DE102014016180A1 - Verfahren und Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage mit einem Konfigurationswerkzeug, das ausgebildet ist, ein Feldgerät in der Automatisierungsanlage physisch zu erkennen, logisch in die Automatisierungsanlage einzubinden und in der Automatisierungsanlage zu konfigurieren, wobei das Konfigurationswerkzeug hierzu auf einen vorgegebenes feldgerätetypspezifisches Informationspaket (10) zurückgreift, welches die Funktionen und Daten des Feldgeräts zumindest teilweise beschreibt und wobei das Konfigurationswerkzeug aus mindestens einem Server (1) und mindestens einem Client (2) besteht, wobei der Server (1) ausgebildet ist, empfangene Konfigurationsdaten (22) mit dem feldgerätetypspezifische Informationspaket (10) in ein feldgerätespezifisches Informationspaket (21) zu integrieren und das feldgerätespezifischen Informationspaket (21) mittels einer Validierungslogik zu validieren und zu verarbeiten, und wobei der Client (2) eine Benutzerschnittstelle (23) zur Entgegennahme der Konfigurationsdaten (22) aufweist. Zur Vermeidung von Engpässe in der Client-Server-Kommunikation wird vorgeschlagen, den Client (2) mit einer Instanz des feldgerätetypspezifischen Informationspakets (10) auszustatten, zur Integration der entgegengenommenen Konfigurationsdaten (22) in ein feldgerätespezifisches Informationspaket (21) und ur Validierung des feldgerätespezifischen Informationspakets (21) auszubilden. Der Server (1) ist zur Entgegennahme validierter feldgerätespezifischer Informationspakete (21) ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage. Die Erfindung findet insbesondere Verwendung in der Prozessautomation oder Maschinensteuerung zum Steuern von Prozessen und/oder Anlagenkomponenten.
  • Automatisierungssysteme zur Steuerung eines technischen Prozesses oder einer technischen Anlage umfassen üblicherweise eine Steuerungseinrichtung (SPS), die in einem Verbund einer Vielzahl von intelligenten elektrischen Geräten integriert werden. Intelligente elektronische Geräte sind mikroprozessorbasierte Geräte wie beispielsweise Schutz- und Steuergeräte, Motorschutzgeräte, intelligente Schalter und Spannungsregler, Frequenzumrichter, Druck- und Temperaturmessumformer, Durchflussmesser und Stellantriebe.
  • Aus dem Beitrag „FDI Device Integration – Best of Both Worlds", atp edition 6/2010, Seiten 16 bis 19, ist bekannt, Feldgeräte mit dem FDI-Konzept (Field Device Integration IEC-62769) in eine Automatisierungsanlage zu integrieren. Grundlage dieses Konzepts ist die Bereitstellung von Informationen zur Konfiguration von Feldgeräten in einem gerätespezifischen FDI-Paket. Dieses FDI-Paket umfasst eine fest vorgegebene Informationsmenge, welche aus einer Device Definition, Business Logic, User Interface Description und User Interface Plug-In's besteht. Die Device Definition umfasst Verwaltungsinformationen und das Gerätemodell. Die Business Logic beschreibt die Kommunikationslogik zum Gerät und dient der Konsistenzsicherung des Gerätemodells. Die User Interface Description beschreibt die Präsentation der Geräteparameter und Gerätefunktionen. Die User Interface Plug-In's sind programmierte Komponenten von Oberflächenanteilen zur Darstellung der Geräteparameter und Funktionen.
  • Bei der Konfiguration von Feldgeräten mittels EDD (Electronic Device Description) Technologie IEC 61804 stellt ein Gerätehersteller eine EDD bereit, die Informationen über die Kommunikation mit dem Gerät, die Geschäftslogik und die Benutzerschnittstellen, also welche Eingabemasken sollten einem Benutzer dargestellt werden, beinhaltet. Zur Geschäftslogik gehört beispielsweise, wann welche Parameter geschrieben werden dürfen.
  • Die FDI Technologie benutzt diese Mechanismen der EDD und stellt das Konzept des FDI Package bereit, bei dem neben einer EDD noch andere Informationen wie Benutzerhandbuch enthalten sein können, aber auch sogenannte UIPs (User Interface PlugIn), die weitere Benutzerschnittstellen in anderen Technologien, wie beispielsweise .NET Assemblies, bereitstellen, welche im Gegensatz zu EDD basierten Benutzerschnittstellen aus programmiertem und zu einer Komponente compilierten Code besteht.
  • FDI-Pakete werden typischerweise von Geräteherstellern erstellt, und von Systemherstellern verwendet, um die Geräte der Gerätehersteller in ihrem System zu integrieren und konfigurieren.
