CN111095874A - 用于将数据从现场总线网络传输到云的数据结构 - Google Patents

用于将数据从现场总线网络传输到云的数据结构 Download PDF

Info

Publication number
CN111095874A
CN111095874A CN201880060230.3A CN201880060230A CN111095874A CN 111095874 A CN111095874 A CN 111095874A CN 201880060230 A CN201880060230 A CN 201880060230A CN 111095874 A CN111095874 A CN 111095874A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
cloud
class
data object
fieldbus network
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880060230.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111095874B (zh
Inventor
迈克尔·迈尔
阿克塞尔·波施曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Process Solutions AG
Original Assignee
Endress and Hauser Process Solutions AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Process Solutions AG filed Critical Endress and Hauser Process Solutions AG
Publication of CN111095874A publication Critical patent/CN111095874A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111095874B publication Critical patent/CN111095874B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40052—High-speed IEEE 1394 serial bus
    • H04L12/40091—Bus bridging
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40169—Flexible bus arrangements
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
    • G06F16/903—Querying
    • G06F16/9035—Filtering based on additional data, e.g. user or group profiles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803—Home automation networks
    • H04L12/2807—Exchanging configuration information on appliance services in a home automation network
    • H04L12/2812—Exchanging configuration information on appliance services in a home automation network describing content present in a home automation network, e.g. audio video content
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803—Home automation networks
    • H04L12/2823—Reporting information sensed by appliance or service execution status of appliance services in a home automation network
    • H04L12/2825—Reporting to a device located outside the home and the home network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803—Home automation networks
    • H04L12/283—Processing of data at an internetworking point of a home automation network
    • H04L12/2834—Switching of information between an external network and a home network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/02—Standardisation; Integration
    • H04L41/0233—Object-oriented techniques, for representation of network management data, e.g. common object request broker architecture [CORBA]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/085—Retrieval of network configuration; Tracking network configuration history
    • H04L41/0853—Retrieval of network configuration; Tracking network configuration history by actively collecting configuration information or by backing up configuration information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H04L67/125—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks involving control of end-device applications over a network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/2866—Architectures; Arrangements
    • H04L67/30—Profiles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31135—Fieldbus
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/4026—Bus for use in automation systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer And Data Communications (AREA)
  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明涉及一种现场总线网络，其具有至少一个设备(7)以及连接装置(14)，其中，该连接装置(14)被设计用于将数据从现场总线网络传输到云(13)中。在至少一个设备(7)中安装的是派生的类(17)，该派生的类从特定的基类(15)派生，其中，基属性(16)由特定的基类(15)建立，而设备特定的附加属性(19)由派生的类(17)建立，其中至少一个设备(7)被设计为，基于派生的类，产生用于将数据传输到云(13)的数据对象(20)。连接装置(14)被设计为从相关的设备(7)接收数据对象(20)，以将包含在数据对象(20)中的数据的至少一部分数据(23、24)转换为云(13)的接口的格式，并将数据(23、24)写入云(13)。

