DE102017123224A1 - Verfahren zum Etablieren einer Netzwerkkommunikation mittels OPC UA - Google Patents

Verfahren zum Etablieren einer Netzwerkkommunikation mittels OPC UA Download PDF

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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Etablieren einer Netzwerkkommunikation, wobei ein erstes Kommunikationsnetzwerk (KN1) vorgesehen ist, in welchem eine erste Netzwerkkomponente (NK1) eingebunden ist, welche zur Kommunikation mittels des OPC UA-Standards ausgestaltet ist,wobei die erste Netzwerkkomponente (NK1) ein OPC UA DI-basiertes Informationsmodell nutzt, undwobei die erste Netzwerkkomponente (NK1) über das erste Kommunikationsnetzwerk (KN1) mit zumindest einer zweiten Netzwerkkomponente (NK2) verbunden ist,umfassend:- Stellen einer Kompatibilitätsanfrage durch die erste Netzwerkkomponente (NK1) an die zweite Netzwerkkomponente (NK2), wobei die Kompatibilitätsanfrage eine Bestätigung von der zweiten Netzwerkkomponente (NK2) erfordert, dass die zweite Netzwerkkomponente (NK2) Abfragen gemäß dem OPC UA DI-basierten Kommunikationsmodells der ersten Netzwerkkomponente (NK1) verarbeiten kann;- Abfragen von Metainformationen (MI) der zweiten Netzwerkkomponente (NK2) und Übertragen der Metainformationen (MI) an die erste Netzwerkkomponente (NK1) im Falle, dass die Kompatibilität bestätigt wird, wobei die abzufragenden Metainformationen (MI) im OPC UA DI-Informationsmodell der ersten Netzwerkkomponente (NK1) definiert sind;- Erstellen eines Strukturplans (SP) mittels der ersten Netzwerkkomponente (NK1), welcher die Metainformationen (MI) der zweiten Netzwerkkomponente (NK2) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Etablieren einer Netzwerkkommunikation zwischen einer ersten und einer zweiten Netzwerkkomponente.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Prozessautomatisierungstechnik ebenso wie in der Fertigungsautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, pH-Messung, Füllstandmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktoren verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.
  • Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.
  • In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Kommunikationsnetzwerke wie beispielsweise Feldbusse (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. Bei den übergeordneten Einheiten handelt es sich um Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder einen PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, insbesondere von Sensoren, erfassten Messwerte werden über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt, die die Messwerte gegebenenfalls weiterverarbeiten und an den Leitstand der Anlage weiterleiten. Der Leitstand dient zur Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung und Prozessteuerung über die übergeordneten Einheiten. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfiguration und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren.
  • Abgesehen von Feldbusnetzwerken werden heutzutage auch Ethernet-Netzwerke eingesetzt, welche den OPC UA („Open Platforms Communication Unified Architecture“)-Standard nutzen. Dieser Standard umfasst ein industrielles Machine-to-Machine-Protokoll, welches plattformunabhängig nutzbar ist. Es weist insbesondere eine höhere Performance als bestehende Feldbusnetzwerke auf.
  • Das Verwenden von OPC UA in einem industriellen Netzwerk verlangt zwingend ein Konfigurieren des Netzwerks bei der Inbetriebnahme. Dies stellt mitunter einen hohen Zeitaufwand dar, anhängig unter anderem davon, wie viele Geräte in dem Netzwerk eingesetzt werden sollen. Außerdem sind viele Automatisierungskomponenten, wie Feldgeräte, nach wie vor in Feldbusnetzwerken eingesetzt und nicht zu dem OPC UA-Standard kompatibel.
