DE102004014234A1 - Communications method for communicating between a field device (FD) and an operating application temporarily linked to the FD for exchanging data operates a control device - Google Patents

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Abstract

A field device (FD) (2) links to a communications network via an applications computer (AC) (1) that responds to a request from an operating application (3). A Web service (10) and a software program (SP) (11) are loaded and run on the AC. The SP is specific to the FD and a control mechanism acts for the FD that can be made to respond via the AC.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einer Bedienapplikation und einem Feldgerät im industriellen Umfeld verfahrens- und energietechnischer Anlagen.The The invention relates to a method for communication between a Operator application and a field device in an industrial environment procedural and energy-technical installations.

Derartige Feldgeräte sind Bestandteil eines Regelkreises und stehen in kommunikativer Verbindung mit einer zentralen Steuer- und Regeleinrichtung. Die Feldgeräte sind vor-ort- und fernbedienbar zum Zwecke der Konfiguration, Parametrierung und/oder Diagnose.such field devices are part of a control loop and are more communicative Connection to a central control and regulating device. The field devices are on-site and remote controllable for the purpose of configuration, parameterization and / or Diagnosis.

Zur Vor-Ort-Bedienung ist es üblich, eine tragbare Bedieneinrichtung an das Feldgerät anzuschalten. Bei drahtgebundener Kommunikation zwischen dem Feldgerät und der zentralen Steuer- und Regeleinrichtung wird die tragbare Bedieneinrichtung an die Verbindungsleitung zwischen dem Feldgerät und der zentralen Steuer- und Regeleinrichtung geschaltet. Bei drahtloser Kommunikation zwischen dem Feldgerät und der zentralen Steuer- und Regeleinrichtung sind das Feldgerät und die tragbare Bedieneinrichtung jeweils mit einer Infrarot-Kommunikationsschnittstelle ausgestattet. Die Kommunikation auf der Basis von Infrarot-Strahlung setzt jedoch "Sichtverbindung" zwischen den Kommunikationspartnern voraus und damit nur eingeschränkt einsetzbar. Darüber hinaus ist die Reichweite der Infrarot-Verbindung eng begrenzt.to On-site operation is common to turn on a portable control device to the field device. Wired Communication between the field device and the central control unit and control device, the portable operating device to the Connecting line between the field device and the central control unit and control device switched. For wireless communication between the field device and the central control and regulating device are the field device and the portable control device each with an infrared communication interface fitted. Communication based on infrared radiation however, sets "visual contact" between the communication partners ahead and therefore only limited used. About that In addition, the range of the infrared connection is very limited.

Die bekannte Fernbedienung der Feldgeräte erfolgt über geeignete Komponenten im Umfang der zentralen Steuer- und Regeleinrichtung. Die zentrale Steuer- und Regeleinrichtung ist regelmäßig rechnerbasiert, so dass für die Fernbedienung der Feldgeräte spezielle Softwareprogramme mit Benutzerschnittstellen vorgesehen sind. Dabei ist die Entfernung vom Feldgerät durch die Systemarchitektur innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage begrenzt.The known remote control of the field devices via suitable components in Scope of the central control and regulating device. The central tax and control device is regularly computer-based, so for the remote control of the field devices special software programs with user interfaces provided are. The distance from the field device is the system architecture limited within the process plant.

Aus der EP 1045 302 ist eine drahtlose Steuerung eines Feldgeräts in einem industriellen Prozess bekannt, bei dem ein mobiles Endgerät über ein zellulares Kommunikationssytem mit einem Steuerungssystem verbunden ist. Das Steuerungssystem umfasst eine interaktive Benutzerschnittstelle zur Anzeige der aktuellen sowie zur Entgegennahme von neuen Konfigurations- und Steuerinformationen der an das Steuerungssystem angeschlossenen Feldgeräte. Dabei ist zur Bereitstellung der interaktiven Benutzerschnittstelle ein Web-Server vorgesehen. Die interaktiven Benutzerschnittstelle ist eine Web-Seite oder eine Zusammenstellung mehrerer Web-Seiten.From the EP 1045 302 For example, wireless control of a field device in an industrial process is known in which a mobile terminal is connected to a control system via a cellular communication system. The control system includes an interactive user interface for displaying the current and receiving new configuration and control information of the field devices connected to the control system. In this case, a web server is provided for providing the interactive user interface. The interactive user interface is a web page or a collection of web pages.