  • In der EDD können neben einem einzelnen Benutzerelement mit verschiedenen Parametern, Graphen und anderer Elemente auch neue Fenster und Dialoge definiert sein. Ein Host hat dabei gewisse Freiheiten und kann beispielsweise mehrere in der EDD definierten Menüs gleichzeitig in verschiedenen Fenstern darstellen oder auch Benutzerschnittstellen von verschiedenen Geräteinstanzen.
  • Darüber hinaus erlaubt die EDD Spezifikation, einen Eingabekontext zu definieren, der Änderungen an einer Gerätekonfiguration beinhaltet, die der Benutzer an der Oberfläche bereits durchgeführt hat, aber noch nicht in das Gerät oder die Offline-Konfiguration geschrieben hat.
  • In einem solchen Programmierwerkzeug werden Informationen zu den Geräten visualisiert und Funktionen, wie Parametrierungen, ausgeführt. Hierzu ist zunächst durch den Anwender ein Gerät aus einer Vielzahl von Geräten auszuwählen.
  • Feldgeräte werden mit Hilfe von EDD-Dateien beschrieben. Mittels dieser EDD werden sowohl die gerätespezifischen Informationen zum Kommunikation mit dem Feldgerät über einen Feldbus bereitgestellt als auch alle Elemente zur Konfiguration und zum Monitoring des Feldgerätes mittels einer entsprechenden Benutzerschnittstelle. Die EDD definiert dabei Logik die bei jeder Änderung eines einzelnen Geräteparameters ausgeführt werden können muss.
  • In einer Client-Server-Architektur wie in FDI wird die EDD auf dem Server verarbeitet, die Benutzerschnittstelle selbst wird dabei auf einem Client bereitgestellt. Zur Konfiguration eines Feldgerätes wird ein entsprechendes Userinterface für jede Änderung eines Wertes entsprechend der in der EDD definierten Verarbeitungslogik auf dem Server aktiviert. Dies bedingt eine intensive Interaktion zwischen dem Client und dem Server bei jeder Änderung eines Parameters in der Parametrieroberfläche. Während des Editiervorganges müssen zudem mehrmals die darzustellenden Inhalte als auch geänderten Werte vom EDD verarbeitenden Anteil an die Benutzerinterface übertragen werden.
  • In einem System mit vielen Feldgeräten und Clients führt dies zu Engpässen in der Client-Server-Kommunikation und damit zu Bedienoberflächen, deren zeitliches Reaktionsverhalten nicht mehr den üblichen Anforderungen entspricht.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage mit einem Konfigurationswerkzeug in einer Client-Server-Architektur anzugeben, dessen Zeitverhalten Engpässe in der Client-Server-Kommunikation vermeidet.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die einrichtungmäßigen Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Darüber hinaus wird diese Aufgabe durch die Verfahrensmerkmale des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage mit einem Konfigurationswerkzeug, das ausgebildet ist, ein Feldgerät in der Automatisierungsanlage physisch zu erkennen, logisch in die Automatisierungsanlage einzubinden und in der Automatisierungsanlage zu konfigurieren, wobei das Konfigurationswerkzeug hierzu auf einen vorgegebenes feldgerätetypspezifisches Informationspaket zurückgreift, welches die Funktionen und Daten des Feldgeräts zumindest teilweise beschreibt und wobei das Konfigurationswerkzeug aus mindestens einem Server und mindestens einem Client besteht, wobei der Server ausgebildet ist, empfangene Konfigurationsdaten mit dem feldgerätetypspezifische Informationspaket in ein feldgerätespezifisches Informationspaket zu integrieren und das feldgerätespezifischen Informationspaket mittels einer Validierungslogik zu validieren und zu verarbeiten, und wobei der Client eine Benutzerschnittstelle zur Entgegennahme der Konfigurationsdaten aufweist.
  • Erfindungsgemäß ist einrichtungsgemäß vorgesehen, dass der Client mit einer Instanz des feldgerätetypspezifischen Informationspakets ausgestattet ist. Der Client ist ausgebildet auf der Basis des feldgerätetypspezifischen Informationspakets ein feldgerätespezifischen Informationspaket zu bilden, welches die entgegengenommenen feldgeräteindividuellen Konfigurationsdaten aufweist. Das feldgerätetypspezifische Informationspaket wird durch die feldgeräteindividuellen Konfigurationsdaten zu einem individuellen feldgerätespezifischen Informationspaket.
  • Darüber hinaus ist der Client zur Validierung des feldgerätespezifischen Informationspakets ausgebildet. Dazu werden Funktionen des feldgerätetypspezifischen Informationspakets ausgeführt.
  • Der Server ist zur Entgegennahme validierter feldgerätespezifischer Informationspakete ausgebildet. Dabei wird vermieden, bereits im Client validierte feldgerätespezifische Informationspakete im Server nochmals zu validieren.
