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In
der Automatisierungstechnik (Prozessautomatisierung/Fabrikautomatisierung)
werden vielfach Feldgeräte
eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen
dienen. Beispiele für
derartige Feldgeräte
sind Füllstandsmessgeräte, Massendurchflussmessgeräte, Druck-
und Temperaturmessgeräte,
pH- und Redoxpotential-Messgeräte,
Leitfähigkeitsmessgeräte etc. für die Prozessautomatisierungstechnik,
die als Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand,
Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeitswert
erfassen.
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Zur
Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, z. B. Ventile,
die den Durchfluss einer Flüssigkeit
in einem Rohrleitungsabschnitt steuern, oder Pumpen, die den Füllstand
in einem Behälter verändern.
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Eine
Vielzahl solcher Feldgeräte
wird von der Firmengruppe Endress + Hauser® hergestellt
und vertrieben.
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Häufig sind
Feldgeräte über Kommunikationssysteme
(Profibus®,
Foundation®-Fieldbus, HART® etc.)
mit übergeordneten
Einheiten verbunden. Diese übergeordneten
Einheiten dienen zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, zum
Gerätemanagement
(Konfigurieren und Bedienen) und zum Anlagenmanagement (Asset-Management)
mit entsprechenden Anwendungsprogrammen.
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Die
Integration von Feldgeräten
in solche Anwendungen erfolgt über
Gerätebeschreibungen.
Diese Gerätebeschreibungen
werden von den Geräteherstellern
bereitgestellt, damit die übergeordneten Einheiten
die Bedeutung der von den Feldgeräten gelieferten Daten erkennen
und interpretieren können.
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Es
sind verschiedene Gerätebeschreibungen
für die
unterschiedlichen Feldbussysteme bekannt, z. B. HART-Gerätebeschreibungen,
Fieldbus Foundation Gerätebeschreibungen,
Profibus-Gerätebeschreibungen.
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In
einer Zusammenarbeit von Fieldbus Foundation (FF), HART Communication
Foundation (HCF) und Profibus Nutzerorganisation (PNO) wurde eine
elektronische Gerätebeschreibung
EDD – Electronic
Device Description – geschaffen,
die in der Norm IEC 61804-2 definiert ist.
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Zur
Bedienung der Feldgeräte
sind entsprechende Bedienprogramme (Bedientools) notwendig, die
auf den übergeordneten
Einheiten entweder eigenständig
ablaufen (Endress + Hauser FieldCare, Pactware, AMS Fisher-Rosemount, PDM Siemens) oder
aber auch in Leitsystem-Anwendungen (Siemens PCS7, ABB Symphony,
Emerson Delta V) integriert sind.
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Für eine vollumfängliche
Bedienung der Feldgeräte
sind seit kurzem spezielle Gerätebeschreibungen,
so genannte DTMs (Device Type Manager), die den FDT (Field Device
Tool) Spezifikationen entsprechen, erhältlich. Die als Industriestandard
geltenden FDT-Spezifikationen wurden von der PNO (Profibus Nutzer
Organisation) in Zusammenarbeit mit dem ZVEI (Zentralverband Elektrotechnik- und
Elektroindustrie) entwickelt. Die aktuelle FDT-Spezifikation 1.2.1
inklusive dem Addendum für die
Kommunikation „Foundation
Fieldbus" ist über den
ZVEI bzw. die PNO bzw. die FDT-Group erhältlich.
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Viele
Feldgerätehersteller
liefern bereits für ihre
Feldgeräte
entsprechende DTMs aus. Die DTMs kapseln alle Variablen und Funktionen
des jeweiligen Feldgeräts
und bieten meist eine graphische Nutzeroberfläche zum Bedienen der Geräte an.
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Als
Laufzeitumgebung benötigen
die DTMs eine Rahmenapplikation (FDT-Frame). Die Rahmenapplikation und die
entsprechenden DTMs erlauben so einen sehr komfortablen Zugriff
auf Feldgeräte
(z. B. Geräteparameter,
Messwerte, Diagnoseinformationen, Statusinformationen, etc.) sowie
den Aufruf von speziellen Funktionen, die einzelnen DTMs zur Verfügung stellen.
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Rahmenapplikationen
und DTMs bilden zusammen ein komponentenbasiertes Managementsystem
für Feldgeräte.
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Zur
Installation von DTMs ist ein ausführbares Installationsprogramm
(Setup.exe) notwendig, das alle benötigten Dateien auf das Rechnersystem, auf
dem die Rahmenapplikation abläuft,
kopiert und alle notwendigen Einträge in der Windows Registry vornimmt.
Die Erstellung des Installationsprogramms ist neben der Entwicklung
des DTMs eine sehr wichtige Aufgabe. Fehlerhafte Installationsprogramme können zu
unerwünschten
Systemabstürzen
führen, was
für einen
Anwender sehr störend
ist.