Sowohl der Vor-Ort-Bedienung als auch der bekannten Fernbedienung der Feldgeräte haftet der Nachteil an, dass die dazu vorgesehene gerätetechnische Ausrüstung bezüglich der Funktion speziell für den Zweck der Feldgerätebedienung ausgebildet sein muss und somit an vorbestimmte Applikationen gebunden ist. Damit fehlt die Möglichkeit, Feldgerätedaten in anderen Applikationen zu verwenden.Either the on-site operation as well as the well-known remote control of field devices liable the disadvantage that the equipment provided for this purpose in terms of the Function specially for the Purpose of field device operation must be trained and thus bound to predetermined applications is. This lacks the possibility Field device data to use in other applications.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einer Bedienapplikation und einem Feldgerät anzugeben, das mit einem Web-Service die Bedienung des Feldgeräts ermöglicht.Of the The invention is therefore based on the object, a method for communication between an operator application and a field device indicate which enables the operation of the field device with a web service.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.According to the invention this Problem solved with the features of the claim.

Die Erfindung geht von einem Feldgerät aus, das über ein Kommunikationsnetz zumindest temporär mit einer Bedienapplikation zum Zwecke des Datenaustauschs verbindbar ist.The Invention is based on a field device out, over a communication network at least temporarily with a control application for the purpose of data exchange is connectable.

Erfindungsgemäß ist das Feldgerät über einen Applikationsrechner mit dem Kommunikationsnetz verbunden, der auf Aufforderung der Bedienapplikation antwortet. Dazu ist auf dem Applikationsrechner ein Web-Service und mindestens ein weiteres Softwareprogramm geladen und ausgeführt.This is according to the invention Field device over one Application computer connected to the communication network on Request of the operating application answers. This is on the application computer a web service and at least one other software program loaded and executed.

Dieses Softwareprogramm ist feldgerätespezifisch und umfaßt das Regelwerk für das Feldgerät. Hierunter werden sämtliche Bedingungen verstanden, die zum Betrieb des Feldgerätes notwendig sind. Dieses umfasst auch die möglichen Funktionalitäten des Feldgerätes sowie die Plausibilisierungen, wie die Überprüfung von Grenzwerten, da das Feldgerät gewisse Parameter nur innerhalb einer bestimmten Spanne unterstützt. Teilweise dürfen Funktionalitäten des Feldgerätes nur ausgeführt werden, wenn bestimmte Randbedingungen existieren. Die Plausibilisierungen sind in der Regel feldgerätespezifisch für jedes über den Applikationsrechner ansprechbare Feldgerät.This Software program is field device specific and includes the rules for the field device. this includes be all Understood conditions that are necessary for the operation of the field device. This also includes the possible ones functionalities of the field device and the plausibility checks, such as the verification of limit values, since the field device supports certain parameters only within a certain range. Partially allowed to functionalities of the field device only executed if certain constraints exist. The plausibility checks are usually field device specific for each over the Application computer addressable field device.

Zur Bedienung des Feldgeräts wird durch die Bedienapplikation über das Kommunikationsnetz eine Aufforderung an den Web-Service mittels eines SOAP (Simple Object Access Protocol) Aufrufs gesendet. Im weiteren wird die Aufforderung ausgeführt. Dazu wird das feldgerätespezifische Softwareprogramm gestartet. In Abhängigkeit von der Art der Aufforderung werden an die Bedienapplikation rückzusendende Daten des Feldgeräts ermittelt.to Operation of the field device becomes a through the operating application via the communication network Request to the web service by means of a SOAP (Simple Object Access Protocol). In the further the request becomes executed. This is the field device specific Software program started. Depending on the type of request be returned to the operating application data of the field device to be returned.

Die Bedienapplikation ist ein Softwareprogramm mit einer Benutzerschnittstelle zur Visualisierung von aktuellen Feldgerätedaten und zur Entgegennahme von neuen Einstellungen. Die Bedienapplikation ist unabhängig von einem Endgerät. Die Bedienapplikation ist ein beliebiges Softwareprogramm mit der Möglichkeit Web-Services aufzurufen.The operating application is a software program with a user interface for visualizing current field device data and accepting new settings. The operating application is independent of a terminal. The Operator application is any software program with the ability to call web services.