Description

用于将数据从现场总线网络传输到云的数据结构
技术领域
本发明涉及一种现场总线网络，涉及一种用于现场总线网络的现场设备以及用于现场总线网络的连接装置，其中该连接装置被设计为将数据从现场总线网络传输到云中。此外，本发明涉及一种用于将数据从现场总线网络写入云的方法。
背景技术
在自动化技术中，经常使用现场设备，其用于记录和/或影响过程变量。这种现场设备的示例是料位测量设备、质量流量测量设备、压力和温度测量设备等，它们作为传感器记录相应的过程变量、料位、流量、压力和温度。
为了对发生在现场总线系统内的数据进行记录、文件编制和后期评估，可以向现场总线系统或现场总线系统的各个现场设备提供对云的访问。这样，可以将现场设备的选定参数以及例如用于监视设备状态的数据写入云中。在这种情况下，还可以按固定的时间间隔查询现场设备的各个参数，并将其写入云中。
发明内容
本发明的目的是简化从现场总线网络的设备到连接装置以及从那里进一步到云的数据传输。
该目的通过权利要求1、16、17和18所述的特征来实现。
在从属权利要求中阐述了本发明的有利的改进方案。
与本发明的实施例的形式相对应的现场总线网络包括设备和连接装置，该连接装置被设计为将数据从现场总线网络传输到云中。安装在设备中的是派生的类，派生的类是从预定的头类派生的，其中头属性由预定的头类建立，并且附加属性可以由派生的类参考设备而建立，其中，设备被设计为，基于派生的类，产生用于将数据传输到云的数据对象。连接装置被设计为从设备接收数据对象，以将包含在数据对象中的数据的至少一部分转换为云的接口的格式，并将数据写入云中。
预定的头类为从现场总线系统的各种设备到连接装置的数据传输提供了统一的数据结构。在头类中尤其预定的是用于数据传输的头属性，该头属性可以包括例如设备标识数据，诸如例如设备的制造商和序列号。从此预定的头类派生的是派生的类，然后将其安装在各种设备中。由于派生的类是从头类派生的，因此它们包括头类中固定的头属性。另外，派生的类可以包括设备可特定确定的附加属性。例如，具有为特定设备或设备类型做出的附加属性的选择的派生的类被安装在特定设备中并且用于产生设备特别确定的数据对象，该数据对象包括头类的头属性以及在派生的类中建立的附加属性两者。由于附加属性，例如可以为设备提供特定的参数选择，这些参数的值将在数据对象中被传输。在设备处，数据对象所需的数据被读出并嵌入到数据对象中，然后将其从设备传输到连接装置。连接装置被设计为将从设备获得的数据转换为云的格式，并将转换后的数据写入云。
由于从共享的头类派生了派生的类以及数据对象，因此实现了从现场总线网络的各个设备到连接装置的数据传输的统一。尤其地，可以通过适当地定义头类来实现在每个数据对象中将头属性传递给连接装置，该头属性可以包括例如设备标识数据，诸如制造商和序列号。这样，连接装置可以将数据对象与不同的设备相关联。因此，尽管是统一的，但仍然提供了机会，以通过附加属性来设置，将被从设备写入云中的那些设备特有的和灵活性的数据和参数。这样，用户有机会分别为每个设备建立应该记录哪些参数。以这种方式，可以考虑不同的要求，例如质量监视的要求或监视设备健康(资产健康)的要求。
数据结构的另一个优点提供了，数据的检索和编辑在很大程度上从连接装置转移到了设备上。在先前的解决方案的情况下，要求连接装置具有适用于多种设备类型的特定于设备的信息，例如，有关序列号和制造商名称存储在设备的哪个地址，以及相关参数存储在设备的哪个地址的信息。因此，在现有技术的解决方案的情况下，需要在连接装置中提供大量设备专用信息，尤其是有关各个设备类型的寻址和地址空间占用的信息。在本发明的数据结构的情况下，特定设备基于派生的类产生数据对象。因此，设备，特别是设备的操作软件，负责从设备的各个地址中读出要在数据对象中传输的数据，例如设备标识数据和参数值，并将其写入数据对象。因此，下载和编译所需信息的工作大部分由特定设备承担。例如，连接装置仅负责将包含在传入数据对象中的数据转换为对于云适合于接口的格式。不再需要先前在连接装置中提供的设备特定信息。因此，例如，与先前的情况相比，连接装置可以被显着地缩小。在连接装置中尤其没有必要更新和维护与各个设备的寻址和地址空间占用有关的设备特定信息。
优选地，考虑到头类预定的结构，连接装置被设计为接收各种设备的数据对象，并将包含在数据对象中的数据的至少一部分转换为云的接口的格式。优选地，连接装置具有关于数据对象的构造和结构的信息。该信息例如是从预定的头类派生的。
优选地，头属性包括用于将数据从现场总线网络传输到云中的元数据和控制数据的至少一者。借助于该元数据和/或控制数据，例如，可以建立用于将数据从设备传输到云中的模态。因此，例如，可以在元数据和/或控制数据的协助下，建立将分离数据从设备传输到连接装置并从那里进一步传输到云中的频率和时间。
对应于本发明实施例的形式，安装在用于现场总线网络的现场设备中的是派生的类，该派生的类是从预定的头类派生的，其中头属性由头类建立和现场设备的附加设备特定属性由派生的类建立。基于派生的类设计现场设备以产生和提供数据对象，其中该数据对象可传输到现场总线网络的连接装置，并且包含在该数据对象中的数据的至少一部分通过连接装置可写入到云中。
