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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bedienung und zum Management von Feldgeräten in der Automatisierungstechnik mittels eines Konfigurier-/Managementsystems.
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In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Feldgeräten also auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
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In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Bussysteme (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Steuereinheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder DCS (Distributed Control System). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte.
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Um die Ausfallzeiten einer Anlage, insbesondere einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik, möglichst gering zu halten und um einem Anlagenbetreiber möglichst umfassende Informationen über die in der Anlage eingesetzten Assets bereitzustellen, werden in modernen Anlagen häufig computerunterstützte Asset Management Systeme (kurz: PAM-Systeme wobei PAM für „Plant Asset Management” steht; deutsch: Anlagen-Asset-Management) eingesetzt. Als ”Assets” werden dabei allgemein die Teile einer Anlage bezeichnet, die einen Wert der Anlage darstellen. PAM-Systeme verwalten in der Regel in einer Datenbank Informationen zu den Assets einer Anlage. Dabei werden in einem PAM-System z. B. die in einer Anlage eingesetzten Assets, ein Austausch eines Feldgeräts oder mehrerer Feldgeräte, Änderungen an Feldgeräten, wie beispielsweise der Austausch von Sensoren, die Implementierung einer neuen Softwareversion, usw. erfasst. Weiterhin wird der entsprechende zeitliche Ablauf dokumentiert. Insbesondere ist ein PAM-System oftmals derart eingerichtet, dass es in regelmäßigen Abständen eine Netzwerk-Verifikation durchführt, um die an einem Feldbus angeschlossenen Geräte zu ermitteln. Ferner werden durch ein PAM-System in der Regel durchgeführte Wartungsarbeiten dokumentiert. Auch sind in einem PAM-System entsprechende Informationen zum Integrieren der verschiedenen Feldgeräte in eine Anlage, insbesondere die entsprechenden Gerätebeschreibungen und/oder die Gerätetreiber der Feldgeräte, implementiert. Ein PAM-System wird beispielsweise unter der Bezeichnung FieldCare® von Endress + Hauser angeboten und vertrieben. Allgemein wird ein System mit der zuvor beschriebenen Funktionalität im Zusammenhang mit der Erfindung als Konfigurier-/Managementsystem bezeichnet.
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PAM-Systeme werden in der Regel durch den Anlagenbetreiber geführt. Üblicherweise sind sie separat von der übergeordneten Steuereinheit, die zur Prozesssteuerung dient, ausgebildet und an ein übergeordneten Anlagennetzwerk angeschlossen. Dadurch kann unter anderem die Erfassung der Assets von mehreren Feldbus-Segmenten in einem gemeinsamen PAM-System erfolgen. Problematisch hierbei ist, dass das PAM-System möglichst zeitnah über Änderungen an einem Feldbus, insbesondere über eine Änderung der informationstechnisch an dem betreffenden Feldbus angeschlossenen Geräte, informiert werden sollte. Daneben besteht teilweise auch für anderweitige übergeordnete Kommunikationseinheiten, die beispielsweise an einem dem Feldbus übergeordneten Netzwerk angeschlossen sind, der Bedarf, dass diese möglichst zeitnah über solche Informationen, welche das Netzwerkmanagement des Feldbusses betreffen, informiert werden. Denn nur so können Änderungen in der Anlage zeitnah erfasst und gegebenenfalls Fehler frühzeitig erkannt werden.
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Eine bekannte Möglichkeit besteht darin, an einem Feldbus, der z. B. gemäß dem PROFIBUS®-Standard ausgebildet ist, einen Master Klasse 2 (kurz: MC2) anzuschließen und eine Kommunikationsverbindung (beispielsweise zu einem übergeordneten Anlagennetzwerk) zwischen diesem und einer übergeordneten Kommunikationseinheit vorzusehen. Auf diese Weise kann der MC2 in einer azyklischen Kommunikation die für das PAM-System bzw. die übergeordnete Kommunikationseinheit erforderlichen Informationen, welche das Netzwerkmanagement der Anlage betreffen, ermitteln und diese Informationen an die übergeordnete Kommunikationseinheit weiterleiten. Da der MC2 keinen Zugriff auf Informationen hat, welche das Anlagenmanagement betreffen und welche von einem an dem Feldbus angeschlossenen Master Klasse 1 (kurz. MC1) im Rahmen der Prozesssteuerung zyklisch abgefragt werden, muss der MC2 sämtliche erforderlichen Informationen selbst abfragen. Dies ist ihm nur azyklisch während der Zeitintervalle möglich, in denen der MC1 nicht auf dem Bussystem kommuniziert.
