CN107683588B - 自动拓扑扫描 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种通过使用装置访问软件来自动检测现场总线网络的拓扑的方法。所述装置访问软件被安装在与所述现场总线网络数据连接的主机中，并且所述现场总线网络包括多个现场装置和网关装置。所述方法包括：扫描所述现场总线网络的现场访问装置或者预定网关装置的地址空间，并且确定存在于所述地址空间中的网关装置和现场装置。针对每个找到的网关装置，所述方法包括：扫描由所找到的网关装置提供的附加地址空间，并且确定存在于附加地址空间中的进一步的网关装置和现场装置。针对每个找到的附加网关装置，重复上一个步骤，直到找到存在于在现场总线网络中的所述现场访问装置或者所述预定网关装置下方的所述区域中的所有网关装置为止，或者直到满足终止条件为止。

Description

自动拓扑扫描

技术领域

本发明涉及一种自动记录现场总线网络的拓扑的方法，并且涉及一种用于从装置访问软件自动记录现场总线网络的拓扑的控制软件模块。此外，本发明涉及一种被设计为访问现场总线网络的装置的装置访问软件。

背景技术

在自动化技术中，通常应用用于记录和/或影响过程变量的现场装置。这种现场装置的示例是填充位测量装置、质量流量测量装置、压力和温度测量装置等，其作为传感器分别记录对应的过程变量、填充位、流量、压力和温度。

现场总线网络的现场装置的参数化、配置和状态监控通常通过安装在主机上的装置访问软件发生。在典型的装置访问软件中，借助于装置驱动器，例如装置描述文件来重新创建现场总线网络的分层结构。装置驱动器，例如装置描述文件的吻合度类似于装置访问软件的结构的镜像。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种方法和控制软件模块，利用该方法和该控制软件模块，可以记录现场总线网络的拓扑。

该目的由根据权利要求1、16和17所述的特征实现。

在从属权利要求中陈述了本发明的有利的进一步发展。

与本发明的实施例的形式对应的方法用于从装置访问软件记录现场总线网络的拓扑。装置访问软件被安装在与现场总线网络数据连接的主机中，并且现场总线网络包括多个现场装置和网关装置。方法包括：扫描现场总线网络的现场访问装置或者预定网关装置的地址空间，并且确定存在于该地址空间中的网关装置和现场装置。针对每个找到的网关装置，方法包括：扫描由找到的网关装置提供的附加地址空间并且确定存在于该附加地址空间中的附加网关装置和现场装置。针对每个进一步找到的网关装置，重复上一步骤，直到存在于在现场访问装置或者预定网关装置下方的区域中的现场总线网络中的所有网关装置被找到为止，或者直到满足中断条件为止。

方法开始于扫描现场访问装置或者选择的网关装置的地址空间。当在搜索到的地址空间内找到进一步的网关装置时，还针对该附加网关装置的地址空间，自动发起扫描。随着过程的继续，在每种情况下，当找到进一步的网关装置时，自动发起该网关装置的地址空间的扫描。借助于这些递归扫描操作，可以完全扫描现场总线网络到其底部，并且，以这种方式，记录现场总线网络的完整拓扑。方法能够自动地并且在没有与用户进行其他交互的情况下扫描完整现场总线网络并且记录其拓扑。同样，利用该方法，可以完美地扫描复杂的、嵌套的现场总线网络。

例如，方法可以用于确定未知现场总线网络的拓扑。此外，方法可以用于检测自早期扫描的时间以来该早期扫描的现场总线网络的变化。此外，方法可以用于在装置访问软件中建立合适的驱动器。为此，每当在现场总线网络的扫描期间找到新的现场装置或者网关装置时，便在装置访问软件中对该组件的合适的驱动器进行实例化。以这种方式，在扫描过程期间，会产生现场中心网络的合适的分层驱动器结构。