与本发明的实施例的形式相对应的用于现场总线网络的连接装置被设计为将数据从现场总线网络传输到云中。连接装置被设计为从现场总线网络的至少一个设备接收数据对象，其中该数据对象是基于安装在各个设备中的派生的类而产生的，其中派生的类是从预定的头类派生的。连接装置被设计为将包含在数据对象中的数据的至少一部分转换为云的接口的格式，并将数据写入云中。
对应于本发明的实施例的形式的方法用于将来自现场总线网络的数据写入云中。现场总线网络包括至少一个设备，其中派生的类安装在至少一个设备中，其中派生的类是从头类派生的，其中头属性由头类建立，附加设备特定属性由派生的类建立。此外，现场总线网络包括连接装置，该连接装置被设计为将数据从现场总线网络写入云中。该方法包括在设备中基于派生的类产生数据对象，其中该数据对象包括头属性和附加属性。该方法还包括将数据对象从设备传输到连接装置。此外，该方法包括在连接装置中将数据对象的数据的至少一部分转换为云的接口的格式，并将数据写入云。
附图说明
现在将基于在附图中示出的实施例的示例来更详细地解释本发明，附图如下所示：
图1是具有用于将数据传输到云的连接设备的现场总线网络的结构；
图2是用于产生数据对象的数据结构，其将要被从现场总线网络的现场设备，网关设备和其他设备写入云的数据传输到连接设备；以及
图3是在现场设备、连接设备和云之间的数据传输的流程。
具体实施方式
图1示出了现场总线系统，其包括多个网关设备和现场设备。连接到现场总线1的是现场访问设备2，其经由以太网连接3与主机4连接。主机4例如可以具有带有用于参数化和配置网关设备和现场设备的驱动器的框架应用程序。在图1所示的示例的情况下，存在连接到现场总线1的网关设备5，该网关设备5经由附加的现场总线6与两个现场设备7、8连接。此外，连接到现场总线1的是另一网关设备9，其经由附加的现场总线10与现场设备11和12连接。在图1所示的现场总线系统的情况下，提供了将所选数据从现场总线系统写入云13中。为此，存在连接到现场总线1的连接设备14，该连接设备14被设计为处理与云13的通信。尤其地，连接设备14被设计为将来自现场总线系统的所选数据写入云13中。云13中的数据存储区域可以例如用于提供生产运行的质量文档，并以此方式使能够进行质量检查。此外，云13中的数据存储区域可以用于例如创建数据库，以用于数据的后续技术或操作评估。
为了能够将出现在现场设备、网关设备和其他设备中的数据写入云13，要求连接设备14从各个设备中检索设备标识数据，诸如例如制造商和序列号以及所需的参数值。将与该设备标识数据相对应的设备中出现的数据写入云13的关联条目中。为了调用此信息，以前要求针对不同的现场设备类型和网关类型在连接设备14中保留大量的特定于设备的信息，以便能够查询所需要的数据。尤其地，对于每个设备，在连接设备14中必须存在与设备的地址空间占用特别是设备标识数据的地址有关的设备特定信息。在用于多个当前现场设备和网关设备的连接设备14中保持并且尤其是维护和更新该设备特定信息需要大量的努力。
图2中示出了类的结构以及由此产生的数据对象，其用于统一并由此简化从现场总线系统的现场设备、网关设备和其他设备到连接设备14的数据传输。作为示例，图2中示出了从现场设备7到连接设备14的数据传输，其中数据传输是通过为此目的而建立的数据对象来进行的。此外，来自其他现场设备、网关设备和其他设备的数据对象可以被传输到连接设备14。
用于现场总线网络的至少一部分设备和连接设备14之间的数据传输的数据对象的基本结构通过为此目的而定义的头类15来建立。头类15包括一个或多个头属性16，这些头属性被传输到数据对象中。头属性16可以包括例如设备标识数据，例如，有关制造商、设备类型和设备序列号的信息。基于该设备标识数据，连接设备14可以将新条目插入到云13中，或者标识云13中已经存在的条目。然后，连接设备14将包含在数据对象中的数据写入该条目。
此外，头属性16可以包含用于设备的当前状态的数据，例如，与根据NAMUR推荐指示的设备状态有关的数据。此外，在头类15中预定的头属性16可以包括用于将数据对象从现场设备、网关设备和其他设备传输到连接设备14的元数据和/或控制数据。例如，其可以借助于控制和/或元数据来建立，在哪个时间间隔中数据对象将从现场设备和网关设备传输到连接设备14。此外，通过控制和/或元数据，可以建立例如，在哪个时间间隔中，哪个参数值将从连接设备14被写入云13中。此外，控制和/或元数据可以包含例如用于从现场设备或网关设备到连接设备14传输的数据的语法的数据。
从先前为所有设备或现场总线网络的设备类型建立的该头类15，可以派生派生的类，然后可以将其安装在现场总线系统的不同现场设备、网关设备和其他设备中。在图2所示的示例中，在现场设备7中安装了派生的类17，该派生的类17是从头类15派生的。在这种情况下，根据面向对象编程的原理，例如，可以发生从头类15派生派生的类，使得派生的类继承头类15的头属性16。头类15和派生的类17之间的继承在图2中用箭头18表示。因此，安装在现场设备7中的派生的类17还包括在头类15中建立的头属性16。此外，派生的类17具有附加属性19，其专门用于特定的现场设备或网关设备。