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Dem MC2 steht für die durchzuführende Kommunikation somit nur ein relativ kurzes Zeitintervall zwischen den Zyklen des MC1 zur Verfügung, so dass es aufgrund der hohen, durch den MC2 zu ermittelnden Datenmenge relativ lange dauert, bis sämtliche erforderlichen Informationen vorliegen. Mit Erhöhung der Target Token Rotation Time ist es zwar möglich, dem MC2 mehr Zeit zur Verfügung zu stellen. Jedoch hat dies zur Folge, dass das Updateintervall für die zyklischen Daten größer wird, was die Applikation ungünstig beeinflussen kann, da z. B. die Regelung langsamer wird bzw. die Reaktion auf ein Ereignis länger dauert. Dies beeinträchtigt die Aktualität der von dem MC2 bereitgestellten Informationen. Zudem wird durch den MC2 der Datenverkehr auf dem Feldbus erheblich erhöht. Eine entsprechende Problematik besteht bei anderen Feldbussen, die gemäß einem weiteren Standard ausgebildet sind und in denen ein entsprechendes Feldbus-Interface/eine entsprechende Feldbuszugriffseinheit vorgesehen ist.
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Aus der Druckschrift
WO 2007/074105 A2 ist ein Verfahren zur Anlagenüberwachung in einer Anlage bekannt geworden, in der mehrere Feldgeräte über einen Feldbus mit einer übergeordneten Steuereinheit und einer Anlagenüberwachungseinheit, wie beispielsweise einem Gateway, kommunizieren. Die Anlagenüberwachungseinheit prüft dabei den regelmäßigen Datenverkehr auf dem Bussystem auf Informationen hin, die auf ein Diagnoseereignis bei einem der Feldgeräte hinweisen. Falls ein Telegramm mit einem Hinweis auf ein Diagnoseereignis festgestellt wird, werden von der Anlagenüberwachungseinheit weitere Diagnoseinformationen von dem betreffenden Feldgerät angefordert.
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In der am 06.10.2009 von der Anmelderin unter der Anmeldenummer
DE 10 2009 045 386.5 beim Deutschen Patentamt hinterlegten Patentanmeldung ist eine Anordnung beschrieben, bei der das Feldbus-Interface so ausgestaltet ist, dass es kontinuierlich den Datenverkehr auf dem Feldbus abhört, also mit einer Listener-Funktionalität ausgestattet ist. Somit kann das Feldbus-Interface, ohne dass es selbst eine aktive Kommunikation durchführt, eine Vielzahl von Informationen sammeln, welche das Netzwerkmanagement des Feldbusses betreffen. Beispielsweise führt ein MC1 in einem Feldbus, der gemäß dem Profibus
®-Standard ausgebildet ist, in der Regel im Rahmen der Prozesssteuerung regelmäßig eine Abfrage der Feldbus-Adressen durch, um zu prüfen, welche Feldgeräte unter den verschiedenen Feldbus-Adressen informationstechnisch angeschlossen sind. Durch kontinuierliches Abhören des Datenverkehrs auf dem Feldbus kann dementsprechend das Feldbus-Interface Informationen darüber erhalten, an welchen Adressen Feldgeräte informationstechnisch angeschlossen sind, ob es sich dabei um einen Master oder einen Slave handelt und im Falle eines Slaves kann es ferner die Zugehörigkeit zu einem bestimmten Master (sofern mehrere Master Klasse 1 vorgesehen sind) bestimmen. Daneben kann das Feldbus-Interface durch Abhören auch weitere Informationen erfassen.