  • Vorteilhafterweise werden die vom Client entgegengenommenen Konfigurationsdaten ohne Client-Server-Kommunikation unmittelbar im Client validiert und nur die validierter Konfigurationsdaten an den Server übermittelt.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist auf dem Client eine Instanz der Validierungslogik implementiert.
  • Im Einzelnen wird diese Instanz während des Editiervorganges auf dem Client ausgeführt. Während des Editiervorganges ist damit keinerlei oder nur eine sehr eingeschränkte Client-Server-Kommunikation erforderlich. Nach Bestätigen der Änderungen in der Bedienoberfläche werden nur die durch den Benutzer oder durch die in dem feldgerätetypspezifischen Informationspaket definierte Verarbeitungslogik geänderten Werte des feldgerätespezifischen Informationspakets zum Server zu übertragen.
  • Auf dem Server wird dann der in dem entsprechenden feldgerätetypspezifischen Informationspaket definierte Kommunikationsanteil auf Basis der geänderten Werte ausgeführt ohne die in dem feldgerätetypspezifischen Informationspaket definierte Logik zur Validierung von Änderungen von Geräteparametern erneut durchzuführen.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das im Client validierte feldgerätespezifische Informationspaket ein Validierungskennzeichen auf, welches seinen Validierungszustand repräsentiert.
  • Vorteilhafterweise erkennt der Server anhand des Validierungskennzeichens den Validierungszustand des empfangenen feldgerätespezifischen Informationspakets. Bereits validiert empfangene feldgerätespezifische Informationspakete bedürfen keiner weiteren Validierung und werden direkt in die Konfiguration der Automatisierungsanlage übernommen, währenddessen unvalidiert empfangene feldgerätespezifische Informationspakete zunächst validiert werden, bevor sie in die Konfiguration der Automatisierungsanlage übernommen werden.
  • Erfindungsgemäß ist verfahrensmäßig vorgesehen, in einem ersten Schritt eine Instanz der Validierungslogik in den Client zu laden und zu implementieren. In einem zweiten Schritt wird aus den entgegengenommenen Konfigurationsdaten und dem feldgerätetypspezifisches Informationspaket ein feldgerätespezifisches Informationspaket gebildet. In einem dritten Schritt wird das feldgerätespezifische Informationspaket unmittelbar im Client validiert.
  • Anschließend wird das validierte feldgerätespezifisches Informationspaket vom Client zum Server übertragen. Im Server wird das validierte feldgerätespezifische Informationspaket als validiert akzeptiert und in die Konfiguration der Automatisierungsanlage übernommen.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die im Client validierten Konfigurationsdaten mit einem Validierungskennzeichen als validiert gekennzeichnet.
  • Vorteilhafterweise erkennt der Server anhand des Validierungskennzeichens den Validierungszustand des empfangenen feldgerätespezifischen Informationspakets. Bereits validiert empfangene feldgerätespezifische Informationspakete bedürfen keiner weiteren Validierung und werden direkt in die Konfiguration der Automatisierungsanlage übernommen, währenddessen unvalidiert empfangene feldgerätespezifische Informationspakete zunächst validiert werden, bevor sie in die Konfiguration der Automatisierungsanlage übernommen werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Figur ist ein Konfigurationswerkzeug, das ausgebildet ist, ein Feldgerät in der Automatisierungsanlage physisch zu erkennen, logisch in die Automatisierungsanlage einzubinden und in der Automatisierungsanlage zu konfigurieren, in einer Client-Server-Architektur bestehend aus einem Server 1 und einem Client 2 dargestellt.
  • Im Server 1 ist mindestens ein feldgerätetypspezifisches Informationspaket 10 abgelegt, welches die Funktionen und Daten des Feldgeräts zumindest teilweise beschreibt. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist dieses feldgerätetypspezifische Informationspaket 10 eine EDD-Datei.
  • Darüber hinaus ist auf dem Server 1 die Anlagenkonfiguration 11 gespeichert, welche die Konfigurationsdaten aller Feldgeräte der Automatisierungsanlage umfasst.
  • Der Client 2 ist weist eine Benutzerschnittstelle 23 zur Entgegennahme von Konfigurationsdaten 22 auf.
  • Nach den Merkmalen der Erfindung ist der Client 2 mit einer Instanz des feldgerätetypspezifischen Informationspakets 10 ausgestattet. Das feldgerätetypspezifische Informationspaket 10 wird im Client 2 durch Aufnahme der entgegengenommenen Konfigurationsdaten 22 in ein individuelles feldgerätespezifisches Informationspaket 21 transformiert.
  • Dieses feldgerätespezifische Informationspaket 21 wird im Client 2 auf der Basis der Funktionen und Daten des feldgerätetypspezifischen Informationspakets 10 validiert. Ein validiertes feldgerätespezifisches Informationspaket 21 wird mit einem Validierungskennzeichen 24 markiert, welches den Validierungszustand des feldgerätespezifischen Informationspakets 21 repräsentiert.