安装在现场设备7中的派生的类17用作产生数据对象20的起点，其用于在现场设备7和连接设备14之间进行数据传输。安装在现场设备7中的是操作软件21，如箭头22所示，其基于派生的类17产生数据对象20作为派生的类17的实例。数据对象20在运行期间被实例化。数据对象20包含头属性16的值23，因此例如包括诸如设备的制造商和序列号的设备标识数据。这些值23由现场设备7的操作软件21在为此提供的并放置在数据对象20中的现场设备7的地址处被读出。此外，数据对象20包含用于附加属性19的值24，其同样地由操作软件21从现场设备7的地址中读出并放置在数据对象20中。
附加属性19包括特定设备的尤其选择的参数，这些参数需要被传输到连接设备14并存储在云13中。因此，通过附加属性19，建立了参数数量，其可以由设备读出、被传输到连接设备14并被写入云13中。可以针对每个现场设备、网关设备或其他设备分别建立要存储的参数的选择。此外，可以根据设备的配置选项诸如例如“石油工业”来进行要存储的参数的选择。此外，可以将参数写入云13，例如，出于质量记录的目的，这是必需的。此外，可以存储监视特定设备的状态、诊断和功能检查所必需的参数。例如，支持心跳技术服务的现场设备、网关设备和其他设备可以经由连接设备14以预定的时间间隔将与特定设备的条件有关的数据和诊断数据写入到云13中。这样，可以记录和监视设备状态。这对于质量保证很重要。例如，可以以预定间隔将参数存储在云13中，这些参数示出了现场设备、网关设备或其他设备的适当功能。此外，例如可以以预定的间隔存储这样的参数，该参数历史上记录了现场设备的校准，以便例如能够基于存储在云13中的数据来检测校准的漂移。存储在云13中的数据适合作为评估“资产健康”，从而评估设备健康的基础。尤其地，当需要新的校准或更换设备时，其可以从存储在云13中的数据来查明。
此外，派生的类17中的附加属性19可以包含设备特定设置的控制和/或元数据，其例如，设备特定地建立模态，根据该模态将数据对象中的所选参数写入云13中。例如，设备特定地设置的控制和/或元数据的设备可以给出在哪个时间间隔内哪些参数将由现场总线网络的设备读出，在数据对象20中被传输到连接设备14并被写入云13中。在这种情况下，例如可以将图14中所示的数据存储到云13中。在这种情况下，例如，还可以针对不同的参数或不同的参数组分别建立在云13中的存储的模态，尤其是存储过程的时间顺序。
在图2所示的解决方案的情况下，现场设备7的操作软件21负责如由派生类17预定地，从为此数据提供的并且将如此获得的值23、24写入数据对象20中的现场设备7的地址中读出头属性16以及附加属性19。因此，不再需要在连接设备14中保存关于地址空间占用的设备特定信息，尤其是经由地址的设备标识数据。当通过数据对象进行数据传输时，连接设备14也不再负责从为此提供的现场设备7的地址中检索参数值。而且，参数值由操作软件21放置在数据对象20中。
总体而言，这意味着用于保持和维护与不同制造商的不同现场设备和网关设备有关的设备特定信息的连接设备14的职责大大减少。尤其地，针对检索设备标识数据不再需要将与现场设备、网关设备和其他设备的地址和地址空间占用有关的详细信息保存在连接设备14中。而是，在图2所示的解决方案的情况下，将读出头属性的所需值以及所选择的参数值的责任转移到现场设备7的操作软件21，操作软件知道现场设备7的地址空间占用。由于现场设备的操作软件21，诸如例如制造商和序列号的设备属性，但是还有例如关于设备类型或设备状态的数据可以从为此提供的现场设备7的地址空间的地址中读出。此外，操作软件21负责从适当的地址中读出由附加属性19预定的参数值，并将其写入数据对象20中。因此，总体上，设备特定过程通过图2中所示的数据结构而被从连接设备14移开并且移至特定的现场设备、网关设备或其他设备。
如箭头25所示，将在现场设备7中创建的数据对象20从现场设备7传输到连接设备14。连接设备14被设计为从传输的数据对象20中读出头属性的值23，以及数据对象20中的附加属性的值24，并将其转换为适合于至云13的接口的格式。对于访问数据对象20，连接设备14如从头类15的定义并且尤其是头属性16的定义获得的，例如知道数据对象20的结构。例如，可以从头类15的定义中得出有关数据对象20的结构的信息，这在图2中由虚线箭头26表示。连接设备14能够通过该信息来具体地访问例如在数据对象20中传输的头属性16和附加属性19。