自动记录现场总线网络的拓扑的方法节省了很多时间。与过去相比，当扫描现场总线网络时，操作人员不需要一直在现场。可以执行更全面的扫描，尤其还可以整夜扫描。

附图说明

现在基于附图所示的实施例的示例来更详细地阐释本发明，附图如下示出：

图1是现场总线网络和主机，装置访问软件安装在该主机中；

图2是流程图，在该流程图的情况下，通过多个手动记录触发的扫描过程来记录现场总线网络的拓扑；

图3是进一步的流程图，在该进一步的流程图的情况下，自动发起记录拓扑所需的扫描过程；

图4是图1的现场总线网络，其中，多个驱动器集成到框架应用中；

图5是复杂分支的现场总线网络的示例；以及

图6是记录图5的现场总线网络的拓扑所需的扫描操作的示意图。

具体实施方式

图1示出了现场总线网络100，该现场总线网络100包括多个现场装置和网关装置。位于现场总线网络100的最高分层级别上的是现场访问装置FZG。现场访问装置FZG经由Profibus段101与现场装置F1和网关装置G1连接。Profibus段101经由网关装置G1与附加Profibus段102耦合，现场装置F2和进一步的网关装置G1.1连接至该附加Profibus段102。经由网关装置G1.1，Profibus段102与HART段103耦合，其中，网关装置G1.1被设计为将Profibus协议的数据业务转换为HART协议，反之亦然。连接至HART段103的是两个HART现场装置F3和F4。

嵌套现场总线拓扑通常包括一个或者多个网关装置。例如，图1所示的现场总线网络100包括两个网关装置G1和G1.1。通常，网关装置充当位于不同的现场总线段之间的转换器。在这种情况下，网关装置通常处理其自己的地址范围。经由这种地址范围的地址，可以访问连接至网关装置的装置。

在这种情况下，术语“网关装置”包括装置，诸如，例如远程IO、网关、链路、耦合器、协议转换器、多路复用器等。

在远程IO的情况下，需要关注的是例如本地分配器节点，一个或者多个现场装置或者网关装置可以连接至该本地分配器节点。在第一线的远程IO用于减少布线工作。代替必须将每个组件单独连接至远程现场总线网络，将远程IO作为分配器节点连接至现场总线网络，并且经由远程IO将数据业务转发至位于附近的不同现场装置。在远程IO的情况下，数据业务的本地分配方面位于前景。

在网关的情况下，首先需要关注的是不同现场总线段之间的耦合。在这种情况下，网关照管数据业务在现场总线段之间的合适的转换。这些转换可以包括协议转换；然而，这不是绝对的情况。

在协议转换器的情况下，相反，协议转换位于前景。传入的数据业务从第一现场总线协议转换为第二现场总线协议，或者，在相反的方向上，从第二协议转换为第一协议。在图1所示的示例的情况下，例如，网关装置G1.1具有这种协议转换器功能。

在多路复用器的情况下，可用地址范围的扩展位于前景。多路复用器提供地址范围，经由该地址范围，可以寻址连接至多路复用器的多个装置。与寻址对应，然后将传入的数据业务路由至适当的目标装置。

现场总线网络的现场装置的参数化、配置和状态监控通过安装在主机104上的装置访问软件105发生。主机104经由以太网连接106与现场总线网络100连接。可以经由装置访问软件105访问现场总线网络100的不同组件。特别是可以通过装置访问软件105读出、显示并且改变现场总线网络100的不同组件的参数。此外，装置访问软件105能够实现现场总线网络100的组件的状态监控(条件监控)。这些任务所需的数据交换通常经由所谓的非循环数据业务来进行。

为了可以通过装置访问软件105来访问现场总线网络100的不同组件和装置，在每种情况下，现场总线网络100的特定装置或者特定组件的合适的驱动器必须存在于装置访问软件105内。借助于该驱动器，然后可以从装置访问软件105访问现场总线网络100的特定装置或者特定组件。

在这种情况下，借助于装置驱动器，例如装置描述文件，在装置访问软件105内重新创建现场总线网络100的分层结构。在这种情况下，装置驱动器，例如装置描述文件的吻合度作为镜像与现场总线网络的结构对应。

例如，装置访问软件105可以是FDT框架应用，其中，FDT代表“现场装置工具”。集成在FDT框架应用中的可以是“装置类型管理器”(DTM)，即现场总线网络100的不同装置和组件的装置驱动器，其中，可以集成有不同制造商的DTM。除了标准FDT/DTM之外，还存在装置访问软件和集成在其中的装置驱动器的替代标准。

图2经由流程图示出了在现有技术的之前的解决方案的情况下如何选择现场总线网络100的合适的驱动器并且将其集成到装置访问软件中。在这种情况下，图2示出了在用户200与框架应用201之间的交互，不同的装置驱动器集成到该框架应用201中。

首先，在步骤202，用户200将通信DTM插入框架应用201中。通信DTM位于DTM分层结构的最高位置处并且与现场访问装置FZG相关联。通信DTM在某些方面代表装置访问软件105的外部接口。所有流入和流出数据流量经由通信DTM移动。