  • Ausgehend von dieser Problematik liegt der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzustellen, welches es erlaubt, die Inbetriebnahme eines Netzwerkes basierend auf OPC UA zu beschleunigen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Etablieren einer Netzwerkkommunikation gelöst, wobei ein erstes Kommunikationsnetzwerk vorgesehen ist, in welchem eine erste Netzwerkkomponente eingebunden ist, welche zur Kommunikation mittels des OPC UA-Standards ausgestaltet ist,
    wobei die erste Netzwerkkomponente ein OPC UA DI-basiertes Informationsmodell nutzt, und
    wobei die erste Netzwerkkomponente über das erste Kommunikationsnetzwerk mit zumindest einer zweiten Netzwerkkomponente verbunden ist,
    umfassend:
    • - Stellen einer Kompatibilitätsanfrage durch die erste Netzwerkkomponente an die zweite Netzwerkkomponente, wobei die Kompatibilitätsanfrage eine Bestätigung von der zweiten Netzwerkkomponente erfordert, dass die zweite Netzwerkkomponente Abfragen gemäß dem OPC UA DI-basierten Kommunikationsmodells der ersten Netzwerkkomponente verarbeiten kann;
    • - Abfragen von Metainformationen der zweiten Netzwerkkomponente und Übertragen der Metainformationen an die erste Netzwerkkomponente im Falle, dass die Kompatibilität bestätigt wird, wobei die abzufragenden Metainformationen im OPC UA DI-Informationsmodell der ersten Netzwerkkomponente definiert sind;
    • - Erstellen eines Strukturplans mittels der ersten Netzwerkkomponente , welcher die Metainformationen der zweiten Netzwerkkomponente umfasst.
  • Der große Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass ein industrielles Kommunikationsnetzwerk auf schnelle Art und Weise für eine Kommunikation mittels OPC UA konfiguriert werden kann. Die teilnehmenden Geräte, hier die erste und die zweite Netzwerkkomponente, bei denen es sich beispielsweise um Gateways oder Industrie PCs handelt, ermitteln selbstständig, ob die weiteren im Netzwerk befindlichen Geräte für eine Kommunikation mittels OPC UA ausgestaltet sind. Ist dies der Fall, werden automatisch Metainformationen abgerufen. Insbesondere handelt es sich bei der ersten Netzwerkkomponente um ein übergeordnetes System um Überwachen und Steuern der Komponenten des Netzwerks, welches beispielsweise in einer Leitwarte in einer Anlage der Automatisierungstechnik eingesetzt ist. Die abzurufenden Metainformationen sind in einem OPC UA DI („device integration“)-Informationsmodell definiert und dienen dazu, einen Strukturplan zu erstellen, welcher die gesammelten Metainformationen aller Netzwerkteilnehmer, welche OPC UA-fähig sind, enthält. Der Strukturplan kann regelmäßig aktualisiert werden und liefert dem Bediener stets die aktuellen Metainformationen, beispielsweise über den Gerätezustand, der Netzwerkteilnehmer. Der Bediener muss die einzelnen Netzwerkteilnehmer nicht mehr manuell hinzufügen, sondern erhält automatisch den Strukturplan, welcher alle wichtigen Informationen zu den OPC UA-fähigen Geräten enthält.
  • Als Automatisierungskomponente werden beispielsweise auch Feldgeräte bezeichnet, welche im einleitenden Teil der Beschreibung bereits beispielhaft genannt worden sind.
  • Alternativ kann es sich bei der ersten Netzwerkkomponente auch um eine solche Automatisierungskomponente handeln, insbesondere wenn diese über die notwendigen technischen Ressourcen (bspw. ausreichende Prozessorleistung und/oder (Arbeits-)Speicherkapazität) verfügt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Metainformationen umfassen:
    • - Identifikationsinformationen der zweiten Netzwerkkomponente, insbesondere bezüglich der Seriennummer und/oder des Herstellers der zweiten Netzwerkkomponente;
    • - Parameterdaten der zweiten Netzwerkkomponente;
    • - Informationen bezüglich der Kommunikationsart der zweiten Netzwerkkomponente; und/oder
    • - Diagnoseinformationen der zweiten Netzwerkkomponente.
  • Diese Metainformationen stellen die Basisinformationen dar, welche der Bediener über die Netzwerkkomponenten erhalten kann. Auf einen Blick ist für den Bediener ersichtlich welche Netzwerkkomponenten sich in dem Netzwerk befinden, welche Parametrierung diese aufweisen und ob diese bestimmungsgemäß funktionieren.