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Öffentlich bekannte Fieldbus-Interfaces bzw. Feld busschnittstellen bieten lediglich einen Kommunikationsübergang und garantieren so die Umsetzung zwischen den beiden auf der Feld- und Systemebene verwendeten, unterschiedlichen Busprotokollen. Sie weisen keine Funktionalität auf, wie sie in der zuvorgenannten, nicht vorveröffentlichten Deutschen Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben ist. Darüber hinaus tritt bei den bekannten Lösungen z. B. bei Nutzung des Profibus Protokolls das Problem auf, dass in Anlagen oftmals Profibus PA Feldbus-Segemente üblicherweise durch nicht transparente Kommunikationsübergänge, sog. Segmentkoppler, mit einem Profibus DP Feldbus-Segment verbunden sind. Bei einem nicht transparenten Kommunikationsübergang ist es nicht möglich, von der Profibus DP-Seite aus die Profibus PA Feldbus-Segmente durch Mithören detailliert zu diagnostizieren.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung bereitzustellen, durch welche zumindest Informationen, welche das Netzwerkmanagement des Feldbusses betreffen, möglichst aktuell erfasst und an ein übergeordnetes Konfigurier-/Managementsystem weitergeleitet werden. Die Aufgabe wird durch eine Anordnung zur Bedienung und/oder zum Management von Feldgeräten in der Automatisierungstechnik mittels eines Konfigurier-/Managementsystems gelöst, das über eine Feldbuszugriffseinheit bzw. ein Feldbus-Interface auf die Feldgeräte zugreift und mit den Feldgeräten im azyklischen Datenverkehr kommuniziert. Die Feldgeräte sind über einen Feldbus mit einer übergeordneten in ein Anlagennetzwerk integrierten Steuereinheit verbunden, wobei die Kommunikation zwischen der übergeordneten Steuereinheit und den Feldgeräten im zyklischen und im azyklisch Datenverkehr erfolgt. Ein ausgewähltes, in den Feldbus integriertes Feldgerät weist eine erweiterte Funktionalität auf, die es ihm ermöglicht, den zyklischen und azyklischen Datenverkehr zwischen der übergeordneten Steuereinheit und den Feldgeräten auf dem Bussystem mitzuhören, aufzuzeichnen und an das Konfigurier-/Managementsystem weiterzuleiten. Bevorzugt handelt es sich bei dem Konfigurier-/Managementsystem um ein PAM-System, wie es zuvor bereits beschrieben wurde. Dem PAM-System werden die Information direkt oder in aufbereiteter Form bereitgestellt. Eine unnötige Belastung des Datenverkehrs auf dem Bussystem über die Feldbuszugriffseinheit wird hierdurch vermieden. Auch ist keine Änderung an der Feldbuszugriffseinheit erforderlich. Weiterhin ist es nunmehr auch möglich, Diagnosen in einem Bus-Segment durchzuführen, das über einen nicht transparenten Kommunikationsübergang mit einem weiteren Bussystem verbunden ist.
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Indem das Feldgerät mit erweiterten Funktionalität kontinuierlich den Datenverkehr auf dem Feldbus abhört, also eine Listener-Funktionalität aufweist, kann es, ohne selbst eine aktive Kommunikation durchzuführen, bereits viele Informationen erhalten, welche das Netzwerkmanagement des Feldbusses betreffen. Beispielsweise führt ein MC1 in einem Feldbus, der gemäß dem Profibus®-Standard ausgebildet ist, in der Regel im Rahmen der Prozesssteuerung regelmäßig eine Abfrage der Feldbus-Adressen durch, um zu prüfen, welche Feldgeräte unter den verschiedenen Feldbus-Adressen informationstechnisch angeschlossen sind. Durch kontinuierliches Abhören des Datenverkehrs auf dem Feldbus kann dementsprechend das Feldbus-Interface Informationen darüber erhalten, an welchen Adressen Feldgeräte informationstechnisch angeschlossen sind, ob es sich dabei um einen Master oder einen Slave handelt und im Falle eines Slaves kann es ferner die Zugehörigkeit zu einem bestimmten Master (sofern mehrere Master Klasse 1 (MC1) vorgesehen sind) bestimmen. Daneben kann das Feldbus-Interface durch Abhören auch weitere Informationen erfassen.