在下一个步骤203，用户200在现场总线网络100的最高分层级别处发起扫描。在这种情况下，扫描现场访问装置FZG的整个地址空间。针对地址空间的每个地址，确定现场总线网络100的组件——尤其是现场装置或者网关装置——是否可到达该地址。

当在某个地址处找到现场总线网络100的组件时，然后框架应用201从找到的装置查询一系列规格，并且尤其是查询关于装置类型、装置的制造商、装置的硬件版本和软件版本的信息。此外，查询该装置是为哪一个现场总线协议和哪一个协议版本设计的。事实上，框架应用从最近找到的装置查询以下信息中的一个或者多个：制造商ID、装置ID、装置版本——例如装置修订、装置简档——例如简档修订、软件版本——例如软件修订、协议版本——例如命令修订等。

在扫描现场访问装置FZG的地址空间期间，找到网关装置G1和现场装置F1，并且针对两个找到的装置G1和F1中的每个装置，框架应用201查询上面更详细地陈述的装置规格。以这种方式，一方面，可以确定现场总线网络100的拓扑。另一方面，可以利用这些规格来为找到的装置选择合适的驱动器。

当针对找到的装置完全符合装置的装置版本、制造商、协议版本、软件版本的驱动器，例如DTM存在时，可以然后立即对该驱动器进行实例化。

通常，然而，没有完全符合所有提及的标准的驱动器是可用的。在这种情况下，折衷方案在某种程度上是必要的。针对具有某个软件、硬件或者协议版本的装置，例如，其可以在版本没有太大区别的程度上安装早期(或者以后的)硬件、软件、或者协议版本的驱动器。同样，实际上只有大约合适的装置驱动器通常能够实现自由访问装置和装置参数的扰动。然而，驱动器版本和装置版本不能区别太大。最后，这取决于驱动器接受的用户200。

当已经为找到的装置选择了合适的驱动器时，框架应用201发起驱动器的实例化。针对在扫描中找到的网关装置G1，在步骤204，将合适的网关装置DTM集成到框架应用201中，并且针对现场装置F1，在步骤205，对合适的装置DTM进行实例化。在步骤206，框架应用201通知用户200终止开始于步骤203的扫描。

然而，在该扫描的情况下，还未记录在网关装置G1下方的拓扑。网关装置G1具有其自己的地址空间，经由该地址空间，可以寻址多个连接的装置和组件。到如此程度，在附加扫描过程中，必须扫描网关装置G1的地址空间。为此，用户200在步骤207中发起附加扫描过程，在该附加扫描过程的情况下，通过框架应用201扫描网关装置G1的完整地址范围。

在该扫描中，找到网关装置G1.1和现场装置F2。针对找到的装置和组件中的每一个，框架应用201查询装置规格。然后，在步骤208，框架应用201对网关G1.1的合适的网关DTM进行实例化，并且在步骤209，对现场装置F2的合适的装置DTM进行实例化。在上面的步骤之后的步骤210，框架应用201通知用户200终止扫描网关G1的地址空间。

然而，还不知道哪个装置存在于在网关装置G1.1下方的层次级别中。为此，用户200在步骤211发起附加扫描过程，在该附加扫描过程的情况下，逐个地址扫描网关装置G1.1的整个地址空间。在该扫描中，确定两个现场装置F3和F4。框架应用201然后查询两个找到的现场装置F3和F4的装置规格。然后，在步骤212，框架应用201对现场装置F3的合适的装置DTM进行实例化，并且在步骤213，对现场装置F4的装置DTM进行实例化。在步骤214，框架应用201向用户200报告终止扫描网关G1.1的地址空间。

在图2所示的过程的情况下，用户200必须按照顺序手动发起用于完全记录现场总线网络的拓扑的多个单独扫描操作。此外，在每种情况下，在终止扫描操作之后，必须为找到的装置选择合适的驱动器——例如DTM，并且将其插入装置访问软件中。即使在诸如例如图1所示的现场总线网络100的相对简单的现场总线网络的情况下，为了记录完整的拓扑，也需要三个单独的扫描过程。在给定情况下，更全面的、嵌套的现场总线网络可以包括100个或者更多个装置，并且因此，手动扫描完整的现场总线拓扑是非常繁重的，因为用户必须发起多次扫描。这是一个事实，在发起扫描过程的情况下并且在广泛嵌套的现场总线网络中对合适的驱动器进行实例化的情况下，用户可以容易地到达其失去合适的角度的点，使得错误可以发生在执行扫描时和并入驱动器时。