  • Zusätzlich oder alternativ können die folgenden Metainformationen von der zweiten Netzwerkkomponente abgerufen werden:
    • - Prozessinformationen, beispielsweise Messwerte, welche beispielsweise von Automatisierungskomponenten, welche mit der zweiten Netzwerkkomponente in Kommunikationsverbindung stehen, an die zweite Netzwerkkomponente übermittelt werden ;
    • - Ortsinformationen der zweiten Netzwerkkomponente, insbesondere Geoinformationen wie beispielsweise GPS-Daten; und/oder
    • - Informationen über das erste Kommunikationsnetzwerk (beispielsweise Kabellängen, Kabeltypen, bzw. Anschlüsse, die Einbauhöhe der zweiten, bzw. aller im ersten Kommunikationsnetzwerk vorhandenen Netzwerkkomponenten, die CAD-Daten der zweiten, bzw. aller im ersten Kommunikationsnetzwerk vorhandenen Netzwerkkomponenten, etc.)
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die zweite Netzwerkkomponente an ein zweites Kommunikationsnetzwerk, insbesondere ein Feldbus der Automatisierungstechnik angeschlossen ist, und über das zweite Kommunikationsnetzwerk mit zumindest einer Automatisierungskomponente, welche insbesondere nicht zur Verarbeitung von Abfragen gemäß dem OPC US DI-basierten Kommunikationsmodell fähig ist, verbunden ist, wobei die Metainformationen der zweiten Netzwerkkomponente zusätzlich Identifikationsinformationen der Automatisierungskomponente, insbesondere bezüglich der Seriennummer und/oder des Herstellers der Automatisierungskomponente, umfassen.
  • Auf diese Art und Weise werden auch Netzwerkkomponenten zu dem Strukturplan hinzugefügt, welche normalerweise nicht zu einer Kommunikation mittels OPC UA fähig sind, insbesondere da diese über ein Feldbusnetzwerk kommunizieren. Die zweite Netzwerkkomponente weist eine Schnittstelle zur Verbindung mit dem Netzwerk der Automatisierungskomponente auf, wobei die zweite Netzwerkkomponente üblicherweise eine Protokollkonversion vornimmt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die erste Netzwerkkomponente den Strukturplan auswertet und das OPC UA DI-basierte Informationsmodell mit zumindest einem weiteren Informationsmodell ergänzt, welches weitere Informationsmodell zumindest eine weitere abzufragende Metainformation, welche in dem OPC UA DI-basiertes Informationsmodell nicht definiert ist, definiert.
  • Insbesondere anhand der Identifikationsinformationen wird festgestellt, um welchen Typ der Automatisierungskomponente es sich handelt. Es können dadurch spezifische Metainformationen der Automatisierungskomponente abgefragt werden.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die erste Netzwerkkomponente die weitere Metainformation von der zweiten Netzwerkkomponente und/oder von der Automatisierungskomponente abfragt und den Strukturplan mit dieser weiteren Metainformation ergänzt. Da dieses Verfahren ebenso automatisch wie die ersten Verfahrensschritte abläuft, kann der Bediener das Gesamtnetzwerk quasi per Knopfdruck in Betrieb nehmen und bekommt die spezifischen Metainformationen der Automatisierungskomponente angezeigt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Strukturplan von der ersten Netzwerkkomponente an eine dritte Netzwerkkomponente, welche mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks, mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks oder mittels eines dritten Kommunikationsnetzwerks mit der ersten Netzwerkkomponente verbunden ist, übergeben wird. Beispielsweise handelt es sich in diesem Fall bei der ersten Netzwerkkomponente um ein Gateway oder einen Industrie PC, bei der dritten Netzwerkkomponente handelt es sich beispielsweise um ein übergeordnetes System, welches in der Leitwarte der Anlage eingesetzt ist. Das übergeordnete System erstellt daher nicht selbst den Strukturplan, sondern bekommt diesen von dem Gateway/dem Industrie PC übermittelt. Alternativ handelt es sich bei der dritten Netzwerkkomponente um einen Cloud-Server, auf welchen ein Bediener mittels des