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Handelt es sich beispielsweise um ein Fieldbus Foundation H1 Feldgerät mit erweiterter Funktionalität, so kann dieses bedarfsabhängig auch eine aktive Kommunikation durchführt; es kann zusätzliche Informationen, die es von einzelnen, an dem Feldbus angeschlossenen Feldgeräten benötigt, gezielt abfragen. Dabei kann das Feldgerät mit erweiterter Funktionalität Informationen abfragen, die im Rahmen der Prozesssteuerung von einer übergeordneten Einheit nicht erhältlich wären. Auf diese Weise können durch das Feldgerät mit erweiterter Funktionalität einem Konfigurier-/Managementsystem, wie beispielsweise einem PAM-System, zeitnah weitergehende Informationen bereitgestellt werden, als dies durch eine übergeordnete Einheit zur Prozesssteuerung möglich wäre. Beispielsweise werden durch die aktive Kommunikation neben Informationen, die das Netzwerkmanagement des Feldbusses betreffen, auch Diagnoseinformationen, etc. verfügbar.
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Das Feldgerät mit erweiterter Funktionalität kann folglich Informationen, welche das Netzwerkmanagement des Feldbusses betreffen, umfassend und aktuell bereitstellen, ohne dass hierdurch der Busverkehr auf dem Feldbus stark belastet wird.
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Unter einem kontinuierlichen Abhören bzw. der Durchführung einer aktiven Kommunikation parallel zu dem Abhören des Datenverkehrs wird hierbei verstanden, dass das Feldgerät mit erweiterter Funktionalität den Datenverkehr auf dem Bussystem abhört, unabhängig davon, ob es selbst aktiv eine Kommunikation durchführ. Folglich gelingt ein lückenloses Abhören, ein sog. Listening sämtlicher über den Feldbus übermittelter Telegramme.
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Technisch kann diese parallele Funktionalität des Feldgeräts mit erweiterter Funktionalität beispielsweise dadurch realisiert werden, dass sich der mechanische Anschluss des Feldgeräts, über den dieses an dem Feldbus angeschlossen ist, in zwei Kanäle aufzweigt, entlang derer die eingehenden Telegramme geleitet werden. Der eine Kanal ist dabei derart ausgebildet, dass die eingehenden Telegramme alle, unabhängig davon, ob sie an das Feldgerät adressiert sind, weitergeleitet werden und dementsprechend deren Inhalt in dem Feldgerät weiterverarbeitet werden kann. Dadurch wird die kontinuierliche Abhör-Funktionalität bereitgestellt. Der andere Kanal ist demgegenüber derart ausgebildet, dass die eingehenden Telegramme nur dann weitergeleitet werden, wenn sie an das Feldgerät mit erweiterter Funktionalität adressiert sind. Dieser Kanal wird dabei insbesondere für die Durchführung einer aktiven Kommunikation (für den Erhalt der Antwort-Telegramme auf entsprechende Anfragen) benötigt. Beispielsweise kann dieser andere Kanal dann, wenn das Feldgerät keine aktive Kommunikation durchführt, abgestellt werden.
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In dem Feldgerät mit erweiterter Funktionalität werden die mitgehörten Informationen daraufhin überprüft, ob es sich um Informationen handelt, welche das Netzwerkmanagement des Feldbusses betreffen, oder um anderweitige durch das Feldgerät mit erweiterter Funktionalität zu erfassende Informationen. Nur dann, wenn es sich um solche zu erfassende Informationen handelt, werden sie in dem Feldgerät mit erweiterter Funktionalität erfasst, insbesondere gespeichert. Gegebenenfalls werden die erfassten Informationen in dem Feldgerät mit erweiterter Funktionalität auch weiterverarbeitet und in aufbereiteter und/oder zusammengefasster Form an das Konfigurier-/Managementsystem übermittelt.