鉴于这种情况，现在呈现不同扫描过程的自动执行。特别是在嵌套现场总线拓扑情况下，这会导致很大程度的简化。

图3示出了流程图，在该流程图的情况下，按照顺序自动发起不同的扫描过程以记录现场总线网络的拓扑。在这种情况下，自动发起不同的扫描过程，从而使得在图3所示的流程图的情况下不需要如诸如在图2中的手动发起扫描过程。

针对自动执行不同的扫描过程，在装置访问软件105内提供补充的控制软件模块107或者插件，如图1通过虚线框所示。该控制软件模块107被设计为分析现场总线网络100的拓扑，并且针对每个找到的网关装置，自动发起扫描网关装置的地址空间。

图3示出了在用户300与框架引用301之间的交互。在开始时，在步骤302，用户300在框架应用301内对通信DTM进行实例化。然后在下一个步骤303，用户300开始扫描总现场总线网络100。在这种情况下，首先执行在现场访问装置FZG的地址空间之上的扫描。在该地址空间中找到的是现场装置F1和网关装置G1。于是，框架应用301查询找到的现场装置F1和找到的网关装置G1的装置规格。尤其是查询以下中的一个或者多个：制造商ID、装置ID、装置版本、或者装置修订、装置简档、或者简档修订、软件版本、或者软件修订、协议版本、或者命令修订。一旦框架应用301知道现场装置F1和网关装置G1的装置规格，便可以选择现场装置F1和网关装置G1的合适的驱动器。

当找到完全符合制造商以及硬件、软件和协议版本的驱动器时，则立即对找到的驱动器进行实例化。然而，当在找到的驱动器与找到的装置之间存在关于硬件、软件或者协议版本的差异时，则基于这种差异，参考特定装置来确定驱动器的质量。驱动器越符合装置，质量值就越高。当驱动器确实不符合装置但是驱动器的质量值高于预定极限值时，则自动对驱动器进行实例化并且将其集成到框架应用301中。这发生在没有进一步询问用户300的情况下。当可用驱动器的质量值低于预定极限值时，仅仅需要进一步询问用户300。

当找到合适的驱动器时，将这些驱动器插入框架应用301的驱动器分层结构中并且自动对这些驱动器进行实例化。在步骤304，对网关装置G1的驱动器进行实例化，并且在步骤305，对现场装置F1的驱动器进行实例化。

通过扫描现场访问装置FZG的地址空间，现场总线网络100的拓扑向下到网关G1是已知的。然而，在网关G1下方的分层级别中的拓扑仍然是未知的。为了记录在找到的网关G1下方的拓扑，控制软件模块107在步骤306触发扫描网关G1的地址空间。控制软件模块107被设计为针对每个找到的网关装置自动发起扫描网关装置的地址空间。因此，这些扫描过程的发起会自动并且在没有进一步询问用户300的情况下发生。在扫描网关装置G1的地址空间时，找到网关装置G1.1和现场装置F2。然后，查询网关装置G1.1和现场装置F2的装置规格，在此之后，对两个装置的合适的驱动器(例如，DTM)进行实例化。在步骤307，框架应用301对网关装置G1.1的网关DTM进行实例化，并且在步骤308，对现场装置F2的装置DTM进行实例化。

在步骤308之后，现场总线网络100的拓扑向下到网关装置G1.1是已知的。然而，在网关装置G1.1下方的结构仍然是未知的。因此，在步骤309，控制软件模块107发起扫描网关G1.1的地址空间。在这次扫描中，找到现场装置F3和F4。在查询到找到的现场装置F3和F4的装置规格之后，在步骤310，框架应用301对现场装置F3的合适的DTM进行实例化，并且在步骤311，对形成装置F4的装置DTM进行实例化。

在对网关装置G1.1的地址空间执行的最后一次扫描中，仅仅找到现场装置，不再找到任何网关装置。因此，显然已经到达分支现场总线网络100的分支的末端。因此，可以说已经到达树结构的“叶”。由于在现场总线网络100中不存在待扫描的附加分支，所以在步骤312，框架应用301通知用户中终止整个现场总线网络100的扫描过程。