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Das
Installationsprogramm muss die gleichen Aufgaben erledigen wie ein
Installationsprogramm für
eine Windows-Anwendung, d. h. es müssen Steuerelemente (Active
X-Controls) und COM-Objekte installiert werden, Systembibliotheken (DLLs)
sind zu aktualisieren, Hilfe-Dateien müssen kopiert werden etc. Hierbei
muss unbedingt darauf geachtet werden, dass nach der Installationsprozedur
alle bisher zur Verfügung
stehenden DTMs sowie alle neu hinzukommenden DTMs einwandfrei funktionieren.
Auch dürfen
andere Programme nicht in ihrer Funktion beeinflusst werden.
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Stand
der Technik ist es, einzelne DTMs zu installieren. Bei Anwendungen
mit vielen Feldgeräten kann
dies zu einer nicht mehr handhabbaren Anzahl von Einträgen in der
Windows-Systemsteuerung führen.
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Die
Anmelderin, die Firma Codewrights, stellt eine DTM Library zur Verfügung, die
eine Vielzahl von Feldgerätetypen
umfasst. Die DTM Library ist im Prinzip ein DTM, der aus einer Vielzahl
von Komponenten (Hauptobjekt, Teilobjekten) besteht.
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Mit
dem Einsatz einer DTM-Library sind ein geringerer Testaufwand und
ein geringerer Speicherplatzbedarf für die Installation verbunden.
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Stand
der Technik ist, dass wenn Änderungen
an Komponenten vorgenommen wurden, die gesamte DTM Library neu installiert
werden musste. Dies ist für
den Anwender sehr zeitaufwändig.
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Da
die DTM-Library eine sehr große
Datenmenge darstellt (über
500 MB) ist die Übertragung
via Internet bei geringen Übertragungsgeschwindigkeiten
(z. B. 56k Moden) extrem langwierig. Für den Hersteller der DTM Library
bedeutet dies, dass Aktualisierungen der DTM Library nur relativ
langsam erfolgen können
(ca. 4 × jährlich).
Für jede
neue Version einer DTM Library müssen
entsprechende Datenträger
(CD-ROMs) bereitgestellt werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb ein Verfahren zur Installation von
Objekten für
ein komponentenbasiertes Managementsystem für Feldgeräte der Automatisierungstechnik
anzugeben, das diese Nachteile nicht aufweist.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
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Vorteilhafte
Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, bei einer Installation
nicht mehr die gesamte DTM Library zu installieren, sondern nur
noch gewisse Teile (Komponenten bzw. Objekte). Da Gerätemanager
(DTMs) modular aufgebaut sind und aus einem Hauptobjekt und mehreren
Teilobjekten bestehen, muss bei jeder Installation geprüft werden,
ob durch die Neuinstallation Abhängigkeiten
zwischen Objekten früherer
Installationen geändert
werden.
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Die
Neuinstallation kennt deshalb die Historie aller bisherigen Installationen
(Setups).
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Wenn
ein von einer früheren
Installation stammendes Haupt-Objekt nun nicht mehr benötigt wird,
weil alle Gerätemanager über andere Haupt-Objekte
instanziiert werden, kann dieses Haupt-Objekt und alle von diesem
Haupt-Objekt abhängigen Teilobjekte
deinstalliert werden.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren muss
nun nicht mehr eine volle Installation der DTM Library erfolgen,
sondern es können
auch Teilinstallationen (Partielle Setups) durchgeführt werden. Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
ist sichergestellt, dass nach einer Installation keine Konflikte
zwischen einzelnen DTMs bestehen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Installationspaket
dahingehend erweitert, dass das Installationsprogramm mit den zwei
nachfolgend genannten Sub-Funktionen erweitert wird:
- – Eine
Prüffunktion,
die die korrekte Installation des Installationspakets überprüft und die
im Fehlerfall einen Bericht generiert,
- – Eine
Aufräumfunktion,
mit der das nicht mehr benötigte
Installationspaket deinstalliert werden kann. Es handelt sich hierbei
insbesondere um eine sog. Low-level Entfernung.
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Die
Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es
zeigt:
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1:
eine Grundstruktur eines in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
genutzten komponentenbasierten Managementsystems für Feldgeräte der Automatisierungstechnik
und
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2:
eine schematische Darstellung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Installationsprogramms
mit Zusatz-Funktionen.