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Informationen, welche das Netzwerkmanagement betreffen, umfassen zumindest Informationen darüber, unter welchen Feldbus-Adressen Feldgeräte informationstechnisch angeschlossen sind. Unter informationstechnisch angeschlossen wird dabei im Vergleich zu einem rein mechanischen Anschluss verstanden, dass das betreffende Feldgerät unter der betreffenden Adresse auf eine entsprechende Anfrage, die an diese Adresse gerichtet ist, antwortet. Darüber hinaus können die zu erfassenden Informationen, welche das Netzwerkmanagement betreffen, auch eine oder mehrere der nachfolgenden Informationen aufweisen:
- – Informationen darüber, ob es sich bei einem informationstechnisch angeschlossenen Gerät um einen Master oder einen Slave handelt (zumindest bei einem Profibus®-Feldbus; bei anderen Bussystemen sind die Begriffe analog anzupassen;
- – Informationen darüber, ob mehr als nur ein Master (zumindest bei einem Profibus®-Feldbus), insbesondere mehr als nur ein MC1, an dem Feldbus informationstechnisch angeschlossen ist (feststellbar, falls ein erster MC1 den Token an einen weiteren Master, insbesondere einen weiteren MC1, weiterreicht);
- – Informationen über die Zeitpunkte bzw. die Reihenfolge, zu denen bzw. in der Feldgeräte informationstechnisch angeschlossen werden oder der informationstechnische Anschluss unterbrochen wird; und/oder
- – die Zugehörigkeit eines an dem Feldbus informationstechnisch angeschlossenen Feldgerätes zu einem bestimmten Master (MC1, bei einem Profibus®-Feldbus).
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Insbesondere kann das Feldgerät mit erweiterter Funktionalität auch eine Dokumentation über die Zeitpunkte bzw. die Reihenfolge bereitstellen, so dass die Historie solcher Änderungen nachverfolgt werden kann. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine nachträgliche Fehleranalyse im rahmen der Wartung vorteilhaft.
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Bevorzugt erfolgt die Kommunikation bzw. der Datenaustausch zwischen den Feldgeräten und dem Konfigurier-/Managementsystem auf der Feldebene über zumindest einen der in der Automatisierungstechnik gebräuchlichen Feldbusse. Auf der Systemebene werden bevorzugt Datenbusse mit hohen Übertragungsraten, wie High Speed Ethernet, Profibus DP oder Ethernet eingesetzt. Die Kommunikation auf der Feldebene erfolgt beispielsweise unter Nutzung des HART, Fieldbus Foundation oder Profibus PA Protokolls. Die Umsetzung des Protokolls auf der Feldebene auf das Protokoll auf der Systemebene erfolgt mittels einer Umsetzereinheit, die auch als Gateway bezeichnet wird. Werden sowohl ein Feldbus und ein Anlagennetzwerk für die Kommunikation eingesetzt, so sind beide Bussysteme über eine Feldgriffszugriffseinheit, z. B. FieldGate, miteinander gekoppelt. Was unter Feldgeräten zu subsumieren ist, wurde bereits zuvor definiert.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung schlägt vor, dass das Konfigurier-/Managementsystem die Feldgeräte über eine Rahmenapplikation, z. B. den FDT Frame, und den jeweiligen Feldgeräten entsprechende Gerätemanager bzw. Gerätetreiber bedient, die in dem Konfigurier-/Managementsystem gespeichert sind, wobei die Gerätemanager bzw. die Gerätetreiber in der Rahmenapplikation lauffähig sind.
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Darüber hinaus ist vorgesehen, dass dem ausgewählten Feldgerät ein Gerätemanager bzw. Gerätetreiber zugeordnet ist, der das ausgewählte Feldgerät mit der erweiterten Funktionalität vollumfänglich beschreibt. Insbesondere weist das ausgewählte Feldgerät eine erweitere Funktionalität auf, die es ihm erlaubt, den zyklischen Datenverkehr, mit dem die Feldgeräte der übergeordneten Steuereinheit die Mess- bzw. Stellwerte zuleiten, abzuhören, aufzuzeichnen und an das Konfigurier-/Managementsystem weiterzuleiten. Ebenso ermöglicht er die aktive Kommunikation, wenn es sich z. B. um ein FF H1 Feldgerät handelt.