通过自动扫描图3所示的完整现场总线网络100，可以在没有进一步询问用户300的情况下用一步通过的方法来分析现场总线网络，并且记录特定现场总线网络的拓扑。诸如图3所示，如此获取到的关于现场总线网络的拓扑的信息可以用于对找到的装置的合适的装置DTM和网关DTM进行实例化。以这种方式，在扫描过程期间在框架应用301内自动建立合适的分层DTM结构。

图4示出了具有完成的装置访问软件105的图1的现场总线网络100。同样示出了控制软件模块107，该控制软件模块107被设计为自动地启动不同需要的扫描操作并且针对找到的组件中的每个组件在装置访问软件105中对合适的驱动器——例如DTM——进行实例化。在每种情况下，然后，当控制软件模块107在扫描时找到进一步的网关装置时，控制软件模块107自动发起扫描该网关装置的地址空间。通过图3所描述的方法，在装置访问软件105内设置驱动器——例如DTM——的分层结构，作为现场总线网络100的结构的镜像。位于DTM分层结构的最高位置处的是通信DTM 400。现场装置F1的装置DTM401和网关装置G1的网关DTM 402位于通信DTM 400下方的分层级别中。现场装置F2的装置DTM 403和网关装置G1.1的网关DTM 404位于其下。设置在DTM分层结构的最低级别处的是两个现场装置F3和F4的两个装置驱动器405和406。

借助于该分层驱动器结构，可以访问现场总线网络100的每个现场装置和每个网关装置。在这种情况下，根据图3所示的流程图，通过控制软件模块107完全自动地执行扫描现场总线拓扑和对驱动器——例如DTM——进行实例化。

到现在为止，描述了FDT(现场装置工具)标准的框架应用。集成到该FDT框架应用中的可以是不同装置和来自不同制造商的DTM(装置类型管理器)格式的驱动器。FDT标准逐渐由标准FDI装置包补充。

除了标准FDT/DTM和FDI装置包之外，还存在用于装置描述文件和驱动器的大量其他标准。例如，将要提及的是标准DD(装置描述)和EDD(增强的装置描述)。尤其是在被补充指定为装置参数的标准EDD的情况下，装置功能和地址空间占用也是图形特征和图形用户界面，用于促进现场装置的参数化和配置。

除此之外，现场协议、EtherNet/IP、Profinet和EtherCAT等所属的所谓的工业以太网协议越来越重要。这些工业以太网协议具有特定装置描述文件。例如，在现场总线协议、EtherNet/IP的情况下，提供与标准EDS(电子数据表)对应的装置描述文件以描述循环以及非循环数据交换。

图3所描述的扫描方法特别适合完全自动扫描复杂的、嵌套现场总线拓扑。在这种情况下，多个扫描操作用现场总线网络的分支来记录现场总线网络的结构。为了呈现扫描方法如何处理不同现场总线段，图5示出了复杂的、嵌套现场总线网络500的示例。在这种情况下，现场总线网络500的访问经由位于现场总线分层结构的最高位置处的现场访问装置FZG发生。装置访问软件501安装在经由以太网连接503与现场访问装置FZG和现场总线网络500连接的主机502中，利用该装置访问软件501，可以访问现场总线网络500的不同装置和组件。装置访问软件501包括控制软件模块504，该控制软件模块504被设计为以这种方式按照顺序逐渐顺序地开始多个不同扫描操作以记录现场总线网络500的完整拓扑。针对现场总线网络500的每个找到的装置和每个找到的组件，将对应驱动器——例如DTM集成到装置访问软件501的DTM分层结构中。在这种情况下，这开始于对现场访问装置FZG的通信DTM505进行实例化。