Internets zugreifen kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die weitere Metainformation auf Initiative der dritten Netzwerkkomponente abgefragt wird, insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen und/oder nach Bedarf. Der aktuelle Strukturplan kann auf Wunsch des Bedieners erstellt werden. Dieser muss nicht die den Strukturplan erstellende Komponente direkt ansprechen, sondern kann diesen Befehl über jede Netzwerkkomponente erstellen, welche mit der den Strukturplan erstellenden (bzw. die Metainformationen abrufende) Netzwerkkomponente verbunden ist und bekommt von dieser den aktuellen Strukturplan übermittelt. Die dritte Netzwerkkomponente kann die weiteren Metainformationen auch direkt von der zweiten Netzwerkkomponente oder von der Automatisierungskomponente abfragen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die weiteren Metainformationen folgende gerätespezifische Informationen umfassen:
    • - herstellerspezifische Diagnoseinformationen der zweiten Netzwerkkomponente;
    • - Parameterdaten der Automatisierungskomponente;
    • - Konfigurationsinformationen der zweiten Netzwerkkomponente und/oder der Automatisierungskomponente;
    • - Diagnoseinformationen, insbesondere herstellerspezifische Diagnoseinformationen, der Automatisierungskomponente;
    • - Prozesswerte der Automatisierungskomponente;
    • - Gerätedokumentationen der zweiten Netzwerkkomponente und/oder der Automatisierungskomponente;
    • - Eine Netzwerktopologie des zweiten Kommunikationsnetzwerks, umfassend insbesondere das Protokoll des zweiten Kommunikationsnetzwerks und/oder die Netzwerkidentifikation des zweiten Kommunikationsnetzwerks; und oder
    • - Erweiterte Sensordaten der Automatisierungskomponente.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass anhand der Netzwerktopologie des zweiten Kommunikationsnetzwerks das OPC UA-basierte Informationsmodell weiter ergänzt wird und die erste Netzwerkkomponente weitere Metainformationen von der Automatisierungskomponente abfragt, welche folgende netzwerkspezifische Informationen umfassen:
    • - die Kabellänge des zweiten Kommunikationsnetzwerks;
    • - Standortinformationen der Automatisierungskomponente; und/oder
    • - herstellerspezifische Diagnoseinformationen der Automatisierungskomponente.
  • Hierdurch können Metainformationen abgerufen werden, welche spezifisch jene Geräte zur Verfügung stellen, welche in einem Netzwerk mit einem bestimmten Protokoll eingesetzt sind, bieten. Diese Informationen werden durch den Protokollstandard definiert und sind Geräten, welche in Netzwerken, welche einen anderen Protokollstandard einsetzen, eventuell nicht verfügbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das übergeordnete System anhand der netzwerkspezifischen Informationen ein Modell, insbesondere ein 2D- oder 3D-Modell, des erstellt, umfassend die Diagnosezustände der Netzwerkteilnehmer, die Gesamtnetzwerktopologie, die Kommunikationszustände der Netzwerkteilnehmer, die Identifikation der Netzwertteilnehmer und/oder die publizierte Funktionalität eines jeden Netzwerkteilnehmers.
  • Der Bediener kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur das Netzwerk auf einfache Art und Weise konfigurieren, bzw. in Betrieb nehmen, sondern erhält außerdem eine umfassende Übersicht über das Netzwerk.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass es sich bei dem ersten und/oder dem dritten Kommunikationsnetzwerk um ein Ethernet-Netzwerk handelt.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt
    • 1: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Gezeigt ist eine schematische Zeichnung einer Anlage der Automatisierungstechnik. Mehrere Automatisierungskomponenten AK, AK' sind in Messstellen eingesetzt und überwachen, bzw. steuern verschiedene Prozesse in der Anlage. Zum Auslesen und/oder Steuern der Automatisierungskomponenten AK, AK' soll die OPC UA-Technologie zum Einsatz kommen.
