-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Installationsprogramm gemäß dem Oberbegriff in Anspruch 1 und ein Verfahren zum Installieren eines DTMs eines Feldgerätes auf einem Zielsystem gemäß dem Oberbegriff in Anspruch 7.
-
In der Automatisierungsindustrie kommen Feldgeräte für Mess- und Regelungsaufgaben zum Einsatz. Diese Feldgeräte verfügen im Allgemeinen über ein oder mehrere Feldbusanschlüsse (wie z.B. in IEC61158) zu Konfiguration, Parametrierung, Wartung und zum Austausch von Prozesswerten. Es gibt zwei Hauptszenarien für die digitale Kommunikation.
- 1. Kommunikation der Geräte untereinander
- 2. Kommunikation verschiedenster Computer-gestützter Anwendung mit den Feldgeräten
Das Hauptszenario 2 gliedert sich wiederum in verschiedene Anwendungstypen auf, wie: - a. Leitsysteme (Distributed Control Systems auch DCS abgekürzt) zur Steuerung von automatisierten Anlagen
- b. Engineering Werkzeuge zur Erstellung und Bearbeitung der Parametersätze ganzer Anlagen
- c. Instandhaltungs-Werkzeuge zur Beobachtung, Überprüfung, Wartung und Pflege der installierten Geräte
- d. Parametrier-Werkzeuge zur Bearbeitung der Parametersätze von Geräten
- e. Konfigurations-Werkzeuge zur Abstimmung der Komponenten eines Gerätes
-
Diese Anwendungstypen werden im Folgenden als übergeordnete Systeme bezeichnet. Je nach Anwendungsfall verfügen die Feldgeräte über Parametersätze mit hunderten einstellbarer Parameter. Dies trifft gerade auf Feldgeräte zu, die in kontinuierlichen Prozessen zum Einsatz kommen. Solche Anwendungsfälle werden im Allgemeinen unter dem Begriff Prozessautomatisierung zusammengefasst.
-
Da die Geräte-Parameter sehr Gerätetyp-spezifisch sind, muss jeder Gerätetyp individuell in ein übergeordnetes System integriert werden. Um diese Integration zu vereinfachen, haben sich zwei Standards mit unterschiedlichen Ansätzen etabliert.
- I. EDDL – Electronic Device Description Language (IEC61804-3)
Eine Beschreibungssprache zur Beschreibung von Parametern, Funktionen, Abhängigkeiten und Bedienstrukturen eines Gerätetyps.
- II. FDT – Field Device Tool (IEC62453)
Ein Treiberkonzept, welches die Integration der Feldgerätetypen durch Anwendungsfall-spezifische Programmkomponenten (DTM – Device Type Manager) erlaubt.
-
Heute sind Anlagen in der Prozessautomatisierung mit zehntausenden (einzelne sogar im 6-stelligen Bereich) Feldgeräten und hunderten Feldgerätetypen üblich, die zentral über die Feldbusstruktur bedient werden können. Zur Integration der verwendeten Feldgerätetypen mittels FDT müssen dazu ebenso viele Treiber in den entsprechenden Anwendungen installiert werden. Große Gerätehersteller verfügen zur Realisierung dieser Integrationsarbeit über Treiberbibliotheken, die mehr als tausend unterschiedliche Gerätetypen enthalten können. Die Verteilung der Software mit Auslieferung, Installation, Update, Upgrade und Deinstallation wird wie heute üblich mit Standardmitteln in Form eines Installationsprogramms erledigt. Wobei die Größe des Installationsprogrammes die Größe einer DVD überschreiten kann. Diese Vorgehensweise ist erprobt und findet in unterschiedlichsten Betriebssystemen ähnliche Anwendung. Die Prozessautomatisierung hat hier aber weitergehende Anforderungen, die sich wie folgt erklären lassen:
Die Abnahme einer Anlage der Prozessautomatisierung beinhaltet auch die Abnahme der für die Steuerung benötigten Software-Komponenten. Je nach Kritikalität der Anlage unterscheiden sich die Abnahmeverfahren und Abnahmebedingungen (siehe auch „Sicherheits-Integritätslevel“ EN 61508, IEC61508 oder FDA unter www.fda.gov).