基于图6，现在描述图3所示的扫描方法如何通过分支现场总线网络500的不同分支和现场总线段工作，并且在这种情况下，一个接一个地顺序记录现场总线段。首先，控制软件模块504发起现场访问装置FZG的地址空间的扫描600。在这种情况下，找到网关装置G1和G2以及现场装置F1。为了确定在网关装置G1下方的拓扑，控制软件模块504然后发起网关G1的地址空间的扫描601。在这种情况下，找到网关装置G1.1和现场装置F2。于是，执行网关装置G1.1的地址空间的扫描602，并且在该扫描602的情况下，找到两个现场装置F3和F4。因为在扫描602中仅仅找到现场装置，所以已经到达现场总线网络的该分支的末端，并且拓扑扫描回到现场总线网络500的更高分层级别。因为扫描601仅仅传送一个网关G1.1，所以拓扑扫描回到扫描600的结果并且利用第二网关装置G2在此继续。在扫描603的情况下，扫描网关装置G2的地址空间，并且在这种情况下，确定网关装置G2.1和现场装置F5。于是，利用附加扫描604来检查网关装置G2.1的地址空间。在这种情况下，找到两个网关装置G2.1.1和G2.1.2以及现场装置F6。为了将拓扑记录在网关装置G2.1.1下方，执行网关装置G2.1.1的地址空间的扫描605。在该扫描605的情况下，找到两个现场装置F7和F8，使得此时已经到达该分支的末端。拓扑扫描然后回到扫描604的结果，在扫描604的情况下，还找到对已经被调查的网关装置G2.1.1进行补充的第二网关装置G.2.1.2。针对该网关装置G.2.1.2，控制软件模块504然后发起扫描606。在该扫描606的情况下，找到两个现场装置F9和F10，使得此时也已经到达分支的末端。拓扑扫描回到扫描604的搜索结果并且确定不存在待检查的附加网关装置。于是，拓扑扫描回到扫描603的搜索结构并且确定此处也不存在待检查的附加网关装置。于是，拓扑扫描回到扫描600的搜索结果，利用该扫描600来检查现场访问装置FZG的地址空间。已经对两个找到的网关装置G1和G2进行处理。不存在进一步的网关装置。因此，拓扑扫描终止。

控制软件模块现在已经完全扫描现场总线网络500的拓扑，其中，针对拓扑的扫描，总共需要7次顺序自动触发的扫描600至606，该扫描600至606由控制软件模块500顺序地发起。

在图5和图6所示的示例的情况下，借助于顺序执行的扫描600至606从通信DTM505开始扫描安装的完整树。借助于这些扫描600至606，在不需要用户进行任何交互的情况下，完全自动地记录现场总线网络500的不同现场装置和网关装置的完整分层布置。

可替代地，然而，自动拓扑扫描还可以仅仅针对安装的树的一部分运行，其中，在网关DTM的情况下，从某个网关装置开始。例如，在图5中，可以扫描安装的树在网关装置G2.1下方的部分。为了记录在网关装置G2.1下方的部分的拓扑，仅仅执行图6的扫描604、605和606。以这种方式，从属于网关装置G2.1的网关DTM开始，可以记录在网关装置G2.1下方的拓扑。

在附加实施例中，可以根据用户早期建立的规则来执行拓扑扫描。例如，用户可以对图5所示的现场总线网络500执行拓扑扫描，并且在这种情况下，指定仅仅向下记录拓扑到两个分层级别的深度。例如，当用户仅仅想要创建工厂的结构的样本时，这可能变得有意义。在这种情况下，将执行扫描操作到在现场访问装置FZG下方的第二分层级别，其中，在第二分层级别中，将找到组件G1.1、F2、F5和G2.1。然后，将中断扫描，使得将不会记录在网关装置G1.1和G2.1下方的结构。参照图6，因此，扫描操作将仅仅是扫描600、601和603，并且图6的剩余扫描将不会运行。

例如，由用户设置用于执行拓扑扫描的规则还可以涉及现场总线网络500的不同组件源自的制造商。例如，当在扫描过程中忽略了其他制造商的节点时，用户可以设置拓扑扫描，在该情况下，仅仅遵循某个制造商的节点。

而且，要强调的是，用于记录现场总线网络500的结构的拓扑扫描不一定在单个通道中执行。还可以终端在某个位置处终端未完成的拓扑扫描并且在以后的某个时间点在这个位置处继续。尤其是还可以以多个步骤来扫描广泛的现场总线网络。

图5和图6所示的拓扑扫描可以用于记录又一未知的网络拓扑。可替代地，然而，还可以将拓扑扫描用于协调或者验证已经在之前的时间点记录的拓扑。通过当前拓扑状态与之前的拓扑状态的这种协调，可以记录和高亮特别是最近进入的组件或者之前存在但是现在被省略的组件。这可以充当更新装置访问软件中的驱动器结构的基础。在这种情况下，当将最近添加的组件的新驱动器插入FDT框架应用时，不再需要移除驱动器。

Claims (15)