  • Eine erste Netzwerkkomponente NK1 in Gestalt eines Gateways steht über ein drittes Kommunikationsnetzwerk KN3 mit einer dritten Netzwerkkomponente NK3 in Kommunikationsverbindung. Bei der dritten Netzwerkkomponente NK3 handelt es sich beispielsweise um einen PC, auf welchem eine Anwendungsapplikation, beispielsweise SAP, abläuft, oder um ein Softwaresystem. Es kann sich jedoch auch um einen Cloud-Server handeln - bei dem dritten Kommunikationsnetzwerk KN3 handelt es sich hierbei um das Internet. Sowohl die erste Netzwerkkomponente NK1 als auch die dritte Netzwerkkomponente NK3 sind zur Kommunikation mittels OPC UA eingerichtet. Alternativ kann es sich bei der ersten Netzwerkkomponente NK1 auch um eine Softwarekomponente handeln.
  • Über ein erstes Kommunikationsnetzwerk KN1, insbesondere Ethernet, steht die erste Netzwerkkomponente NK1 mit einer zweiten Netzwerkkomponente NK2 in Kommunikationsverbindung. Bei der zweiten Netzwerkkomponente NK2 handelt es sich beispielsweise um einen Industrie-PC oder um ein weiteres Gateway. Es kann alternativ vorgesehen sein, dass die dritte Netzwerkkomponente NK3 direkt mit der zweiten Netzwerkkomponente NK2 in Kommunikationsverbindung steht und die nachfolgende beschriebenen Funktionen der ersten Netzwerkkomponente NK1 selbst ausführt.
  • In einem ersten Verfahrensschritt überprüft die erste Netzwerkkomponente NK1, ob die zweite Netzwerkkomponente NK2 zur Kommunikation mittels OPC UA eingerichtet ist. Dies wird beispielsweise mittels eines in OPC UA definierten Befehls abgeprüft. Ist dies der Fall, so übersendet die zweite Netzwerkkomponente NK2 ihre Identifikationsinformation, (bspw. ihre Seriennummer und/oder die Hersteller-ID), die eigene Parametrierung in Form von Parameterdaten und/oder optional Diagnosedaten an die erste Netzwerkkomponente NK1. Diese Daten werden in Form von Metainformationen MI übermittelt. Die Art der abzufragenden Metadaten ist in einem DI(„device integration“)-basierten Informationsmodell definiert, welches in der ersten Netzwerkkomponente NK1 enthalten ist.
  • Mithilfe der empfangenen Metainformationen MI erstellt die erste Netzwerkkomponente NK1 einen Strukturplan SP. Der Strukturplan SP enthält die Metainformationen MI aller in dem Netzwerk angeschlossenen, OPC UA-fähigen Netzwerkkomponenten NK2 und erlaubt es der ersten Netzwerkkomponente NK1, mit diesen Netzwerkkomponenten NK2 zu kommunizieren, indem in dem DI-basierten Informationsmodell definierte Metainformationen MI abgerufen werden können. Es kann hier vorgesehen sein, dass der Strukturplan SP an die dritte Netzwerkkomponente NK3 übermittelt wird, damit auch diese auf beschriebene Art und Weise mit den besagten Netzwerkkomponenten NK2 kommunizieren kann.
  • In einem dritten Verfahrensschritt übermittelt die zweite Netzwerkkomponente NK2 zusätzliche Metainformationen MI an die erste Netzwerkkomponente, welche die an die zweite Netzwerkkomponente NK2 angeschlossenen Geräte betrifft. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist, neben weiteren Geräten, eine Automatisierungskomponente AK in Form eines Füllstandsensors mittels eines zweiten Netzwerks NK2, in Form eines Profibus Feldbusses, an die zweite Netzwerkkomponente NK2 angeschlossen. Diese Automatisierungskomponente ist nicht zur Kommunikation mittels OPC UA ausgestaltet. Bei den zusätzlichen Metainformationen MI handelt es sich um im DI-Informationsmodell definierte Standardinformationen, welche die Seriennummer der Automatisierungskomponente AK und/oder die Herstellerinformation der Automatisierungskomponente AK betreffen.