-
Diese Abnahmen sind sehr kostenintensiv. Änderungen werden deshalb möglichst selten durchgeführt und wenn, sollten diese möglichst nur Teilbereiche der abgenommenen Anlage betreffen. Wird also beispielsweise ein neuer Gerätetyp eingebaut oder ein neuer Treiber (DTM) benötigt, sollten das Abnahme-Verfahren möglichst nur die neuen Komponenten selbst und deren direkte Umgebung betreffen. Das Aufspielen einer neuen Treiberbibliothek ist somit unerwünscht, da alle bereits existierende und abgenommene Teile der Anlage wieder neu abgenommen werden müssten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die zuvor beschriebenen Nachteile zu überwinden.
-
Die Aufgabe wird durch ein Installationsprogramm und ein Verfahren zum Installieren eines DTMs gelöst.
-
Hinsichtlich des Installationsprogrammes wird die Aufgabe durch ein Installationsprogramm gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen des Anspruchs 1.
-
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen des Anspruchs 7.
-
Ein erfindungsgemäßes Installationsprogramm benötigt Installationskomponenten (Features), die alle Informationen selbst verwalten und alle Aktionen eigenständig ausführen können. Das Installationsprogramm selbst dient nur noch als Informationsvermittler, ohne dabei selbst die Inhalte verstehen zu können. In diesem System unabhängiger, eigenständiger Installationskomponenten gibt es
- • Features (sichtbare Funktionen)
- • Supporters (nicht sichtbare Funktionen, welche die sichtbaren Funktionen brauchen).
-
Features können auf dem Zielsystem und in einem Installationsprogramm nur in einer Version vorliegen. Während der Installation selbst können sie aber koexistent sein, um dem Anwender die Möglichkeit zu geben, zwischen installierter Version und neuer Version zu unterscheiden.
-
Supporters können im Allgemeinen in unterschiedlichsten Versionen, sowohl als installierte Komponente im Zielsystem, als auch im Installationsprogramm koexistieren. Aufgrund der aktuellen technischen Ausprägung gibt es bei den Supportern Ausnahmen. Dies sind gemeinsam (shared) genutzte Supporter, die keine Koexistenz verschiedener Versionen auf dem Zielsystem erlauben. Diese müssen gesondert behandelt werden. Ein Update dieser Komponenten führt automatisch zu einer binären Veränderung weiter Teile der installierten Komponenten.
-
Durch die Schaffung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche im Ergebnis immer ein voll funktionsfähiges individuelles Installationsprogramm auf dem Zielsystem pflegt, wird der Transport der aktuellen Installation auf andere Zielsysteme erheblich vereinfacht.
-
Dazu muss lediglich das Installationsprogramm des Quellsystems auf das Zielsystem übertragen werden und dort nur noch ausgeführt werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren führt innerhalb eines Installationsvorgangs auf dem Zielsystem nicht nur die gewünschten Veränderungen durch, sondern erstellt parallel dazu ein individualisiertes Installationsprogramm bzw. Zielsystem-Installationsprogramm auf dem Zielrechner, welches genau die Komponenten verwaltet, die auf diesem Zielsystem installiert wurden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu folgenden Vorteilen:
- i. Das lokale und Bedienstation-spezifische Installationsprogramm auf einer Bedienstation kann zu jedem Zeitpunkt auf eine andere Bedienstation übertragen und dort exakt dieselbe Softwarekonfiguration aufgebaut werden.
- ii. Zur Reparatur einer zerstörten Installation wird kein externes Installationsprogramm benötigt.
- iii. Die Vielfalt der unterschiedlichen Installationsversionen und Treiber-Stände wird mittels eines lokal installierten individuellen Installationsprogramms verwaltet.
- iv. Eine Verifikation der installierten Komponenten ist jederzeit möglich.
- v. Der Anlagentreiber kann beliebige Versionskombinationen für seine Anlage festlegen und diese selbst mit einfachen Mitteln verwalten.
-
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
-
1: zeigt die Struktur von installierten Software-Komponenten gemäß dem Stand der Technik,
-
2: zeigt einen ersten beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Erstinstallation eines DTMs mittels des Installationsprogrammes auf dem Zielsystem,
-
3: zeigt einen zweiten beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Erweiterungsinstallation mittels des Installationsprogrammes auf dem Zielsystem,
-
4: zeigt einen dritten beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Upgrade zumindest eines DTMs mittels des Installationsprogrammes auf dem Zielsystem,
-
5: zeigt einen vierten beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Downgrade zumindest eines DTMs mittels des Installationsprogrammes auf dem Zielsystem.