基于在头属性16中传输的设备标识数据，连接设备14可以查询云13，在云13中是否已经存在针对该设备标识数据的条目。因此，从云13向连接设备14传输响应，无论是否已经存在针对该设备标识数据的条目。在已经存在条目的情况下，可以将在数据对象20中传输的参数值写入已经存在的条目中。在云13中仍然没有针对设备标识数据的条目的情况下，连接设备14可以重新插入相应的条目，并将在数据对象20中传输的参数值写入该新插入的条目。在连接设备14和云13之间的数据交换在图2中由双箭头27示出。为了将数据写入云13，连接设备14被设计为从数据对象20中读出相应的值并将其转换为到云13的特定接口的格式。该接口可以是云13的API(应用程序编程接口)，利用其例如，可以联系由云13提供的Web服务。数据可以例如作为“密钥/值对”，因此作为数据密钥和数据值的数据对被写入云13中。在这种情况下，连接设备14仅被实施为将包含在数据对象20中的数据转换成适合于到云13的接口的格式。对从各个现场设备和网关获得的数据的含义的更深刻理解是，在这种情况下，在连接设备14中是不需要的。例如，连接设备14仅被设计为将根据预定规则在数据对象20中传输的值23、24转换为适合云13的格式，并将结果写入云13中。这也有助于能够将连接设备14设计为比先前解决方案的情况中更小、更不复杂。然而，连接设备14可以被设计为例如向至少一些数据密钥和数据值对添加附加标签，其包含关于所存储数据的含义的简短说明，以便以此方式促进稍后评估存储在云13中的数据。
在数据对象20中传输的一个或多个数据需要定期将值存储在云13中的情况下，将数据对象20以预定的时间间隔从现场设备7传输到连接设备14。数据对象20中包含的数据通过连接设备14转换为相应的数据元组并写入云13中。这样，例如，可以基于存储在云中13的数据跟踪参数的时间发展。
但是，现场总线网络中经常有一个或多个旧设备，它们不能执行图2所示的数据传输方案。在这种旧设备上，无法安装派生于头类15的派生的类。这样的旧设备也不是为了提供数据对象以将数据传输到云而设计的。为了也能够从这些旧设备中检索数据并将其写入云，创建了数据映射规范。这些数据映射规范建立了连接设备14从中读出旧设备数据的地址，以及如何将所读出的数据转换为云的格式。例如，可以将多个不同的旧设备的这种数据映射规范存储在连接设备14中。但是，这意味着必须照顾并更新连接设备14中的这种设备特定的内容。替代于此，可以将多个不同的旧设备的数据映射规范存储在云13中。当连接设备14检测到现场总线网络中的旧设备时，连接设备14向云13查询是否适合于此旧设备的数据映射规范存在于云13中。在云13中存在合适的数据映射规范的情况下，将数据映射规范从云13下载到连接设备14。对应于该数据映射规范，出连接设备14将数据从旧设备读出。在这种情况下，数据映射规范提供例如旧设备的地址信息，并告知要在哪个旧设备的地址读出数据。然后，从旧设备中读出的数据由连接设备14转换为至云13的接口的格式，并写入云13中。因此，通过预定义的数据映射规范的辅助，数据也可以通过连接设备14从旧设备下载并写入云13中。
图3示出了在现场设备7、连接设备14和云13之间的数据传输的流程。首先，在步骤28中，连接设备14将消息传输到现场设备7，以便检索数据对象20。随后在步骤29中，将数据对象20从现场设备7传输到连接设备14。连接设备14从数据对象20读取设备标识数据，标识数据诸如例如现场设备7的制造商和序列号并且在步骤30中向云13发送是否已存在该设备的条目的查询。根据在步骤31中从云13传输到连接设备14的云13的响应，连接设备14了解是否可以将包含在数据对象20中的数据写入到该现场设备7已经存在的条目中，或者是否应为现场设备7创建新条目。在云13中尚不存在条目的情况下，在步骤32中，用虚线显示，连接设备14在云13中为现场设备7安装新条目。
因此，连接设备14访问在数据对象20中传输的数据值，其中，连接设备14优选地已经知道数据对象20的结构。从数据对象20读出的数据值由连接设备14，在步骤33中，转换为适合于到云13的接口的格式。在这种情况下，数据可以例如以数据对或数据元组的形式从连接设备14传输到云13。每对或每个元组包括密钥和数据值。另外，连接设备14可以被实施为添加到也存储在云13中的条目中的数据对、数据元组、标签，并且有助于识别所存储的数据。在步骤34中，将根据云13的接口定义被格式化的数据写入属于现场设备7的云13的条目中。
在数据对象20中建立要定期将包含在数据对象20中的一个或多个参数记录并写入云13中的情况下，必须以固定的时间间隔将数据对象从现场设备7传输到连接设备14中。在图3所示的示例的情况下，在经过预定时间跨度之后，在步骤35，将现场设备7的另一数据对象传输到连接设备14。在步骤36，包含在该数据对象中的参数值被转换为云13的接口的格式，并在步骤37中被写入云13中。随着时间的流逝，可以在预定的时间间隔中将其他数据对象从现场设备7传输到连接设备14，并由连接设备14写入云13中。
存储在云13中的数据可以例如用于记录生产运行，以便以此方式能够在以后的时间点上证明生产中满足最低质量要求。此外，存储在云13中的数据可以用作更广泛的分析和数据评估的基础。为了对数据进行评估，例如，可以使用其中安装了相应的评估或分析软件的计算机经由互联网访问云13，以便检索和评估存储在那里的数据的至少一部分。对此的替代，可以经由用户登录到的Web应用进行对云13中存储的数据的评估，以便随后通过Web应用对云13中存储的数据进行评估。另一选项是将用于数据评估和数据分析的软件集成到单独的第二云中，并设计第二云，以便该第二云可以检索和评估存储在第一云13中的数据。