  • Anhand dieser zusätzlichen Metainformationen MI kann die Automatisierungskomponente AK von der ersten Netzwerkkomponente NK1 eindeutig identifiziert werden. In einem vierten Verfahrensschritt wird ein erweitertes DI-Informationsmodell geladen, welches eine Erweiterung zu dem bisherigen DI-Informationsmodell darstellt. In diesem werden weitere Metainformationen MI' definiert, welche mittels der ersten Netzwerkkomponente NK1, bzw. mittels der dritten Netzwerkkomponente NK3, abgerufen werden können. Diese betreffen insbesondere Abfragen von spezifischen Diagnoseinformationen, Messwerten und/oder Parametereinstellungen der Automatisierungskomponente AK. Der Abfragebefehl, bzw. die abgefragten weiteren Metainformationen werden von der zweiten Netzwerkkomponente NK2 entsprechend dem DI-Informationsmodell von dem OPC UA-Protokoll in das Protokoll des zweiten Kommunikationsnetzwerks KN2 umgewandelt, und umgekehrt. Auf diese Weise kann mittels der OPC UA-Technologie mit der Automatisierungskomponente AK kommuniziert werden, obwohl diese auf normalem Weg keine OPC UA-Unterstützung bietet.
  • Außerdem betreffen die weiteren Metainformationen MI' die Netzwerktopologie des zweiten Kommunikationsnetzwerks KN2. Die Automatisierungskomponente AK übermittelt beispielsweise das Protokoll des zweiten Kommunikationsnetzwerks KN2 und/oder die Netzwerkidentifikation des zweiten Kommunikationsnetzwerks KN2. Das DI-Informationsmodell wird daraufhin spezifisch um ein zusätzliches DI-Informationsmodell bezüglich des zweiten Kommunikationsnetzwerks, hier: Profibus PA, erweitert. Hiermit lassen sich weitere Metainformationen MI', welche unter anderem die Kabellänge des zweiten Kommunikationsnetzwerks KN2 und/oder Standortinformationen der Automatisierungskomponente AK beinhalten von der Automatisierungskomponente AK abrufen.
  • Mittels dieser weiteren Metainformationen MI', welche insbesondere die Netzwerktopologie betreffen, kann beispielsweise die dritte Netzwerkkomponente NK3 ein Modell des Gesamtnetzwerks erstellen. Dieses ist beispielsweise als 2D- oder 3D-Modell ausgestaltet und enthält die einzelnen Netzwerkkomponenten AK, AK', NK1, NK2, NK3. Hierbei werden alle Netzwerkstränge, die in dargestellt sind, verwendet, von deren Geräten Metainformationen MI' eingeholt wurden. Anhand der spezifischen weiteren Metainformationen M' „Kabellänge“ und „Standortinformation“ kann das Modell in weitesten Teilen realitätsgetreu erstellt werden. Die einzelnen Netzwerkkomponenten AK, AK', NK1, NK2, NK3 werden mit der jeweiligen Identifikationsinformation angezeigt. Neben der Identifikationsinformation kann auch der jeweils aktuelle Gerätestatus, sowie die publizierte Funktionalität (bspw. „Bestimmen eines Füllstands in Tank xyz“) der Netzwerkkomponenten AK, AK', NK1, NK2, NK3 angezeigt.