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Weiterhin ermöglicht die erweiterte Funktionalität dem ausgewählten Feldgerät, Status- und/oder Diagnoseinformationen der einzelnen Feldgeräte, die auf dem Datenbus kommuniziert werden, mitzuhören, aufzuzeichnen und an das Konfigurier-/Managementsystem weiterzuleiten.
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Als besonders vorteilhaft wird es in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung erachtet, wenn das ausgewählte Feldgerät die jeweils aktuellen Informationen über alle in den Feldbus integrierten Feldgeräte in Form einer Datenbank sammelt bzw. eine jeweils aktuelle LiveList aller in den Feldbus integrierten Feldgeräte erstellt.
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Bevorzugt handelt es sich bei den aktuellen Informationen über alle in den Feldbus integrierten Feldgeräte um Informationen zur Identität, zu der Zuordnung bezüglich der übergeordneten Steuereinheit und zum jeweiligen Status bzw. Zustand der einzelnen Feldgeräte. Nähere Angaben wurden bereits zuvor gemacht.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, dass das ausgewählte Feldgerät die aufgezeichneten Informationen auf Anfrage durch den Gerätemanager bzw. den Gerätetreiber an das Konfigurier-/Managementsystem weiterleitet. Zur vollumfänglichen Bedienung des Feldgeräts mit der erweiterten Funktionalität ist in dem Konfigurier-/Managementsystem ein entsprechender Kommunikations-Gerätetreiber abgespeichert, der unter einer Rahmenapplikation, insbesondere einem FDT Frame, lauffähig ist.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
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1: eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung und
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2 eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung.
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In 1 ist ein Feldbus-Segment FS schematisch dargestellt, bei dem vier Feldgeräte F1, F2, F3 und F4* sowie eine übergeordnete Steuereinheit Control an einen Feldbus FB angeschlossen sind. Der Feldbus FB arbeitet auf der Basis eines der in der Automatisierungstechnik gebräuchlichen Feldbusprotokolle. Beispielsweise läuft die Kommunikation über den HART, Profibus PA oder den Fieldbus Foundation Standard. Es versteht sich von selbst, dass diese Auszählung keineswegs eine Beschränkung darstellt. Die übergeordnete Steuereinheit Control, die z. B. durch eine SPS gebildet wird, ist im Falle der Nutzung des Profibus Protokolls als Master Klasse 1 (MC1) Prozessor konfiguriert, während die Feldgeräte F1, F2, F3, F4* bezüglich des Masters Slaves sind. Die übergeordnete Steuereinheit Control ist mit einer Anzeigeeinheit 2 verbunden, die als Visualisierungssystem (z. B. zur Anzeige von Prozessparametern, etc.) dient. Die übergeordnete Steuereinheit Control dient zur Prozesssteuerung, zur Prozessvisualisierung, zur Prozessüberwachung und/oder zur Inbetriebnahme der Feldgeräte.
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An dem Feldbus FB ist in einem parallelen Zweig ein Feldbus-Interface FI bzw. eine Feldbuszugriffseinheit angeschlossen. Das Feldbus-Interface FI führt eine Protokollumsetzung zwischen dem Protokoll des übergeordneten Netzwerkes LAN und dem Protokoll des Feldbusses FB durch. Das übergeordnete Netzwerk LAN ist beispielsweise ein lokales Firmennetz, das als Ethernet-LAN ausgebildet ist. Dabei kann das übergeordnete Netzwerk LAN auch an das weltweite Internet angeschlossen sein. An dem übergeordneten Netzwerk LAN ist ein PAM-System 4, das in Bezug auf die Netzwerkstruktur und relativ zu dem Feldbus-Interface FI eine übergeordnete Kommunikationseinheit 4 bildet, angeschlossen. Sowohl an dem Feldbus FB als auch an dem übergeordneten Netzwerk LAN können selbstverständlich auch noch weitere Feldgeräte und/oder Netzwerke angeschlossen sein.