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In 1 ist
die Grundstruktur eines komponentenbasierten Managementsystems für Feldgeräte der Automatisierungstechnik,
das auf dem FDT-Konzept basiert, schematisch dargestellt. Eine Rahmenapplikation
R, die auf einer Rechnereinheit RE abläuft, kommuniziert über definierte
FDT-Schnittstellen FDT mit Gerätemanager-Instanzen
DTM1, DTM2, die eine vollumfängliche
Bedienung des dem jeweiligen Gerätemanager
zugeordneten Feldgerätetyps ermöglichen,
und der Kommunikationsmanager-Instanz DTMC, die eine vollumfängliche
Bedienung der Schnittstelle ermöglicht.
Bei der Rahmenapplikation R kann es sich zum Beispiel um das Produkt
FieldCare® der
Firma Endress + Hauser handeln. Die Rahmenapplikation R dient unter
anderem zur Verwaltung und Instanziierung verschiedener Objekte,
dabei ist die Rahmenapplikation verantwortlich für den Aufbau der Projektstruktur,
den Aufbau der Verbindungen zwischen den Geräte- und Kommunikationsmanagern-Instanzen,
das Starten und Verwalten von Anwendungen, das Speichern und Laden
der Projektdaten sowie das Erzeugen und Zerstören von Projekten.
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Zur
Verwaltung der Projektstruktur bietet jeder Gerätemanager DTM1, DTM2 und Kommunikationsmanager
DTMC Information über
seine Informationsschnittstelle an. Anhand dieser Informationen kann
die Rahmenapplikation R Katalogdaten K aufbauen, die für die Verwaltung
der Projektstruktur benötigt
werden.
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Mit
der Projektstruktur steuert und verwaltet die Rahmenapplikation
auch die Kommunikationswege. In 1 sind zwei
Kommunikationsnetzwerke (z. B. Feldbusse) dargestellt, die über Kommunikationsschnittstellen
KS1, KS2 angesprochen werden. Die Gerätemanager-Instanzen DTM1, DTM2
kommunizieren mit den Feldgeräten
F1, F2 nicht direkt, sondern nutzen die Kommunikations-Schnittstelle
von FDT, die sowohl von der Rahmenapplikation R als auch von einer
Kommunikationsmanager-Instanz DTMC angeboten werden können. In 1 kommuniziert
die Gerätemanager-Instanz
DTM1 über
eine Kommunikations-Schnittstelle KS1 an der Rahmenapplikation R
mit dem ihm zugeordneten Feldgerät F1,
während
die Gerätemanager-Instanz
DTM2 mit Hilfe der Kommunikationsmanager-Instanz DTMC über eine
Kommunikationsschnittstelle KS2 mit dem Feldgerät F2 kommuniziert.
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Die
Rahmenapplikation R verwaltet sowohl Anwendungen, welche Teil der
Rahmenapplikation sind, als auch die Gerätemanager- und Kommunikationsmanager-spezifischen
Anwendungen. interne Anwendungen der Rahmenapplikation R, wie Diagnoseverfahren
und Datenerfassungen, nutzen die FDT-Schnittstellen, um Daten mit
den Geräte-
und Kommunikationsmanager-Instanzen auszutauschen. Gerätemanager-
und Kommunikationsmanager-spezifische Anwendungen verwaltet die
Rahmenapplikation mittels Nutzung einer Applikations-Schnittstelle. Die
Rahmenapplikation R erfragt hierzu Art und Anzahl der verfügbaren Anwendungen über eine
Informations-Schnittstelle.
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Die
Persistenz der Projektdaten realisiert die Rahmenapplikation R mit
Hilfe einer Persistenzschnittstelle, die von Geräte- und Kommunikationsmanager-Instanzen DTM1, DTM2,
DTMC bedient werden.
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Die
Rahmenapplikation R bildet zusammen mit den Gerätemanager-Instanzen DTM1, DTM2
und der Kommunikationsmanager-Instanz DTMC etc. ein objektbasiertes
Konfigurationssystem KS für
Feldgeräte
der Automatisierungstechnik.
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Wie
bereits erwähnt,
stellen die Feldgerätehersteller
Gerätemanager
DTM1, DTM2 für
ihre einzelnen Feldgeräte
F1, F2 zur Verfügung.
Bevor auf ein Feldgerät
F1, F2 zugegriffen werden kann, muss der entsprechende Gerätemanager
DTM1, DTM2 mit allen zugehörigen
Objekten instanziiert werden.
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Die
Gerätemanager
bestehen aus Haupt-Objekten und Teil-Objekten.
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Nachfolgend
ist das erfindungsgemäße Verfahren
näher erläutert.