  • Das DI-Informationsmodell kann auch hinsichtlich der zweiten Netzwerkkomponente NK2 erweitert werden. So können von dieser spezifische Metainformationen abgerufen werden, welche beispielsweise herstellerspezifische Diagnoseinformationen der zweiten Netzwerkkomponente NK2 enthalten. Insbesondere ist vorgesehen, dass sich das DI-Informationsmodell spezifisch auf jeden Netzwerkteilnehmer erweitern lässt. Im in 1 gezeigten Beispiel ist eine Vielzahl von Automatisierungskomponenten AK' abgebildet, welche über Gateways und/oder Industrie-PCs mit der ersten Netzwerkkomponente verbunden sind. Das DI-Informationsmodell der ersten Netzwerkkomponente kann spezifisch für jede einzelne Automatisierungskomponente AK', bzw. jeden einzelnen Teilnehmer im Gesamtnetzwerk erweitert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • AK
    Automatisierungskomponente
    AK'
    weitere Automatisierungskomponenten
    KN1
    erstes Kommunikationsnetzwerk
    KN2
    zweites Kommunikationsnetzwerk
    KN3
    drittes Kommunikationsnetzwerk
    NK1
    erste Netzwerkkomponente
    NK2
    zweite Netzwerkkomponente
    NK3
    dritte Netzwerkkomponente
    MI
    Metainformationen
    MI'
    Weitere Metainformation
    SP
    Strukturplan

Claims (11)

  1. Verfahren zum Etablieren einer Netzwerkkommunikation, wobei ein erstes Kommunikationsnetzwerk (KN1) vorgesehen ist, in welchem eine erste Netzwerkkomponente (NK1) eingebunden ist, welche zur Kommunikation mittels des OPC UA-Standards ausgestaltet ist, wobei die erste Netzwerkkomponente (NK1) ein OPC UA DI-basiertes Informationsmodell nutzt, und wobei die erste Netzwerkkomponente (NK1) über das erste Kommunikationsnetzwerk (KN1) mit zumindest einer zweiten Netzwerkkomponente (NK2) verbunden ist, umfassend: - Stellen einer Kompatibilitätsanfrage durch die erste Netzwerkkomponente (NK1) an die zweite Netzwerkkomponente (NK2), wobei die Kompatibilitätsanfrage eine Bestätigung von der zweiten Netzwerkkomponente (NK2) erfordert, dass die zweite Netzwerkkomponente (NK2) Abfragen gemäß dem OPC UA DI-basierten Kommunikationsmodells der ersten Netzwerkkomponente (NK1) verarbeiten kann; - Abfragen von Metainformationen (MI) der zweiten Netzwerkkomponente (NK2) und Übertragen der Metainformationen (MI) an die erste Netzwerkkomponente (NK1) im Falle, dass die Kompatibilität bestätigt wird, wobei die abzufragenden Metainformationen (MI) im OPC UA DI-Informationsmodell der ersten Netzwerkkomponente (NK1) definiert sind; - Erstellen eines Strukturplans (SP) mittels der ersten Netzwerkkomponente (NK1), welcher die Metainformationen (MI) der zweiten Netzwerkkomponente (NK2) umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Metainformationen umfassen: - Identifikationsinformationen der zweiten Netzwerkkomponente (NK2), insbesondere bezüglich der Seriennummer und/oder des Herstellers der zweiten Netzwerkkomponente (NK2); - Parameterdaten der zweiten Netzwerkkomponente (NK2); - Informationen bezüglich der Kommunikationsart der zweiten Netzwerkkomponente (NK2); und/oder - Diagnoseinformationen der zweiten Netzwerkkomponente (NK2).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Netzwerkkomponente (NK2) an ein zweites Kommunikationsnetzwerk (KN2), insbesondere ein Feldbus der Automatisierungstechnik angeschlossen ist, und über das zweite Kommunikationsnetzwerk (KN2) mit zumindest einer Automatisierungskomponente (AK), welche insbesondere nicht zur Verarbeitung von Abfragen gemäß dem OPC US DI-basierten Kommunikationsmodell fähig ist, verbunden ist, wobei die Metainformationen (MI) der zweiten Netzwerkkomponente (NK2) zusätzlich Identifikationsinformationen der Automatisierungskomponente (AK), insbesondere bezüglich der Seriennummer und/oder des Herstellers der Automatisierungskomponente (AK), umfassen.
  4. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Netzwerkkomponente (NK1) den Strukturplan (SP) auswertet und das OPC UA DI-basierte Informationsmodell mit zumindest einem weiteren Informationsmodell ergänzt, welches weitere Informationsmodell zumindest eine weitere abzufragende Metainformation (MI'), welche in dem OPC UA DI-basiertes Informationsmodell nicht definiert ist, definiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erste Netzwerkkomponente (NK1) die weitere Metainformation (MI') von der zweiten Netzwerkkomponente (NK2) und/oder von der Automatisierungskomponente (AK) abfragt und den Strukturplan (SP) mit dieser weiteren Metainformation (MI') ergänzt.
  6. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Strukturplan (SP) von der ersten Netzwerkkomponente (NK1) an eine dritte Netzwerkkomponente (NK3), welche mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks (KN1), mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks (KN2) oder mittels eines dritten Kommunikationsnetzwerks (KN3) mit der ersten Netzwerkkomponente (NK1) verbunden ist, übergeben wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die weitere Metainformation (MI') auf Initiative der dritten Netzwerkkomponente (NK3) abgefragt wird, insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen und/oder nach Bedarf.