Claims (18)

1.一种现场总线网络，包括：
-设备(2、5、7、8、9、11、12)，以及
-连接装置(14)，所述连接装置被设计为将数据从所述现场总线网络传输到云(13)中，
其特征在于：
-安装在所述设备(2、5、7、8、9、11、12)中的是派生的类(17)，所述派生的类是从预定的头类(15)派生的，其中由所述预定的头类(15)建立头属性(16)并且附加属性(19)能够由派生的类(17)参考所述设备来建立，其中，所述设备被设计为，基于所述派生的类(17)，以产生用于将所述数据传输到所述云(13)的数据对象(20)，
-其中，所述连接装置(14)被设计为从所述设备(2、5、7、8、9、11、12)接收所述数据对象(20)，以将包含在所述数据对象(20)中的所述数据的至少一部分转换成所述云(13)的接口的格式，并将所述数据写入所述云(13)中。
2.根据权利要求1所述的现场总线网络，其特征在于，所述连接装置被设计为从所述设备接收所述数据对象，并考虑到由所述头类所预定的结构，将所述数据对象中包含的所述数据的至少一部分转换为所述云的接口的格式。
3.根据权利要求1或2所述的现场总线网络，其特征在于，所述派生的类从所述头类中继承在所述头类中建立的头属性。
4.根据权利要求1至3中一项所述的现场总线网络，其特征在于以下至少之一：
-所述头属性包括所述设备的设备标识数据；
-所述头属性包括有关所述设备的制造商和序列号的信息；
-所述头属性包括所述设备的状态数据；
-所述头属性包括所述设备的NAMUR数据；
-所述附加属性建立要写入所述云中的所述设备的参数；
-所述附加属性包括用于所述现场设备的监视条件、诊断和功能检查中的至少一项的参数；
-所述附加属性包括所述设备的定期记录的参数。
5.根据权利要求1至4中一项所述的现场总线网络，其特征在于以下至少之一：
-能够自由地确定通过所述附加属性在所述数据对象中建立的所述设备的参数选择；
-根据所述设备和所述设备的配置选项能够选择通过所述附加属性在所述数据对象中建立的所述设备的参数选择。
6.根据权利要求1至5中一项所述的现场总线网络，其特征在于，所述连接装置被设计为基于包含在所述头属性中的所述设备的设备标识数据从所述设备检索数据对象，以将数据记录插入到所述云中，或识别现有数据记录，并将包含在所述数据对象中的所述数据的至少一部分写入与所述设备标识数据匹配的所述云中的所述数据记录中。
7.根据权利要求1至6中一项所述的现场总线网络，其特征在于，所述设备包括以下至少之一：现场设备、网关设备、现场访问设备。
8.根据权利要求1至7中一项所述的现场总线网络，其特征在于，所述头属性包括用于将数据从所述现场总线网络传输到所述云中的元数据和控制数据中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的现场总线网络，其特征在于，由元数据和/或控制数据能够确定，在哪些时间间隔中，所述设备的数据对象将被传输到所述连接装置。
10.根据权利要求1至9中一项所述的现场总线网络，其特征在于，所述数据对象包括针对一个或多个附加属性的，指示将在哪些时间间隔中从所述设备查询附加属性的信息。
11.根据权利要求1至10中一项所述的现场总线网络，其特征在于以下至少之一：
-所述云的接口被实现为符合Web服务标准；
-所述连接装置被设计为将包含在所述数据对象中的数据作为密钥和值对写入所述云中；
-所述连接装置被设计为向包含在所述数据对象中的所述数据的至少一部分提供标签，并将诸如数据密钥和值与所述标签一起写入所述云中。
12.根据权利要求1至11中一项所述的现场总线网络，其特征在于，所述连接装置被设计为从至少一个旧设备检索数据，在所述旧设备中没有安装从所述预定头类派生的类并且其不被设计为用于提供与至少一个预定义的数据映射规范相对应的用于将数据传输到云的数据对象并将检索到的数据转换为所述云的接口的格式。
13.根据权利要求1至12中一项所述的现场总线网络，其特征在于，用于旧设备的多个预定义的数据映射规范被存储在所述云中，其中，数据映射规范预定如何从所述旧设备检索数据以及如何将其转换为所述云的接口的格式。