1.一种从装置访问软件(105、501)自动记录现场总线网络(100、500)的拓扑的方法，其中，所述装置访问软件被安装在主机(104、502)上，所述主机(104、502)与所述现场总线网络(100、500)数据连接，其中，所述现场总线网络(100、500)包括多个现场装置和网关装置，所述方法特征在于以下步骤：

a)扫描所述现场总线网络(100、500)的现场访问装置或者预定网关装置的地址空间，并且确定存在于所述地址空间中的网关装置和现场装置，从存在于所述现场访问装置或者所述预定网关装置的所述地址空间中的网关装置和现场装置查询装置规格，并且在所述装置访问软件中对存在于所述地址空间中的网关装置和现场装置的合适的驱动器进行实例化，

b)针对每个所找到的网关装置，扫描由所找到的网关装置提供的附加地址空间，并且确定存在于所述附加地址空间中的附加网关装置和现场装置，从存在于所述附加地址空间中的附加网关装置和附加现场装置查询装置规格，并且在所述装置访问软件中对存在于所述附加地址空间中的附加网关装置和现场装置的合适的驱动器进行实例化，

c)针对每个进一步找到的网关装置，重复步骤b)，直到存在于在所述现场访问装置或者所述预定网关装置下方的区域中的所述现场总线网络(100、500)中的所有网关装置被找到为止，或者直到满足中断条件为止，

其中，对合适的驱动器进行实例化包括，针对被找到的网关装置和现场装置中的每一个：

-将至少一个可用装置驱动器与针对相应的网关装置或现场装置的查询到的装置规格进行比较，

-在所述装置驱动器和针对相应的网关装置或现场装置的查询到的装置规格之间存在关于硬件、软件或协议版本的差异的情况下，基于在所述驱动器与针对相应的网关装置或现场装置的查询到的装置之间关于硬件、软件或协议版本的差异，确定所述装置驱动器的质量值，

-在驱动器的质量值高于预定极限值的情况下，自动实例化装置驱动器并将装置驱动器集成到框架应用中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法被设计为记录在所述现场访问装置或者所述预定网关装置下方的所述区域中的所述现场总线网络的拓扑。

3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述现场总线网络的网关装置和现场装置的合适的驱动器能被并入所述装置访问软件中。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于以下附加步骤中的至少一个：

-在步骤a)之后，从存在于所述现场访问装置或者所述预定网关装置的所述地址空间中的网关装置查询装置规格；

-在步骤a)之后，从存在于所述现场访问装置或者所述预定网关装置的所述地址空间中的现场装置查询装置规格；

-在步骤b)之后，从存在于所述附加地址空间中的附加网关装置查询装置规格；

-在步骤b)之后，从存在于所述附加地址空间中的附加现场装置查询装置规格。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从所述网关装置和所述现场装置查询到的装置规格包括以下规格中的一种或者多种：制造商ID、装置ID、协议版本或者命令修订、装置版本或者装置修订、软件版本或者软件修订、装置简档或者简档修订。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对至少一个所提供的装置驱动器与查询到的装置规格不够吻合的情况，由用户手动选择合适的装置驱动器。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述装置访问软件执行以下步骤中的一个或者多个：

-产生用于所述现场访问装置或者所述预定网关装置的所述地址空间的扫描命令，并且将所述扫描命令传输至所述现场访问装置或者所述预定网关装置；

-产生用于由所找到的网关装置提供的所述附加地址空间的扫描命令，并且将所述扫描命令传输至所找到的网关装置；

-评估从所述现场访问装置或者所述预定网关装置获得的扫描结果；

-评估从所找到的网关装置获得的扫描结果。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述装置访问软件包括控制软件模块。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于以下中的至少一个：

-所述控制软件模块自动发起对所述现场访问装置或者所述预定网关装置的所述地址空间的所述扫描；

-所述控制软件模块产生用于所述现场访问装置或者所述预定网关装置的所述地址空间的扫描命令，并且将所述扫描命令传输至所述现场访问装置或者所述预定网关装置；

-所述控制软件模块自动发起对由所找到的网关装置提供的所述附加地址空间的所述扫描；

-所述控制软件模块产生用于由所找到的网关装置提供的所述附加地址空间的扫描命令，并且将所述扫描命令传输至所找到的网关装置；

-所述控制软件模块评估从所述现场访问装置或者所述预定网关装置获得的扫描结果；

-所述控制软件模块评估从所找到的网关装置获得的扫描结果；

-所述控制软件模块在步骤a)之后自动查询存在于所述现场访问装置或者所述预定网关装置的所述地址空间中的网关装置的装置规格；

-所述控制软件模块在步骤b)之后自动从存在于所述附加地址空间中的附加网关装置查询装置规格。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述现场总线网络的所述网关装置包括以下中的至少一个：