  8. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die weiteren Metainformation folgende gerätespezifische Informationen umfasst: - herstellerspezifische Diagnoseinformationen der zweiten Netzwerkkomponente (NK2); - Parameterdaten der Automatisierungskomponente (AK); - Konfigurationsinformationen der zweiten Netzwerkkomponente (NK2) und/oder der Automatisierungskomponente (AK); - Diagnoseinformationen, insbesondere herstellerspezifische Diagnoseinformationen, der Automatisierungskomponente (AK); - Prozesswerte der Automatisierungskomponente (AK); - Gerätedokumentationen der zweiten Netzwerkkomponente (NK2) und/oder der Automatisierungskomponente (AK); - Eine Netzwerktopologie des zweiten Kommunikationsnetzwerks (KN1), umfassend insbesondere das Protokoll des zweiten Kommunikationsnetzwerks (KN2) und/oder die Netzwerkidentifikation des zweiten Kommunikationsnetzwerks (KN2); und/oder - Erweiterte Sensordaten der Automatisierungskomponente (AK).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei anhand der Netzwerktopologie des zweiten Kommunikationsnetzwerks (KN2) das OPC UA-basierte Informationsmodell weiter ergänzt wird und die erste Netzwerkkomponente (NK1) weitere Metainformationen (MI') von der Automatisierungskomponente (AK) abfragt, welche folgende netzwerkspezifische Informationen umfassen: - die Kabellänge des zweiten Kommunikationsnetzwerks (KN2); - Standortinformationen der Automatisierungskomponente (AK); und/oder - herstellerspezifische Diagnoseinformationen der Automatisierungskomponente (AK).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei anhand der netzwerkspezifischen Informationen ein Modell, insbesondere ein 2D- oder 3D-Modell, erstellt wird, umfassend die Diagnosezustände der Netzwerkteilnehmer (AK, AK', NK1, NK2, NK3), die Gesamtnetzwerktopologie, die Kommunikationszustände der Netzwerkteilnehmer (AK, AK', NK1, NK2, NK3), die Identifikation der Netzwerkteilnehmer (AK, AK', NK1, NK2, NK3) und/oder die publizierte Funktionalität eines jeden Netzwerkteilnehmers (AK, AK', NK1, NK2, NK3).
  11. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei dem ersten und/oder dem dritten Kommunikationsnetzwerk (KN1, KN3) um ein Ethernet-Netzwerk handelt.
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Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIEDRICH, C. [et al.]: Semantic interoperability for asset communication within smart factories, 12. -15. Sept. 2017 2017 22nd IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), Year: 2017, Pages: 1 – 8, URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8247689 [abgerufen im Internet am 04.07.2018] *
DÜRKOP, L. [et al.]: Using OPC UA for the Autoconfiguration of Real-time Ethernet Systems, 2013 11th IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN), Year: 2013, Pages: 248 - 253, URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6622890[abgerufen im Internet am 12.07.2018] *
FERNBACH, A. [et al.]: An OPC UA Information Model for Cross-Domain Vertical Integration in Automation, 2014 IEEE Emerging Technology and Factory Automation (ETFA), Pages 1 – 8, URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7005215 [abgerufen im Internet am 12.07.2018] *
OPC Unified Architecture, Teil 100, Geräteschnittstelle, (IEC 62541-100:2015 DIN EN 62541-100, Oktober 2015 *
PROFANTER, S. [et al.]: OPC UA for Plug & Produce: Automatic Device Discovery using LDS-ME, Sort By: Relevance PC UA for plug & produce, 2017 22nd IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 12-15 Sept. 2017, Pages: 1 – 8, URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8247569 [abgerufen im Internet am 12.07.2018] *
TRNKA, P. [et al.]: OPC-UA Information Model for Large –Scale Process Control Applications, IECON 2012 - 38th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, Year: 2012, Pages: 5793 - 5798, URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6389038[abgerufen im Internet am 12.07.2018] *

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