-
1 zeigt den Stand der Technik aus dem es bekannt ist, Treiberkonzepte so zu strukturieren, dass Updaten eines Treibers möglich wird, wobei die übrigen Treiber weiterhin binär unverändert existieren können. Dieses inkrementelle Vorgehen wünschen die Anlagenbetreiber über die Gesamte Laufzeit der Anlage, zumindest aber bis zur nächsten Abnahmezyklusbedingten Neuabnahme. Berücksichtig man, dass im Schnitt 3 mal pro Jahr ein Softwareupdate der Treiberbibliotheken erfolgt und die Anlage über ca. 5–10 Jahre gepflegt wird, kann man damit rechnen, dass in der über die Jahre gewachsenen Installation die Treiber in unterschiedlichsten Versionen vorliegen.
-
Die Treiber sind auf dezentralen Bedienstationen installiert. Möchte man nun die Anlage um eine Bedienstation erweitern oder eine bereits existierende ersetzen, ist man mit herkömmlichen Mitteln dazu gezwungen die Installation nachzuarbeiten und in historischer Reihenfolge alle Installationen, Updates und Upgrades nochmals durchzuführen. Dieser Vorgang ist sehr zeitaufwendig, fehleranfällig und nicht mehr durchführbar, falls eine bestimmte Version des Installationsprogramms nicht mehr zur Verfügung steht.
-
2 zeigt einen ersten beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Erstinstallation eines DTMs mittels des Installationsprogrammes 1 auf dem Zielsystem. Hierzu wird während der Installation ein individuelles Installationsprogramm 1 erzeugt, welches genau den Umfang der vorgenommenen Installation verwalten kann.
-
Wie in 2 dargestellt, wird das Feature „A“ mit der Version „X“ installiert. Als Ergebnis wird auf dem Zielsystem neben den installierten Komponenten Feature „A“ mit Version „X“ und Supporter „M“ mit Version „X“, noch ein Installationsprogramm 1 erzeugt, das genau die installierten Komponenten 3 enthält.
-
3 zeigt einen zweiten beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Erweiterungsinstallation mittels des Installationsprogrammes 1 auf dem Zielsystem 2. Der Ablauf erfolgt ähnlich der gängigen zuvor beschriebenen Vorgehensweise. In dem in 3 dargestellten Beispiel wird zusätzlich Feature „C“ in Version „X“ installiert. Mit dem neuen Feature 5 wird auch der assoziierte Supporter „N“ in Version „X“ installiert.
-
4 zeigt einen dritten beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Upgrade zumindest eines DTMs mittels des Installationsprogrammes 1 auf dem Zielsystem. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Installationsverfahren erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren, frei entscheiden zu können, welche Version eines Features 5 installiert werden soll.
-
Zur Realisierung dieses Vorgangs erzeugt die Installation ein temporäres, vorzugsweise virtuelles Installationsprogramm 7, welches eine Vereinigungsmenge von beiden Installationsprogrammen darstellt. In diesem Installationsprogramm 7 kann ein Anwender bzw. ein Bediener nun auswählen, welche Komponenten er installiert haben will.
-
5 zeigt einen vierten beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Downgrade zumindest eines DTMs mittels des Installationsprogrammes 1 auf dem Zielsystem 2. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Installationsverfahren 1 erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren frei entscheiden zu können, welche Version eines Features 5 installiert werden soll. Dadurch ist es dann auch möglich in einem Setup-Schritt eine Version eines Features 5 durch eine ältere Version eines Features (Downgrade) 5 zu ersetzen.
-
Ähnlich wie beim Upgrade wird entsprechend der Patentidee ein temporäres, vorzugsweise virtuelles Installationsprogramm 7 erzeugt, welches beide Installationsprogramme vereinigt und in diesem Fall die Installation der Vorgängerversion von Feature „A“ Version „X-1“ erlaubt. Das Installationsprogramm 1 auf dem Zielsystem 2 wird entsprechend nachgepflegt.
-
Durch die Schaffung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches im Ergebnis immer ein voll funktionsfähiges individuelles Installationsprogramm 1 auf dem Zielsystem 2 pflegt, wird der Transport der aktuellen Installation auf andere Zielsysteme 2 erheblich vereinfacht. Dazu muss das Installationsprogramm des Quellsystems auf das Zielsystem übertragen und ausgeführt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Installationsprogramm
- 2
- Zielsystem
- 3
- Installationskomponenten
- 4
- Zielsystem-Installationsprogramm
- 5
- Feature
- 6
- Supporter
- 7
- Temporäres Installationsprogramm
-
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
-
- IEC61158 [0002]
- IEC61804-3 [0004]
- IEC62453 [0004]
- EN 61508 [0005]
- IEC61508 [0005]