14.根据权利要求1至13中一项所述的现场总线网络，其特征在于，所述连接装置被设计为在检测到旧设备之后，针对适合于所述旧设备的数据映射规范执行所述云的查询，并且在这种用于所述旧设备的数据映射规范存在于所述云中的情况下，从所述云下载适合于所述旧设备的数据映射规范。
15.根据权利要求1至14中一项所述的现场总线网络，其特征在于以下至少之一：
-所述云中的参数值经由Web应用能够访问和能够评估；
-所述云中的参数值经由第二云能够访问和能够评估；
-所述云中的参数值使用计算机经由互联网能够访问和能够评估。
16.一种用于现场总线网络的现场设备(7、8、11、12)，其中，在所述现场设备(7、8、11、12)中安装有派生的类(17)，所述派生的类是从预定头类(15)派生的，其中头属性(16)由所述头类(15)建立，并且所述现场设备的附加特定属性(19)由所述派生的类(17)建立，
其中，所述现场设备(7、8、11、12)被设计为，基于所述派生的类(17)，以产生并提供数据对象(20)，其中，所述数据对象(20)是能够传输到现场总线网络的连接装置(14)，并且包含在所述数据对象(20)中的数据的至少一部分通过所述连接装置(14)能够写入云(13)中。
17.一种用于现场总线网络并且被设计为将数据从所述现场总线网络传输到云(13)中的连接装置(14)，
其特征在于：
-所述连接装置(14)被设计为从所述现场总线网络的至少一个设备(2、5、7、8、9、11、12)接收数据对象(20)，其中所述数据对象(20)是基于安装在所述设备(2、5、7、8、9、11、12)中的派生的类(17)产生的，其中所述派生的类(17)从预定的头类(15)派生，以及
-所述连接装置(14)被设计为将包含在所述数据对象(20)中的所述数据的至少一部分转换为所述云(13)的接口的格式，并将所述数据写入所述云(13)中。
18.一种用于将数据从现场总线网络写入云(13)中的方法，其中，所述现场总线网络包括：
-至少一个设备(2、5、7、8、9、11、12)，其中，派生的类(17)被安装在所述设备(2、5、7、8、9、11、12)的至少一个中，其中所述派生的类(17)从头类(15)派生，其中头属性(16)由所述头类(15)建立，并且附加设备特定属性(19)由所述派生的类(17)建立，以及
-连接装置(14)，所述连接装置被设计为将数据从所述现场总线网络写入所述云(13)中，
其中，所述方法包括以下步骤：
-在设备(2、5、7、8、9、11、12)中，基于所述派生的类(17)，产生数据对象(20)，其中所述数据对象(20)包括头属性(16)和附加属性(19)，
-将所述数据对象(20)从所述设备(2、5、7、8、9、11、12)传输到所述连接装置(14)，
-在所述连接装置(14)中将所述数据对象(20)的所述数据的至少一部分转换成所述云(13)的接口的格式，并且
-将所述数据写入所述云(13)中。
CN201880060230.3A 2017-09-28 2018-08-21 用于将数据从现场总线网络传输到云的数据结构 Active CN111095874B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017122621.4 2017-09-28
DE102017122621.4A DE102017122621A1 (de) 2017-09-28 2017-09-28 Datenstruktur für die Übermittlung von Daten aus einem Feldbusnetzwerk in eine Cloud
PCT/EP2018/072522 WO2019063202A1 (de) 2017-09-28 2018-08-21 Datenstruktur für die übermittilung von daten aus einem feldbusnetzwerk in eine cloud