  • Das validierte feldgerätespezifische Informationspaket 21 wird vom Client 2 zum Server 1 gesendet. Der Server 1 erkennt anhand des Validierungskennzeichens 24 den Validierungszustand des feldgerätespezifischen Informationspakets 21 und übernimmt das validierte feldgerätespezifische Informationspaket 21 ohne eigene Validierung in die Anlagenkonfiguration 11.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Server
    10
    feldgerätetypspezifisches Informationspaket
    11
    Anlagenkonfiguration
    2
    Client
    21
    feldgerätespezifisches Informationspaket
    22
    Konfigurationsdaten
    23
    Benutzerschnittstelle
    24
    Validierungskennzeichen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „FDI Device Integration – Best of Both Worlds”, atp edition 6/2010, Seiten 16 bis 19 [0003]
    • IEC-62769 [0003]
    • IEC 61804 [0004]

Claims (5)

  1. Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage mit einem Konfigurationswerkzeug, das ausgebildet ist, ein Feldgerät in der Automatisierungsanlage physisch zu erkennen, logisch in die Automatisierungsanlage einzubinden und in der Automatisierungsanlage zu konfigurieren, wobei das Konfigurationswerkzeug hierzu auf einen vorgegebenes feldgerätetypspezifisches Informationspaket (10) zurückgreift, welches die Funktionen und Daten des Feldgeräts zumindest teilweise beschreibt und wobei das Konfigurationswerkzeug aus mindestens einem Server (1) und mindestens einem Client (2) besteht, wobei der Server (1) ausgebildet ist, empfangene Konfigurationsdaten (22) mit dem feldgerätetypspezifische Informationspaket (10) in ein feldgerätespezifisches Informationspaket (21) zu integrieren und das feldgerätespezifischen Informationspaket (21) mittels einer Validierungslogik zu validieren und zu verarbeiten, und wobei der Client (2) eine Benutzerschnittstelle (23) zur Entgegennahme der Konfigurationsdaten (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, • dass der Client (2) mit einer Instanz des feldgerätetypspezifischen Informationspakets (10) ausgestattet ist, • dass der Client (2) ausgebildet ist zur Integration der entgegengenommenen Konfigurationsdaten (22) in ein feldgerätespezifisches Informationspaket (21), • dass der Client (2) ausgebildet ist zur Validierung des feldgerätespezifischen Informationspakets (21) und • dass der Server (1) zur Entgegennahme validierter feldgerätespezifischer Informationspakete (21) ausgebildet ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Client (2) eine Instanz der Validierungslogik implementiert ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das im Client (2) validierte feldgerätespezifische Informationspaket (21) ein Validierungskennzeichen (24) aufweist, welches seinen Validierungszustand repräsentiert.
  4. Verfahren zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage mit einem Konfigurationswerkzeug, das ausgebildet ist, ein Feldgerät in der Automatisierungsanlage physisch zu erkennen, logisch in die Automatisierungsanlage einzubinden und in der Automatisierungsanlage zu konfigurieren, wobei das Konfigurationswerkzeug hierzu auf einen vorgegebenes feldgerätetypspezifisches Informationspaket (10) zurückgreift, welches die Funktionen und Daten des Feldgeräts zumindest teilweise beschreibt und wobei das Konfigurationswerkzeug aus mindestens einem Server (1) und mindestens einem Client (2) besteht, wobei der Server (1) ausgebildet ist, empfangene Konfigurationsdaten (22) mit dem feldgerätetypspezifische Informationspaket (10) in ein feldgerätespezifisches Informationspaket (21) zu integrieren und das feldgerätespezifischen Informationspaket (21) mittels einer Validierungslogik zu validieren und zu verarbeiten, und wobei der Client (2) eine Benutzerschnittstelle (23) zur Entgegennahme der Konfigurationsdaten (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, • dass eine Instanz der Validierungslogik in den Client (2) geladen und implementiert wird, • dass im Client (2) aus den entgegengenommenen Konfigurationsdaten (22) und dem feldgerätetypspezifisches Informationspaket (10) ein feldgerätespezifisches Informationspaket (21) gebildet wird, • dass das feldgerätespezifisches Informationspaket (21) im Client (2) validiert wird, • dass das validierte feldgerätespezifisches Informationspaket (21) vom Client (2) zum Server (1) übertragen wird und • dass das validierte feldgerätespezifische Informationspaket (21) im Server (1) als validiert akzeptiert und in die Konfiguration (11) der Automatisierungsanlage übernommen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das im Client (2) validierte feldgerätespezifisches Informationspaket (21) mit einem Validierungskennzeichen (24) als validiert gekennzeichnet wird.
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