Vorteilhafterweise ist das feldgerätespezifische Softwareprogramm unabhängig von der Bedienapplikation. Bei vergleichsweise geringer Komplexität jedes einzelnen feldgerätespezifischen Softwareprogramms wird die Bedienung von Feldgeräten mit verschiedenartigen Bedienappliaktionen erreicht.advantageously, is the field device specific Software program independent from the operating application. With comparatively low complexity each individual field device specific Software program is the operation of field devices with various types Operating application actions achieved.

Zur Integration eines weiteren Feldgeräts wird ein weiteres feldgerätespezifisches Softwareprogramm auf den Applikationsrechner geladen und zur Ausführung gebracht.to Integration of another field device becomes another field device specific Software program loaded on the application computer and brought to execution.

Damit wird bei hoher Variabilität eine einfache Struktur erreicht, wodurch der Entwicklungs- und Testaufwand gesenkt und die Verfügbarkeit erhöht wird.In order to is at high variability achieved a simple structure, reducing the development and testing effort lowered and availability is increased.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Zur Verdeutlichung der Erfindung ist in der einzigen Figur eine Prinzipdarstellung der logischen und physischen Struktur eines Verfahrens zur Kommunikation zwischen einer Bedienapplikation 3 und einem Feldgerät 2 mittels eines Web-Services 10 gezeigt. Dabei ist das Feldgerät 2 an einen Applikationsrechner 1 angeschlossen. Die Bedienapplikation 3 ist über ein Kommunikationsnetz zumindest temporär mit dem Applikationsrechner 1 verbindbar.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. To illustrate the invention, in the single figure is a schematic representation of the logical and physical structure of a method for communication between a control application 3 and a field device 2 using a web service 10 shown. Here is the field device 2 to an application computer 1 connected. The operating application 3 is at least temporarily via a communication network with the application computer 1 connectable.

Auf dem Applikationsrechner 1, auf dem bestimmungsgemäß ein Web-Service 10 ausgeführt wird, ist mindestens ein feldgerätespezifisches Softwareprogramm 11 geladen. Der Applikationsrechner 1 ist so ausgebildet, dass der Web-Service 90 zur Entgegennahme von Aufforderungen geeignet ist.On the application computer 1 on which a web service is intended 10 is executed is at least one field device specific software program 11 loaded. The application computer 1 is designed to be the web service 90 is suitable for receiving requests.

Das Feldgerät 2 kann als Sensor oder Aktor ausgeführt sein. Dazu zählen insbesondere aber nicht abschließend Messumformer zur Umwandlung einer physikalischen Größe in eine elektrische Größe und Stellgeräte zur Umwandlung einer elektrischen Größe in mechanische Größe. An einen Applikationsrechner 1 sind eine Mehrzahl von Feldgeräten 2 anschließbar.The field device 2 can be designed as a sensor or actuator. This includes, but is not limited to, transducers for converting a physical quantity into an electrical quantity and actuators for converting an electrical quantity into mechanical quantities. To an application computer 1 are a plurality of field devices 2 connected.

Das feldgerätespezifische Softwareprogramm 11 umfaßt das Regelwerk für das Feldgerät 2. Hierunter werden sämtliche Bedingungen verstanden, die zum Betrieb des Feldgerätes 2 notwendig sind. Dieses umfasst auch die möglichen Funktionalitäten des Feldgerätes 2 sowie die Plausibilisierungen, wie die Überprüfung von Grenzwerten, da das Feldgerät 2 gewisse Parameter nur innerhalb einer bestimmten Spanne unterstützt. Teilweise dürfen Funktionalitäten des Feldgerätes 2 nur ausgeführt werden, wenn bestimmte Randbedingungen existieren. Die Plausibilisierungen sind in der Regel feldgerätespezifisch für jedes über den Applikationsrechner 1 ansprechbare Feldgerät 2. Für jede Art von Feldgerät 2 ist jeweils ein spezifisches Softwareprogramm 11 vorgesehen.The field device-specific software program 11 includes the rules for the field device 2 , This is understood to mean all conditions that are associated with the operation of the field device 2 necessary. This also includes the possible functionalities of the field device 2 as well as the plausibility checks, such as the checking of limit values, since the field device 2 supports certain parameters only within a certain range. Partly functionalities of the field device may 2 only be executed if certain boundary conditions exist. The plausibility checks are usually field device-specific for each via the application computer 1 addressable field device 2 , For every kind of field device 2 is a specific software program 11 intended.