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Erfindungsgemäß besitzt das Feldgerät F4* eine erweiterte Funktionalität und hört kontinuierlich den Datenverkehr auf dem Feldbus FB ab. Es besitzt also eine Listener Funktionalität. Ggf. hat es auch die Möglichkeit, aktiv Informationen von den Feldgeräten F1, F2, F3 zu beschaffen. Bei Bedarf führt es ferner eine aktive Kommunikation zu dem Konfigurier-/Managementsystem 4 parallel oder alternierend zu dem Abhören des Datenverkehrs durch. Ferner erfasst es mitgehörte Informationen, welche das Netzwerkmanagement des Feldbusses FM betreffen.
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Insbesondere erfolgt die Kommunikation auf dem Feldbus FB entsprechend dem Profibus Protokoll. In diesem Fall ist das Feldgerät F4* mit erweiterter Funktionalität als Master Klasse 2 (MC2) konfiguriert. Für die Durchführung einer aktiven Kommunikation ist beispielsweise ein Fieldbus Foundation H1 Feldgerät geeignet. Die aktive Kommunikation erfolgt bevorzugt azyklisch. Im Rahmen der azyklischen Kommunikation durch das Feldgerät F4* werden insbesondere Identifikationsinformationen für das Treiber- und Versionenmanagement von den an dem Feldbus FB informationstechnisch angeschlossenen Feldgeräten F1, F2, F3, F4* abgefragt und zumindest teilweise erfasst. Darüber hinaus können durch das Feldgerät F4* auch weitere Informationen abgefragt und/oder weitere, mitgehörte Informationen erfasst werden.
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Auf dem Feldgerät F4* mit erweiterter Funktionalität sind ferner Informationen zur Geräteintegration zu den verschiedenen Feldgeräten F1, F2, F3, F4* implementiert. Das Feldgerät 4* führt dabei unter Verwendung der Informationen zur Geräteintegration eine Weiterverarbeitung der erfassten Informationen durch und erstellt gezielt in Abhängigkeit von den erfassten Informationen weitere Abfragen, die es in einer azyklischen Kommunikation an die einzelnen Feldgeräte F1, F2, F3, F4* stellt. Insbesondere erstellt und aktualisiert das Feldgerät F4* anhand von erfassten Informationen, welche das Netzwerkmanagement des Feldbusses FB betreffen, sowie anhand von weiteren erfassten Informationen eine erweiterte LiveList zu den an dem Feldbus FB informationstechnisch angeschlossenen Feldgeräten F1, F2, F3, F4*. Die erweiterte LiveList übermittelt das Feldgerät F4* auf Anfrage von dem PAM-System 4 oder dann, wenn eine Änderung der in der LiveList erfassten Informationen eintritt, an das PAM-System 4 über das übergeordnete Netzwerk LAN. Daneben kann vorgesehen sein, dass das Feldgerät F4* auch weitere Informationen an das PAM-System 4 übermittelt. Solch eine Übermittlung kann nicht nur bei Eintreten einer Änderung von erfassten Informationen, sondern auch bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes und/oder nach einer vorgegebenen Regel (bzw. Algorithmus), die in dem Feldgerät F4* hinterlegt ist, erfolgen. Ein detailliertes Beispiel für eine LiveList ist übrigens in der bereits zitierten nicht vorveröffentlichten Deutschen Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben und ist dem Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung zuzurechnen.
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Auch die Abfragen, die im Rahmen einer aktiven Kommunikation durch das Feldgerät F4* an eines oder mehrere, an dem Feldbus F angeschlossenen Feldgeräte F1, F2, F3, F4* gestellt werden, werden unter anderem in Abhängigkeit von mitgehörten Informationen, gegebenenfalls unter Heranziehung von Informationen zur Geräteintegration des betreffenden Feldgerätes, erstellt und gestellt. Ferner werden bestimmte Abfragen auch nach einem vorher festgelegten Algorithmus regelmäßig erstellt und gestellt. Darüber hinaus können solche Abfragen auch durch das PAM-System 4 initiiert werden, welches eine entsprechende Anfrage an das Feldgerät F1, F2, F3, F4* übermittelt.
