接类型。

对于操作员设备的用户，为了选择和分别配置待使用的通信接口，使用清单经由HM接口(人机接口)以这样的方式在操作员设备上处理，使得不要求来自用户或操作员的时间消耗的干预。

在根据本发明的系统的优选实施例中，设想服务器为接入点或路由器，并且设想现场设备为创建基于IP的现场设备网络。

在根据本发明的系统的优选实施例中，设想操作员设备的第一通信接口为LAN接口。

在根据本发明的优选实施例中，可以设想的是，与服务器连接的现场设备经由以太网或6LowWPAN连接。

在这里，6LowWPAN指定基于IEEE802.15.4规范，设计为实现IPv6数据包经由IEEE802.15.4网络的更有效的通信。缩写代表“低能耗WPAN(无线个人域网)上的IPv6”。6LowWPAN的优点是比IEEE802.11WLAN更好的嵌入集成并且同时低100倍能耗。

附图说明

参考下列附图进一步示出本发明。所示出是：

图1是根据从现有技术公知的自动化技术的系统，以及

图2是根据本发明的用于自动化技术的系统。

具体实施方式

图1示出了从现有技术公知的用于自动化技术的系统1。系统1包括上级单元11，该上级单元11经由现场总线12(例如以太网)与有线的现场设备2a连接。上级单元11此外与网关3连接，该网关3起用于无线现场设备2b的接入点的作用。与有线的现场设备2a连接的上级单元11包括主系统13。无线现场设备2b经由网关3连接到主系统13，该网关3起主系统13和无线网络(例如6LowWPAN网络)之间的系统接口的作用。

图2示出了根据本发明的用于自动化技术的系统1。除了图1中的上述部件外，根据本发明的系统1还包括操作员设备6。操作员设备6可为，例如，具有作为第一通信接口的WLAN和作为第二通信接口的蓝牙和/或蓝牙LE(低能耗)的iOS平板电脑。这样的操作员设备6能够使其通信接口7、8在不同操作模式之间切换，在这种情况下在WLAN和蓝牙之间、以多路复用方式切换。

在本实施例的示例中，网关3不仅起系统接口作用，还同样起服务器3作用，在该服务器3上保持了关于包含在主系统13内的现场设备2a和经由网关连接的无线现场设备2b的使用清单4a。因此，网关3具有双重功能，用作系统接口以及服务器3。

除了这个实施例的示例外，还能够是其他实施例示例，其中网关3专门起系统接口的作用，并且例如以个人计算机(PC)的形式提供附加的服务器3，其中在服务器3或个人计算机上，管理关于经由以太网12和无线网络可访问的所有现场设备的使用清单4a。

使用清单包含所要求用于与各自现场设备建立连接的所有信息5。例如，这样的信息可包括：

-现场设备的名称；

-现场设备的IP地址；

-网关的IP地址，其提供到无线现场设备2b的连接；

-通信的可替换方式，其能够用于现场设备和操作员设备之间的数据交换；

-现场设备的设备类型；

-现场设备的软件版本；

-协议类型。

在操作员设备6上运行三个软件部件14、15、16。第一软件部件14管理综合使用清单4，该综合使用清单4把由第二软件部件15识别的本地使用清单和由第三软件部件16识别的来自服务器3的使用清单4a组合在一起。第二软件部件15执行扫描以识别本地使用清单，使得第二通信接口8可达到的所有无线现场设备2b被识别。运行在操作员设备6上的第三软件部件16，建立与服务器3的连接并从其检索使用清单4a，所述使用清单4a保持在那里具有关于以其他方式可访问的现场设备、例如经由网关可访问的无线现场设备2b的信息。

在不用必须地输入关于所要求的通信通道的情况下，操作员设备6为用户处理本地使用清单并给用户提供经由人机接口与期望的现场设备建立连接的可能性。

可选择地，关于工厂内现场设备的空间位置的信息也可保持在使用清单4中。这样，当选择期望的现场设备时，能够给用户提供关于现场设备所在何处的确切的方向。

附图标记清单

1 系统

2a 主系统的现场设备

2b 实现与操作员设备直接连接的现场设备，例如无线现场设备

3 服务器、接入点、网关等

4 使用清单

5 建立连接所需的信息

6 操作员设备

7 第一通信接口

8 第二通信接口

9 直接连接

11 上级单元

12 现场总线

13 主系统

14 第一软件部件

15 第二软件部件

16 第三软件部件

Claims (8)

1.用于自动化技术的系统(1)，包括：

-现场设备(2b)，所述现场设备(2b)用于测量和/或控制过程变量；

-服务器(3)，所述服务器(3)与所述现场设备(2b)连接，所述服务器(3)保持关于与所述服务器(3)连接的所述现场设备(2b)的使用清单(4a)，其中，所述使用清单(4a)包含建立与所述现场设备(2b)连接所要求的关于所述现场设备(2b)的信息(5)；

-操作员设备(6)，所述操作员设备(6)带有不少于一个第一通信接口(7)；

其中，所述第一通信接口(7)可用于建立与所述服务器(3)的连接，以便检索所述使用清单(4a)和建立在所述操作员设备(6)上的连接所需的所述信息(5)，使得能够借助于所述信息(5)建立在所述操作员设备(6)和所述使用清单(4a)中所列的现场设备(2b)之间数据连接，

其中，使用具有与所述操作员设备(6)直接连接(9)能力的现场设备(2b)，并且其中，所述操作员设备(6)具有第二通信接口(8)，所述第二通信接口(8)使得能够建立在所述操作员设备(6)与所述现场设备(2b)之间的直接连接(9)，由此能够实现直接数据传送，

其中，所述操作员设备(6)经由所述第二通信接口(8)执行扫描来检测能够达到的所有现有的所述现场设备(2b)，并且其中，所述操作员设备(6)创建包括所述操作员设备(6)的所述第二通信接口(8)能够达到的所有所述现场设备(2b)的本地使用清单。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信息应包括不少于一个的下列信息段：

-所述现场设备的名称；

-所述现场设备的IP地址；

-网关的IP地址，所述网关提供与所述现场设备(2b)的连接；

-与所述现场设备(2b)通信的可替换方式。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述操作员设备(6)将包含在所述服务器中的所述使用清单(4a)和由所述扫描所得到的所述本地使用清单合并成完整的使用清单(4)。

4.根据权利要求1或3所述的系统，其中，所述第二通信接口(8)为蓝牙和/或近场通信接口。

5.根据权利要求1-3中的一项所述的系统，其中，所述服务器(3)为接入点或路由器，并且连接的所述现场设备创建基于IP的现场设备网络。

6.根据权利要求1-3中的一项所述的系统，其中，所述操作员设备(6)的所述第一通信接口(7)是无线电接口。

7.根据权利要求1-3中的一项所述的系统，其中，与所述服务器(3)连接的所述现场设备(2b)经由以太网或6LowWPAN与所述服务器(3)连接。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述操作员设备(6)的所述第一通信接口(7)是WLAN接口。