Die Bedienapplikation 3 ist ein beliebiges Softwareprogramm mit der Möglichkeit Web-Services aufzurufen.The operating application 3 is any software program with the ability to call web services.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine herstellerspezifisches Assetmanagementprogramm als Bedienapplikation 3 vorgesehen, das über das Internet mit dem Applikationsrechner 1 verbunden ist.In one embodiment of the invention, a manufacturer-specific asset management program is as a user application 3 provided that over the Internet with the application computer 1 connected is.

Das Assetmanagementprogramm benötigt z.B. für eine Auswertung Diagnosedaten eines Feldgerätes. Hierzu sendet das Programm einen SOAP Anfrage an den Web-Service 10 ab.For example, the asset management program requires diagnostics data for a field device for evaluation. For this, the program sends a SOAP request to the web service 10 from.

Die Anfrage wird durch den Web-Service 10 empfangen und interpretiert. Das angesprochene Feldgerät 2 sowie die Anforderung werden identifiziert.The request is through the web service 10 received and interpreted. The addressed field device 2 as well as the requirement are identified.

Die Anforderung wird ausgeführt. Dazu wird das feldgerätespezifische Softwareprogramm 11 gestartet. Die Rückgabewerte des feldgerätespezifischen Softwareprogramms 11 werden ermittelt.The request is executed. For this purpose, the field device-specific software program 11 started. The return values of the field device-specific software program 11 are determined.

Aus den Rückgabewerten wird das SOAP Rückgabedokument erstellt und dieses an das Assetmanagementprogramm 3 zurückgeben.From the return values, the SOAP return document is created and sent to the asset management program 3 hand back.

Das Assetmanagementprogramm 3 verwendet diese Daten für die Auswertung.The asset management program 3 uses this data for the evaluation.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist als Bedienapplikation 3 ein Tabellenkalkulationspogramm wie Mircosoft Excel vorgesehen. So werden z.B. gerätespezifische Daten grafisch ausgewertet und neue Eingabewerte dem Gerät gesendet.In a second embodiment of the invention is as a control application 3 a spreadsheet program like Mircosoft Excel is provided. For example, device-specific data is evaluated graphically and new input values are sent to the device.

Vorteilhafterweise ist das Szenario für alle Ausführungsformen identisch.advantageously, is the scenario for all embodiments identical.

11
Applikationsrechnerapplication computer
1010
Web-ServiceWeb Service
1111
Gerätespezifisches Softwareprogrammdevice-specific Software program
22
Feldgerätfield device
33
Bedienapplikationcontrol application

Claims (1)

Verfahren zur Kommunikation zwischen einer Bedienapplikation (3) und einem Feldgerät, das über ein Kommunikationsnetz zumindest temporär mit der Bedienapplikation (3) zum Zwecke des Datenaustauschs in Kommunikationsverbindung steht, bei dem – das Feldgerät (2) über einen Applikationsrechner (1) mit dem Kommunikationsnetz verbunden ist, der auf Aufforderung der Bedienapplikation (3) antwortet, – auf dem Applikationsrechner (1) mindestens ein Web-Service (10) und ein Softwareprogramm (11) geladen und ausgeführt sind, – das Softwareprogramm (11) feldgerätespezifisch ist und das Regelwerk für ein bestimmtes über den Applikationsrechner (1) ansprechbares Feldgerät (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, – dass das feldgerätespezifische Softwareprogramm (11) durch den Web-Service (10) instanziierbar aufrufbar ist, – dass in Abhängigkeit von der Art der Aufforderung der Bedienapplikation (3) Daten aus den Rückgabewerten des angesprochenen Feldgeräts (2) ermittelt werden und – dass die Aufforderung der Bedienapplikation (3) mit einem dynamisch erzeugten Dokument aus den auszutauschenden Daten beantwortet wird.Method for communication between an operator application ( 3 ) and a field device that over a communication network at least temporarily with the operating application ( 3 ) is in communication connection for the purpose of the data exchange, in which - the field device ( 2 ) via an application computer ( 1 ) is connected to the communication network which, at the request of the operating application ( 3 ) answers, - on the application computer ( 1 ) at least one web service ( 10 ) and a software program ( 11 ) are loaded and executed, - the software program ( 11 ) field-specific and the set of rules for a particular via the application computer ( 1 ) addressable field device ( 2 ), characterized in that - the field device-specific software program ( 11 ) through the web service ( 10 ) can be instantiated, - that depending on the type of request of the operator application ( 3 ) Data from the return values of the addressed field device ( 2 ) and - that the request of the operating application ( 3 ) is answered with a dynamically generated document from the data to be exchanged.
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