-一个或者多个远程IO；

-一个或者多个网关；

-一个或者多个链路；

-一个或者多个耦合器；

-一个或者多个协议转换器；

-一个或者多个多路复用器。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网关装置中的至少一个具有两个或者更多个信道，其中，经由所述信道中的每个信道，能寻址子地址空间，以及其中，对至少一个网关装置的所述地址空间的所述扫描包括：扫描所述子地址空间。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于以下中的至少一个：

-所述现场总线网络的搜索仅仅向下执行到在所述现场访问装置或者所述预定网关装置下方的可预定深度；

-在所述现场总线网络的所述现场访问装置处或者所述预定网关装置处开始所述现场总线网络的搜索；

-仅仅针对特定制造商的现场装置或者网关装置来执行所述现场总线网络的搜索；

-将所述现场总线网络的所述拓扑的所述记录的结果与所述现场总线网络的所述拓扑的所存储的早期版本进行比较，并且高亮与所述早期版本相比较的可能变化。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于以下中的至少一个：

-所述装置访问软件是根据FDT标准的框架应用；

-所述装置访问软件是根据所述FDT标准的框架应用，其中，根据DTM标准的驱动器能插入到所述框架应用中；

-所述装置访问软件是根据所述FDT标准的框架应用，其中，通信DTM、网关DTM和装置DTM能插入到所述框架应用中；

-所述装置访问软件是根据以下标准中的至少一个为装置描述文件或者驱动器而设计的：DTM、DD、EDD、EDL、FDI；

-在所述现场总线网络内使用的是以下现场总线协议中的一个或者多个：FieldbusFoundation、HART、Profibus、ModBus、CANopen、IO-Link、EtherCAT、Interbus、Profinet、Profinet IO、DeviceNet、CompoNet、其他工业以太网协议和其他现场总线协议。

14.一种用于从装置访问软件(105、501)自动记录现场总线网络(100、500)的拓扑的控制软件模块(107、504)，其中，所述装置访问软件(105、501)被安装在主机(104、502)上，所述主机(104、502)与所述现场总线网络(100、500)数据连接，其中，所述控制软件模块(107、504)能并入所述装置访问软件(105、501)中，其中，所述现场总线网络(100、500)包括多个现场装置和网关装置，以及其中，所述控制软件模块(107、504)被设计为：

-开始扫描所述现场总线网络(100、500)的现场访问装置或者预定网关装置的地址空间的扫描过程(600)，并且确定存在于所述地址空间中的网关装置和现场装置，从存在于所述现场访问装置或者所述预定网关装置的所述地址空间中的网关装置和现场装置查询装置规格，并且在所述装置访问软件中对存在于所述地址空间中的网关装置和现场装置的合适的驱动器进行实例化，

-针对每个所找到的网关装置，开始扫描由所找到的网关装置提供的附加地址空间的附加扫描过程(601、603)，并且确定存在于所述附加地址空间中的其他网关装置和现场装置，从存在于所述附加地址空间中的附加网关装置和附加现场装置查询装置规格，并且在所述装置访问软件中对存在于所述附加地址空间中的附加网关装置和现场装置的合适的驱动器进行实例化，

-针对每个进一步找到的网关装置，重复上一个过程，直到存在于在所述现场访问装置或者所述预定网关装置下方的区域中的所述现场总线网络(100、500)中的所有网关装置被找到为止，或者直到满足中断条件为止，

其中，对合适的驱动器进行实例化包括，针对被找到的网关装置和现场装置中的每一个：

-将至少一个可用装置驱动器与针对相应的网关装置或现场装置的查询到的装置规格进行比较，

-在所述装置驱动器与针对相应的网关装置或现场装置的查询到的装置规格之间存在关于硬件、软件或协议版本的差异的情况下，基于在所述驱动器与针对相应的网关装置或现场装置的查询到的装置之间关于硬件、软件或协议版本的差异，确定所述装置驱动器的质量值，

-在驱动器的质量值高于预定极限值的情况下，自动实例化装置驱动器并将装置驱动器集成到框架应用中。

15.一种包括装置访问软件(105、501)的设备，所述装置访问软件(105、501)被设计为访问现场总线网络(100、500)的装置，

其中，所述装置访问软件(105、501)包括根据权利要求14所述的控制软件模块(107、504)。

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