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Wie
bereits erwähnt,
liegt für
jeden Feldgerätetyp
eine Beschreibung der Abhängigkeiten
vor, welche Objekte, d. h. Hauptobjekte und Teilobjekte, einem Gerätemanager
DTM1, DTM2 zugeordnet sind. Dem Installationsprogramm ist eine Datenbank
zugeordnet, in der die einzelnen Objekte gespeichert sind und in
der auch die Abhängigkeiten
aller Objekte (Hauptobjekte, Teilobjekte) gespeichert sind. Erfindungsgemäß wird geprüft, welche älteren Installationen
auf der Rechnereinheit RE bereits durchgeführt wurden. Weiterhin wird überprüft, welche
Datenbanken früherer
Installationen auf der Rechnereinheit RE vorhanden sind. Außerdem wird
geprüft,
welche Objekte auf dem System bereits zur Verfügung stehen. Wichtig ist vor
allem, dass keine Widersprüche
zwischen Abhängigkeiten
früherer
Installationen und den in der aktuellen Installation definierten
Abhängigkeiten
bestehen. Dies muss ebenfalls überprüft werden.
Wenn neue Abhängigkeiten
vorliegen, dürfen diese
nur übernommen
werden, wenn keine Widersprüche
zu früher
definierten Abhängigkeiten
bestehen. Werden frühere
Installationen nicht mehr benötigt,
so können
die Objekte, die dieser Installation zugeordnet sind, gelöscht werden.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es möglich,
dass zum Beispiel nur Objekte mit Hilfetexten installiert werden.
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Weiterhin
ist es möglich,
dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
nur Objekte für
einzelne Feldgeräte
installiert werden. Dadurch können
Gerätemanager
für einzelne
Feldgeräte
schneller aktualisiert werden; die Installation ist erheblich weniger aufwändig als
bei der Verwendung einer DTM-Library bzw.
DTM-Bibliothek.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es auch möglich,
dass der Anwender z. B. via Internet aus einer Bibliothek mit mehreren
Gerätemanagern spezielle
Gerätemanager
auswählt
und dass nur ein Installationsprogramm für diese ausgewählten Gerätemanager
auf die Rechnereinheit, auf der die Rahmenapplikation abläuft, übertragen
wird.
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Dadurch
wird der Umfang eines Installationsprogramms (Setups) erheblich
verringert. Dies ermöglicht
z. B. eine Übertragung
des gesamten Installationsprogramms selbst bei einer langsamen Übertragungsgeschwindigkeit über das
Internet.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Installationspakets, bestehend
aus Installationsprogramm und GUI, wobei das Installationsprogramm
die beiden vorteilhaften Zusatz-Funktionen enthält.
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Üblicherweise
ist ein Installationspaket, das eine Auswahl von Geräteobjekten
für z.
B. die Feldgeräteparametrierung
enthält,
aus unterschiedlichen Modulen zusammengesetzt:
- – Module
mit intern entwickelte Komponenten
- – Module
mit extern entwickelte Komponenten
- – Module
mit zugekauften Komponenten
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Die
extern entwickelten und gekauften Komponenten werden als geschlossene
Module ohne Quellcode ausgeliefert. Es besteht die Gefahr, dass solche Module
versteckte Fehler haben, welche den Installationsprozess negativ
beeinflussen können. Problematisch
ist insbesondere, dass diese Fehler bei entsprechenden Tests unentdeckt
bleiben, weil sie nur unter gewissen Gegebenheiten und Konstellationen
auftreten. Die Fehler können
unterschiedlicher Art sein:
- – Die Software
ist korrekt installiert, funktioniert aber nicht
- – Die
Software korrekt installiert, funktioniert auch, aber sie lässt sich
nicht mehr deinstallieren.
- – Ein
Upgrade kann nicht installiert sein, weil die alte Version nicht
deinstalliert werden kann.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Installationspaket
mit den zwei nachfolgend genannten Sub-Funktionen erweitert:
- – Eine Prüffunktion,
die die korrekte Installation des Installationspakets überprüft und die
im Fehlerfall einen Bericht generiert,
- – Eine
Aufräumfunktion,
mit der das nicht mehr benötigte
Installationspaket deinstalliert werden kann. Es handelt sich hierbei
insbesondere um eine sog. Low-level Entfernung.
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Die
beiden Funktionen sind bevorzugt als Programmmodule ausgestaltet
und in die Installationsbeschreibungsdatei/das Installationsprogramm integriert.
Die Installationsprüfung
prüft alle
Windows Registry Einträge
und Dateien auf der Rechnereinheit RE des Benutzers und überprüft, ob die
installierten Einträge
und Dateien beschädigt
sind und ob sie in der korrekten Versionen vorliegen. Wird ein Fehler gefunden,
wird ein Report generiert, welcher zur Fehlerdiagnose benutzt werden
kann. Weiterhin kann der Anwender den Fehlerbericht direkt zum Support
weiterleiten.
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Die
Aufräumfunktion
entfernt das Installationspaket ohne Windows® Standard
Mechanismen. Dieses Programm erlaubt es, das Installationspaket zu
entfernen, auch wenn dies mit Windows® nicht möglich ist.