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Insbesondere kann an dem Feldgerät F4* durch einen Benutzer oder durch das PAM-System 4 (oder auch durch eine anderweitige, übergeordnete Kommunikationseinheit) eingestellt werden, unter welchen Voraussetzungen eine Übermittlung von welchen Informationen an das PAM-System 4 (oder auch an eine anderweitige, übergeordnete Kommunikationseinheit) erfolgen soll. Auch kann an dem Feldgerät F4* durch einen Benutzer oder durch das PAM-System 4 (oder auch durch eine anderweitige, übergeordnete Kommunikationseinheit) eingestellt werden, unter welchen Voraussetzungen durch das Feldgerät F4* welche Abfragen erstellt und gestellt werden.
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2 zeigt eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung. Von der in 1 gezeigten Ausgestaltung unterscheidet sich die Ausgestaltung in 2 dadurch, dass die übergeordnete Steuereinheit Control über zwei Bussysteme, beispielsweise Profibus DP und Profibus PA mit den Feldgeräten F1, F2, F3, F4* kommuniziert. Zwischen den beiden Bussystemen DP, PA ist im Falle des zuvor genannten Beispiels ein DP-PA Link vorgesehen, der das Protokoll des einen Bussystems DP auf das andere Bussystem PA umsetzt. Üblicherweise stellt ein derartiger DP-PA Link einen nicht transparenten Kommunikationsübergang dar, so dass es nicht möglich ist, von der DP-Seite eine Diagnose durchzuführen.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass das Feldgerät F4* mit erweiterter Funktionalität auf eigene Initiative oder auf Anfrage von dem Konfigurier-/Managementsystem die erfasste und gegebenenfalls weiterverarbeitete und/oder im Feldgerät F4* mit erweiterter Funktionalität gespeicherte Informationen an das Konfigurier-/Managementsystem weiterleitet. Auf diese Weise können die Informationen in dem Konfigurier-/Managementsystem verwertet werden, ohne dass das Konfigurier-/Managementsystem an den Feldbus angeschlossen sein muss. Somit können in Konfigurier-/ManagementsystemInformationen auch Informationen von mehreren Feldbus-Segmenten verwertet werden.
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Vorzugsweise werden die erfassten Informationen bereits in dem Feldgerät F4* mit erweiterter Funktionalität in geeigneter Weise weiterverarbeitet und/oder mehrere Informationen zusammengefasst (bzw. gesammelt). In dieser weiterverarbeiteten und/oder zusammengefassten Form können sie dann an das Konfigurier-/Managementsystem übermittelt werden. Auf diese Weise erhält das Konfigurier-/Managementsystem bereits höherwertige Informationen, und der Datenverkehr zwischen dem Konfigurier-/Managementsystem 4 und dem Feldgerät F4* mit erweiterter Funktionalität kann reduziert werden. Beispielsweise kann an Stelle von einer Vielzahl von Einzelinformationen die oberhalb beschriebene LiveList übermittelt werden, oder es können zusammengefasste Diagnoseinformationen zu einer Mehrzahl von Feldgeräten des Feldbus-Segments übermittelt werden.
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Die gesammelte Übermittlung kann insbesondere mit Hilfe eines CommDTM (Kommunikations-DTM) des Feldgeräts F4* mit erweiterter Funktionalität erfolgen. Solch ein CommDTM ist dabei in dem Konfigurier-/Managementsystem implementiert und für die Kommunikationsdienste mit dem Feldgerät F4* mit erweiterter Funktionalität zuständig. Dabei kann ein solcher CommDTM die oberhalb beschriebene LiveList bzw. anderweitige weiterverarbeitete und/oder zusammengefasste Informationen unmittelbar aus einem entsprechenden Speicher (insbesondere aus einem Zwischenspeicher) des Feldgeräts F4* mit erweiterter Funktionalität abfragen. Beispielsweise kann der CommDTM bereits solch eine aktuelle Liste vorhalten und einer entsprechenden Rahmenapplikation (FDT Frame) des Konfigurier-/Managementsystems bei Bedarf bereitstellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/074105 A2 [0008]
- DE 102009045386 [0009]