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111095874A true CN111095874A (zh) 2020-05-01
CN111095874B CN111095874B (zh) 2022-03-01

Family

ID=63312015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880060230.3A Active CN111095874B (zh) 2017-09-28 2018-08-21 用于将数据从现场总线网络传输到云的数据结构

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11159340B2 (zh)
EP (1) EP3688937B1 (zh)
CN (1) CN111095874B (zh)
DE (1) DE102017122621A1 (zh)
WO (1) WO2019063202A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019204585A1 (de) * 2019-04-01 2020-10-01 Wago Verwaltungsgesellschaft Mbh Generierung und Verteilung von Konfigurations-Datenstrukturen für Steuerungssysteme
EP3798754A1 (de) * 2019-09-27 2021-03-31 Siemens Schweiz AG Verfahren zum automatischen anmelden eines benutzers an einem feldgerät und automationssystem
DE102020119605A1 (de) 2020-07-24 2022-01-27 Ifm Electronic Gmbh Verfahren zum Remote Support eines Netzwerks der Automatisierungstechnik mit einem Edge-Gateway

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1570910A (zh) * 2003-07-11 2005-01-26 北京直真节点技术开发有限公司 一种通用对象建模方法及通用对象管理系统
CN101739304A (zh) * 2008-11-12 2010-06-16 Vega格里沙贝两合公司 用于测量设备的设备描述的产生
US20120303832A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-29 Raschke Steve Achieving a uniform device abstraction layer
CN103314554A (zh) * 2010-12-09 2013-09-18 施耐德电气美国股份有限公司 用于选项模块的动态主机配置文件
CN104361457A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 国家电网公司 配电网生产检修管理的信息建模方法、交互系统及方法
CN105824296A (zh) * 2015-01-26 2016-08-03 费希尔-罗斯蒙特系统公司 调试大数据所支持的过程控制系统中的现场设备
CN105991765A (zh) * 2015-03-16 2016-10-05 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 将工业自动化工厂备份在云中
WO2017002019A1 (en) * 2015-06-29 2017-01-05 Abb Schweiz Ag Method and system to increase processing capability of field devices in an industrial control system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3208674A1 (de) * 2016-02-19 2017-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Netzwerksystem und verfahren zur datenübertragung in einem netzwerksystem
DE102016120972A1 (de) * 2016-11-03 2018-05-03 Endress+Hauser Process Solutions Ag Bereitstellung von Informationen zu Zusatzfunktionalitäten von Feldbuskomponenten
ES2894243T3 (es) * 2016-12-08 2022-02-14 Siemens Schweiz Ag Método, servicio web de comunicación, servidor web y cliente para proporcionar servicio de comunicación en red entre dispositivos IP a través del Internet

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1570910A (zh) * 2003-07-11 2005-01-26 北京直真节点技术开发有限公司 一种通用对象建模方法及通用对象管理系统
CN101739304A (zh) * 2008-11-12 2010-06-16 Vega格里沙贝两合公司 用于测量设备的设备描述的产生
CN103314554A (zh) * 2010-12-09 2013-09-18 施耐德电气美国股份有限公司 用于选项模块的动态主机配置文件
US20120303832A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-29 Raschke Steve Achieving a uniform device abstraction layer
CN104361457A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 国家电网公司 配电网生产检修管理的信息建模方法、交互系统及方法
CN105824296A (zh) * 2015-01-26 2016-08-03 费希尔-罗斯蒙特系统公司 调试大数据所支持的过程控制系统中的现场设备
CN105991765A (zh) * 2015-03-16 2016-10-05 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 将工业自动化工厂备份在云中
WO2017002019A1 (en) * 2015-06-29 2017-01-05 Abb Schweiz Ag Method and system to increase processing capability of field devices in an industrial control system

Also Published As

Publication number Publication date
US11159340B2 (en) 2021-10-26
EP3688937B1 (de) 2021-09-29
DE102017122621A1 (de) 2019-03-28
US20200252236A1 (en) 2020-08-06
WO2019063202A1 (de) 2019-04-04
CN111095874B (zh) 2022-03-01
EP3688937A1 (de) 2020-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111095874B (zh) 用于将数据从现场总线网络传输到云的数据结构
CN102298365B (zh) 自动识别管理航天测控地面站设备变化的方法
US6330517B1 (en) Interface for managing process
US7865907B2 (en) Method and apparatus for providing automatic software updates
CN107003651B (zh) 自动化系统的控制装置
GB2484008B (en) Methods and apparatus to manage process data
US8745278B2 (en) Field device with self description
CN104932480A (zh) 汽车诊断系统设计方法和装置
CN110515366A (zh) 一种故障诊断方法及装置
US6725288B2 (en) System for transmitting data between a device data area and a variable data area of a memory according to a memory map based on an identifying data of a device detected
US20100174833A1 (en) Method and Apparatus for Identifying a Device Handle in a Computer System
CN111727410B (zh) 智能建筑装置的发现和控制
CN110989555A (zh) 车辆诊断报警的方法、装置及系统
US9686131B2 (en) System, gateway, and method for automatic setting configuration by learning commands
CA3005755A1 (en) Electronic medical record integration
US20090248384A1 (en) Process control system in an automation installation
CN112751698A (zh) 设备管理方法、装置、系统、设备及存储介质
KR100631761B1 (ko) 가상의 ｓｄｒ을 이용한 관리 시스템 및 그 방법
US11586182B2 (en) System and device to automatically identify data tags within a data stream
CN107430391B (zh) 管理系统
CN112579682B (zh) 数据模型变更的通知方法、装置、电子设备及存储介质
TWI511495B (zh) 用於感測器網路之資料整合裝置
US7673290B1 (en) Computer implemented configuration of a management module
CN106991560B (zh) 用于资产健康监测装置的内部通信
CN113706739B (zh) 远程故障诊断处理方法、平台及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant