DE102017125760A1

DE102017125760A1 - Gateway und Verfahren zur Bestimmung von Maschinen, die an einem Gateway zu vernetzen sind

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Publication number: DE102017125760A1
Application number: DE102017125760.8A
Authority: DE
Inventors: Ping-Heng LI; Tzu-Che Huang; I-An Chen; Tsung-Yi LEE
Original assignee: Institute for Information Industry
Current assignee: Institute for Information Industry
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2019-03-14
Also published as: TW201916646A; CN109495381A; US20190081864A1; TWI658712B

Abstract

Ausführungsformen betreffen ein Gateway und ein Verfahren zum Bestimmen von Maschinen, die an einem Gateway zu vernetzen sind. In den Ausführungsformen speichert das Gateway originale Kanalinformationen einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), die an einer originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist. Das Gateway definiert ferner einen Steuerungslogikprozess auf Basis der originalen Kanalinformationen und wählt mindestens einen funktionellen Kanal aus mehreren originalen Kanälen der an der originalen vernetzten Maschine konfigurierten SPS aus. Wenn eine Maschine, die vernetzt werden soll, mit dem Gateway verbunden ist, bestimmt das Gateway, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen, durch Vergleichen von Zielkanalinformationen einer SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 13. September 2017 eingereichten taiwanesischen Patentanmeldung Nr. 106131423 , die in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Trifft nicht zu.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Gateway und ein Verfahren zum Bestimmen von Maschinen, die an einem Gateway zu vernetzen sind. Genauer betreffen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Gateway und ein Verfahren zum Bestimmen von Maschinen, die an einem Gateway zu vernetzen sind, die auf ein industrielles Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, HOT) anwendbar sind.
Beschreibung der verwandten Technik
Das IIOT ist eine wichtige Technik, mit der eine intelligente Fertigung bewerkstelligt werden kann. Die Architektur des IIOT umfasst im Allgemeinen drei Ebenen, d.h. eine Server-Ebene, eine Gateway-Ebene und eine Ebene vernetzter Maschinen. Die Ebene der vernetzten Maschinen ist dafür ausgelegt, Daten von industriellen Maschinen, die vernetzbar sind (abgekürzt als vernetzte Maschinen bezeichnet), an die Server-Ebene zu liefern, und die Server-Ebene ist dafür ausgelegt, Daten von der Ebene der vernetzten Maschinen zu erfassen und den Betrieb des IIOT gemäß den erfassten Daten zu steuern, Die Gateway-Ebene als Schnittstelle/Brücke zwischen der Server-Ebene und der Ebene der vernetzten Maschinen ist dafür ausgelegt, Daten von der Ebene der vernetzten Maschinen an die Server-Ebene zu senden und die vernetzten Maschinen auf der Ebene der vernetzten Maschinen zu steuern.
Jede von den vernetzten Maschinen auf der Ebene der vernetzten Maschinen kann eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zur Verbindung mit der Gateway-Ebene aufweisen. Die Gateway-Ebene kann für jede vernetzte Maschine auf der Ebene der vernetzten Maschinen Daten über die vernetzte Maschine aus mehreren Kanälen der SPS empfangen, die an der vernetzten Maschine konfiguriert ist, und kann außerdem die vernetzte Maschine durch diese Kanäle beherrschen und steuern. Jedoch weisen die SPSen unterschiedlicher Arten vernetzter Maschinen typischerweise unterschiedliche Arten von Kanälen auf, die unterschiedliche Daten liefern. Außerdem können sogar bei vernetzten Maschinen gleicher Art die SPSen wegen Faktoren wie unterschiedlicher Fertigungen, unterschiedlicher Modelle oder unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle auch unterschiedliche Arten von Kanälen aufweisen, so dass nicht die gleichen Arten von Daten bereitgestellt werden können. Sobald eine Maschine, die vernetzt werden soll, als Ersatz für eine bestimmte originale vernetzte Maschine der Ebene der vernetzten Maschinen hinzugefügt wird, vergleicht daher die herkömmliche Gateway-Ebene jede einzelne Kanalinformation aller Kanäle der SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen aller Kanäle der SPS, die an der originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, um gemäß dem Ergebnis des Vergleichs zu bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen, um sicherzustellen, dass die Server-Ebene, die Gateway-Ebene und die Ebene der vernetzten Maschinen im IIOT den bisherigen normalen Betrieb aufrechterhalten können. Es ist offensichtlich, dass ein solcher Bestimmungsmechanismus ineffizient ist.
Daher besteht in der Technik ein Bedarf an der Schaffung eines effizienteren Bestimmungsmechanismus zur Bestimmung, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen, und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Server-Ebene, die Gateway-Ebene und die Ebene der vernetzten Maschinen im IIOT den bisherigen normalen Betrieb aufrechterhalten können.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Um zumindest die oben genannten Probleme zu lösen, geben Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Gateway an, und das Gateway kann eine erste Verbindungsschnittstelle, eine Speichereinrichtung und einen mit der ersten Verbindungsschnittstelle und der Speichereinrichtung verbundenen Prozessor umfassen. Die Speichereinrichtung kann dafür ausgelegt sein, originale Kanalinformationen einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), die an einer originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, zu speichern. Der Prozessor kann dafür ausgelegt sein, einen Steuerungslogikprozess auf Basis der originalen Kanalinformationen der originalen vernetzten Maschine zu definieren und gemäß dem Steuerungslogikprozess aus mehreren originalen Kanälen der SPS, die an der originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, mindestens einen funktionellen Kanal auszuwählen. Wenn eine Maschine, die vernetzt werden soll, mit der ersten Verbindungsschnittstelle verbunden ist, kann der Prozessor durch Vergleichen von Zielkanalinformationen einer SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen.
Um zumindest die oben genannten Probleme zu lösen, geben Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ferner ein Verfahren an zur Bestimmung von Maschinen, die an einem Gateway zu vernetzen sind, und das Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen:

Definieren eines Steuerungslogikprozesses durch das Gateway auf Basis von originalen Kanalinformationen einer SPS, die an der originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist;
Auswählen mindestens eines funktionellen Kanals aus mehreren originalen Kanälen der SPS, die an der originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, durch das Gateway gemäß dem Steuerungslogikprozess; und
Bestimmen, ob eine Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen, durch das Gateway, wenn die Maschine, die vernetzt werden soll, mit dem Gateway verbunden ist, durch Vergleichen von Zielkanalinformationen einer SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals.

Wenn ein Gateway mit einer oder mehreren originalen vernetzten Maschinen verbunden ist, kann in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Gateway auf Basis der originalen Kanalinformationen der einen oder der mehreren originalen vernetzten Maschinen einen Steuerungslogikprozess definieren und gemäß dem Steuerungslogikprozess aus mehreren originalen Kanälen der SPS, die an der originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, mindestens einen funktionellen Kanal (d.h. einen oder mehrere funktionelle Kanäle) auswählen oder aus mehreren originalen Kanälen mehrerer SPSen, die an den originalen vernetzten Maschinen konfiguriert sind, mindestens einen funktionellen Kanal auswählen. Das Gateway kann die eine oder die mehreren originalen vernetzten Maschinen gemäß dem Steuerungslogikprozess steuern. Der Steuerungslogikprozess kann eine oder mehrere Steuerlogiken umfassen, und jede von den Steuerlogiken ist mindestens einem Kanal der SPS der einen bzw. einer von den mehreren originalen vernetzten Maschinen zugeordnet. Wenn eine Maschine, die vernetzt werden soll, um die eine bzw. eine von den mehreren originalen vernetzten Maschinen zu ersetzen, mit dem Gateway verbunden ist, kann das Gateway durch Vergleichen von Zielkanalinformationen einer SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen.
Durch Vergleichen der Zielkanalinformationen der SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit den Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals kann sichergestellt werden, dass der zuvor vom Gateway definierte Steuerungslogikprozess durch Ersetzen der einen bzw. einer von den mehreren originalen vernetzten Maschinen durch die Maschine, die vernetzt werden soll, nicht geändert wird, solange die SPS an der Maschine, die vernetzt werden soll, einen Zielkanal der gleichen Art wie der mindestens eine funktionelle Kanal aufweist (d.h. einen Kanal, der in der Lage ist, die gleiche Art von Daten zu liefern, oder einen Kanal, der die gleiche Steuerungsfunktion aufweist). Anders ausgedrückt können in diesem Fall die Server-Ebene, die Gateway-Ebene und die Ebene der vernetzten Maschinen den bisherigen normalen Betrieb immer noch aufrechterhalten, ohne den Betrieb und die Einstellung anderer originaler vernetzter Maschinen zu beeinflussen, nachdem eine oder mehrere originale vernetzte Maschinen durch die Maschine, die vernetzt werden soll, ersetzt worden sind. Daher kann das Gateway in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einfach durch Vergleichen der Zielkanalinformationen der SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit den Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die eine bzw. eine von den mehreren originalen vernetzten Maschinen zu ersetzen, und gleichzeitig sicherstellen, dass die Server-Ebene, die Gateway-Ebene und die Ebene der vernetzten Maschinen den bisherigen normalen Betrieb aufrechterhalten können. Anders ausgedrückt muss das Gateway in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht jede einzelne Information aller Kanäle der SPS, die an einer Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Informationen aller Kanäle der an einer originalen vernetzten Maschine konfigurierten SPS vergleichen, um zu bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen, wodurch die Effizienz verbessert wird.
Andererseits muss das Gateway in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einer Ersetzung der originalen vernetzten Maschine durch die Maschine, die vernetzt werden soll, einen Steuerungslogikprozess nicht neu definieren, um den Betrieb der Server-Ebene, der Gateway-Ebene und der Ebene der vernetzten Maschinen aufrechtzuerhalten, wodurch das Gateway im Vergleich zum herkömmlichen Gateway effizienter ist. Dieser Vorteil kommt insbesondere in einem Fall zum Tragen, wo der zuvor definierte Steuerungslogikprozess mehrere SPSen abdeckt, die an mehreren originalen vernetzten Maschinen konfiguriert sind, und die mehreren originalen vernetzten Maschinen unterschiedliche Kommunikationsprotokolle aufweisen.
Gemäß den obigen Beschreibungen wird durch die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein effizienterer Bestimmungsmechanismus geschaffen zum Bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Server-Ebene, die Gateway-Ebene und die Ebene der vernetzten Maschinen im IIOT den bisherigen normalen Betrieb aufrechterhalten können.
Diese Kurzfassung beschreibt insgesamt das Konzept, das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, und gibt einen Überblick über das zu lösende Problem, die Mittel zur Lösung des Problems und die Wirkung der vorliegenden Erfindung, um einem Durchschnittsfachmann ein grundsätzliches Verstehen der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Man beachte jedoch, dass diese Kurzfassung nicht alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen soll, sondern nur angegeben wird, um das grundlegende Konzept der vorliegenden Erfindung in einfacher Form darzulegen und auf die folgende ausführliche Beschreibung überzuleiten.
Figurenliste

1 zeigt eine Architektur eines Gateway, das mit einer oder mehreren vernetzten Maschinen verbunden ist, in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt das in 1 gezeigte Gateway, das mit einer Maschine, die vernetzt werden soll, verbunden ist, die eine originale vernetzte Maschine ersetzen soll.
3A zeigt, wie ein Gateway bestimmt, ob eine Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, eine originale vernetzte Maschine in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu ersetzen, wo ein Steuerungslogikprozess von dem Gateway definiert wird, der nur einer einzigen originalen vernetzten Maschine zugeordnet ist;
3B zeigt, wie ein Gateway bestimmt, ob eine Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, eine originale vernetzte Maschine in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu ersetzen, wo ein Steuerungslogikprozess von dem Gateway definiert wird, der mehreren originalen vernetzten Maschinen zugeordnet ist; und
4 zeigt ein Verfahren zum Bestimmen von Maschinen, die an einem Gateway zu vernetzen sind, in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nachstehend beschriebene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeine Umgebung, irgendwelche Anwendungen, Strukturen, Prozesse oder Schritte beschränken, die in diesen Ausführungsformen beschrieben sind. In den beigefügten Zeichnungen sind Elemente, welche die vorliegende Erfindung nicht betreffen, aus der Darstellung weggelassen, und Abmessungen von Elementen und Größenverhältnisse zwischen einzelnen Elementen in den beigefügten Zeichnungen sind nur exemplarische Beispiele, sollen die vorliegende Erfindung aber nicht beschränken. Solange nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, können in der folgenden Beschreibung gleiche (oder ähnliche) Elementsymbole gleichen (oder ähnlichen) Elementen entsprechen.
1 zeigt eine Architektur eines Gateway, das mit einer oder mehreren originalen vernetzten Maschinen verbunden ist, in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Inhalt von 1 ist keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung, und sein einziger Zweck ist die Erläuterung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt ist, kann ein Gateway 11 einen Prozessor 111, eine Speichereinrichtung 113, eine erste Verbindungsschnittstelle 115 und eine zweite Verbindungsschnittstelle 117 umfassen, und der Prozessor 111 kann elektrisch mit der ersten Verbindungsschnittstelle 115, der zweiten Verbindungsschnittstelle 117 und der Speichereinrichtung 113 verbunden sein. Der Prozessor 111 kann mit der ersten Verbindungsschnittstelle 115, der zweiten Verbindungsschnittstelle 117 und der Speichereinrichtung 113 direkt (d.h. nicht über andere Elemente mit spezifischen Funktionen verbunden) oder indirekt (d.h. über andere Elemente mit spezifischen Funktionen verbunden) verbunden sein.
Der Prozessor 111 kann irgendeiner von verschiedenen Mikroprozessoren oder Mikrocontrollern sein, die Signale verarbeiten können. Der Mikroprozessor oder der Mikrocontroller ist eine Art programmierbarer spezifischer integrierter Schaltung, die Operationen, Speicherungen, Ausgaben/Eingaben oder dergleichen durchführen kann. Darüber hinaus kann der Mikroprozessor oder der Mikrocontroller verschiedene codierte Befehle empfangen und verarbeiten und dadurch verschiedene logische Operationen und arithmetische Operationen durchführen und entsprechende Operationsergebnisse ausgeben.
Der Speichereinrichtung 113 kann verschiedene Speichereinheiten aufweisen, die in allgemeinen Rechenvorrichtungen/Computern enthalten sind. Die Speichereinrichtung 113 kann einen primären Speicher umfassen (auch als Hauptspeicher oder interner Speicher bezeichnet), der als verkürzt als Speicher bezeichnet wird, und der Speicher ist direkt mit dem Prozessor 111 verbunden. Der Prozessor 111 kann Befehlssätze lesen, die im Speicher gespeichert sind, und diese Befehlssätze ausführen, falls nötig. Die Speichereinrichtung 113 kann ferner einen sekundären Speicher umfassen (auch als externer Speicher oder Hilfsspeicher bezeichnet), und der sekundäre Speicher ist über I/O-Kanäle des Speichers mit dem zentralen Prozessor verbunden, statt direkt mit dem zentralen Prozessor verbunden zu sein, um Daten an den primären Speicher zu senden. Die Daten im sekundären Speicher gehen auch dann nicht verloren, wenn diesem keine Leistung zugeführt hat (d.h. er ist nicht flüchtig). Der sekundäre Speicher kann beispielsweise irgendeine von verschiedenen Festplatten, optischen Platten oder dergleichen sein. Die Speichereinrichtung 113 kann auch eine Speichervorrichtung einer dritten Ebene umfassen, d.h. eine Speichervorrichtung, die direkt in einen Computer eingeführt oder aus diesem herausgenommen werden kann, z.B. eine mobile Platte.
Die erste Verbindungsschnittstelle 115 kann zur Verbindung mit einer oder mehreren originalen vernetzten Maschinen 13 ausgelegt sein und mit SPSen 131, die jeweils an der einen oder den mehreren originalen vernetzten Maschinen 13 konfiguriert sind, gemäß einem originalen Kommunikationsprotokoll der jeweiligen originalen vernetzten Maschine 13 kommunizieren. Durch die erste Verbindungsschnittstelle 115 kann der Prozessor 111 Befehle an die SPS 131 senden, die an der jeweiligen vernetzten Maschinen 13 konfiguriert ist, und auch Daten von der SPS 131 empfangen, die an der jeweiligen vernetzten Maschine 13 konfiguriert ist. Die erste Verbindungsschnittstelle 115 kann eine Ethernet-Verbindungsschnittstelle und/oder eine serielle Verbindungsschnittstelle umfassen. Wenn die erste Verbindungsschnittstelle 115 die Ethernet-Verbindungsschnittstelle umfasst, dann kann das originale Kommunikationsprotokoll der originalen vernetzten Maschine 13 dann (unter anderem) zum Beispiel eines der folgenden sein: Melsec FX-3U (1E), Q-Ethernet-binary(3E), Q/L-Ethernet-ASKII(3E), CS/CJ FINS/TCP, Profibus, S7-300, ModbusTCP oder dergleichen. Wenn die erste Verbindungsschnittstelle 115 die serielle Verbindungsschnittstelle umfasst, dann kann das originale Kommunikationsprotokoll der originalen vernetzten Maschine 13 (unter anderem) zum Beispiel eines der folgenden sein: A-Typ _‘ FX-Typ _‘ Q-Typ _‘ Host-Link der CS/CJ-Reihe _‘ FINS der CS/CJ-Reihe oder dergleichen.
In manchen Ausführungsformen kann die erste Verbindungsschnittstelle 115 mit der originalen vernetzten Maschine 13 asynchron kommunizieren. Genauer kann während der Kommunikation zwischen der ersten Verbindungsschnittstelle 115 und der originalen vernetzten Maschine 13 der Prozessor 111 einen Lesebefehl/Schreibbefehl an die originale vernetzte Maschine 13 senden und mit dem Senden eines weiteren Lesebefehls/Schreibbefehls an die originale vernetzte Maschine 13 warten, bis von der originalen vernetzten Maschine 13 eine Meldung an den Prozessor 111 gesendet worden ist, die angibt, dass die originale vernetzte Maschine 13 die Ausführung des Lesebefehls/Schreibbefehls beendet hat. Solch ein asynchroner Kommunikationsmodus ist gekennzeichnet durch eine aufwändige Implementierung, eine schwierige Fehlersuchoperation, einen hohen Wirkungsgrad, einen geringen Nutzungsgrad des Prozessors oder dergleichen.
In manchen Ausführungsformen kann die erste Verbindungsschnittstelle 115 mit der originalen vernetzten Maschine 13 synchron kommunizieren. Genauer kann der Prozessor 111 während der Kommunikation zwischen der ersten Verbindungsschnittstelle 115 und der originalen vernetzten Maschine 13 einen Lesebefehl/Schreibbefehl an die originale vernetzte Maschine 13 senden und in einem vorgegebenen Zyklus (z.B. alle 0,3 Sekunden) fragen, ob die originale vernetzte Maschine 13 die Ausführung des Lesebefehls/Schreibbefehls beendet hat, und einen weiteren Lesebefehl/Schreibbefehl an die originale vernetzte Maschine 13 senden, nachdem festgestellt worden ist, dass die originale vernetzte Maschine 13 die Ausführung des Lesebefehls/Schreibbefehls beendet hat. Solch ein synchroner Kommunikationsmodus ist gekennzeichnet durch eine einfache Implementierung, eine leichte Fehlersuchoperation, einen geringen Wirkungsgrad, einen hohen Nutzungsgrad des Prozessors oder dergleichen.
Die zweite Verbindungsschnittstelle 117 kann verschiedene Kommunikationsschnittstellen zur Verbindung mit einem oder mehreren Servern 15 umfassen, und die Kommunikationsschnittstelle kann beispielsweise eine Ethernet-Kommunikationsschnittstelle, eine Internet-Kommunikationsschnittstelle oder dergleichen sein, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Durch die zweite Verbindungsschnittstelle 117 kann der Prozessor 111 Daten von der SPS 131 der jeweiligen originalen vernetzten Maschine 13 an den Server 15 senden und kann auch verschiedene Befehle vom Server 15 empfangen.
In manchen Ausführungsformen kann der Prozessor 111 ein einheitliches Kommunikationsprotokoll einrichten, und die zweite Verbindungsschnittstelle 117 kommuniziert gemäß dem einheitlichen Kommunikationsprotokoll mit dem Server 15. In dem Fall, wo die erste Verbindungsschnittstelle 115 nur mit einer einzigen originalen vernetzten Maschine 13 (z.B. der originalen vernetzten Maschine 13a) verbunden ist, kann der Prozessor 111 das originale Kommunikationsprotokoll der originalen vernetzten Maschine 13 in das einheitliche Kommunikationsprotokoll umwandeln und die Daten, die von der an der originalen vernetzten Maschine 13 konfigurierten SPS 131 empfangen werden, gemäß dem einheitlichen Kommunikationsprotokoll an den Server 15 senden. In dem Fall, wo die erste Verbindungsschnittstelle 15 mit mehreren originalen vernetzten Maschinen 13 verbunden ist, kann der Prozessor 111 mehrere originale Kommunikationsprotokolle der originalen vernetzten Maschinen 13 jeweils in ein einheitliches Kommunikationsprotokoll umwandeln und dann die Daten, die von den an den originalen vernetzten Maschinen 13 konfigurierten SPSen 131 empfangen werden, gemäß dem einheitlichen Kommunikationsprotokoll an den Server 15 senden.
In dem Fall, wo die erste Verbindungsschnittstelle 15 mit mehreren originalen vernetzten Maschinen 13 verbunden ist, können alle oder einige von den originalen Kommunikationsprotokollen der originalen vernetzten Maschinen 13 voneinander verschieden sein. In manchen Ausführungsformen kann der Prozessor 111 eine Kommunikationsprotokollstelle umfassen, um mehrere unterschiedliche originale Kommunikationsprotokolle der originalen vernetzten Maschinen 13 jeweils in das einheitliche Kommunikationsprotokoll umzuwandeln. In manchen Ausführungsformen kann der Prozessor 111 mehrere Kommunikationsprotokollstellen umfassen, um mehrere unterschiedliche originale Kommunikationsprotokolle der originalen vernetzten Maschinen 13 jeweils in das einheitliche Kommunikationsprotokoll umzuwandeln.
Die an der originalen vernetzten Maschine 13 konfigurierte SPC 131 kann eine elektronische Vorrichtung sein, die aus einem zentralen Prozessor, einem Speicher, einer Eingabe/Ausgabe-Einheit, einem Leistungsversorgungsmodul, einer Digital-Analog-Einheit oder dergleichen besteht, und kann dafür ausgelegt sein, verschiedene Arten von elektrischen oder elektronischen Signalen zu empfangen (einzugeben) und zu senden (auszugeben) und verschiedene mechanische und elektrische Systeme zu steuern oder zu überwachen. Die SPS 131 kann mehrere originale Kanäle umfassen, und jeder von den originalen Kanälen kann ein Eingabekanal, ein Ausgabekanal oder ein Eingabe/Ausgabe-Kanal sein. Der Eingabekanal kann dafür ausgelegt sein, Daten/Befehle von außen zu empfangen, der Ausgabekanal kann dafür ausgelegt sein, Daten/Informationen nach außen zu senden, und der Eingabe/Ausgabe-Kanal kann dafür ausgelegt sein, Daten/Befehle von außen zu empfangen und Daten/Informationen nach außen zu senden.
Die erste Verbindungsschnittstelle 115 kann mit jeder der originalen vernetzten Maschinen 13 über die an der originalen vernetzten Maschine 13 konfigurierte SPS 131 kommunizieren, und der Prozessor 111 kann durch die erste Verbindungsschnittstelle 115 originale Kanalinformationen 130 der SPSen 131 abrufen, die an den einzelnen originalen vernetzten Maschinen 13 konfiguriert sind, die originalen Kanalinformationen 130 in der Speichereinrichtung 113 speichern und die in der Speichereinrichtung 113 gespeicherten originalen Kanalinformationen 130 periodisch oder aperiodisch aktualisieren. Die originalen Kanalinformationen 130 der SPS 131, die an der jeweiligen originalen vernetzten Maschine 13 konfiguriert ist, können die folgenden Inhalte einschließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein: Kanal-ID, Name, Kanalort, Kanalmenge, As-Typ (der uint16, uint32, uint64, int16, int32, int64, float32, float64 usw. einschließen kann), Multiplikator oder dergleichen.
In manchen Ausführungsformen kann das Gateway 11 ferner eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 119 umfassen, die elektrisch mit dem Prozessor 111 verbunden ist. Die HMI 119 kann verschiedene Software-Systeme und verschiedene Eingabe/Ausgabe-Elemente umfassen, so dass ein Anwender 17 mit dem Gateway 11 interagieren kann. Zum Beispiel kann die HMI 119 eine Bedienungsschnittstelle bereitstellen, die vom Anwender 17 bedient wird, und Interaktionen zwischen dem Anwender 17 und dem Gateway 11 über Eingabe/Ausgabe-Elemente ermöglichen, die unter anderem eine Maus, eine Rollkugel, ein Berührungsfeld, eine Tastatur, einen Scanner, ein Mikrofon, einen Bildschirm, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, einen Projektor oder dergleichen einschließen.
2 stellt das in 1 gezeigte Gateway 11 dar, das mit einer Maschine 14, die als Ersatz für die originale vernetzte Maschine 13a vernetzt werden soll, verbunden ist. Wie in 2 gezeigt ist, ist das Gateway 11 nicht mit der originalen vernetzten Maschine 13a verbunden, wenn das Gateway 11 mit der Maschine 14, die vernetzt werden soll, verbunden ist. Jedoch kann das Gateway 11 in manchen Ausführungsformen doch mit der originalen vernetzten Maschine 13a verbunden sein, wenn das Gateway 11 mit der Maschine 14, die vernetzt werden soll, verbunden ist. Der Inhalt von 2 ist nicht auf die vorliegende Erfindung beschränkt, und sein einziger Zweck ist die Erläuterung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
3A zeigt, wie das Gateway 11 bestimmt, ob die Maschine 14, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen, in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wo von dem Gateway 11 ein Steuerungslogikprozess 300 definiert wird, der nur einer einzigen originalen vernetzten Maschine 13a zugeordnet ist. 3B zeigt, wie das Gateway 11 bestimmt, ob die Maschine 14, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen, in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wo von dem Gateway 11 ein Steuerungslogikprozess 302 definiert wird, der mehreren originalen vernetzten Maschinen 13 zugeordnet ist. Der Inhalt von keiner von 3A-3B ist eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung, und sein einziger Zweck ist die Erläuterung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Man betrachte zunächst 1, 2 und 3A. In dem Fall, wo in der Speichereinrichtung 113 die originalen Kanalinformationen 130 einer einzigen originalen vernetzten Maschine 13a gespeichert sind, kann der Prozessor 111 einen Steuerungslogikprozess 300 auf Basis der originalen Kanalinformationen 130 der originalen vernetzten Maschine 13a definieren und optional den Steuerungslogikprozess 300 in der Speichereinrichtung 113 speichern. Außerdem kann der Prozessor 111 mindestens einen funktionellen Kanal aus mehreren originalen Kanälen der an der originalen vernetzten Maschine 13a konfigurierten SPS 131a gemäß dem Steuerungslogikprozess 300 auswählen.
Der Prozessor 111 kann den Steuerungslogikprozess 300 gemäß der in das Gateway 11 integrierten voreingestellten Regel automatisch definieren und kann außerdem den Steuerungslogikprozess 300 gemäß Befehlen eines externen Anwenders steuern. Zum Beispiel kann der Prozessor 111 in einem Fall, wo das Gateway 11 die HMI 119 umfasst, einen Anwenderbefehl vom Anwender 17 über die HMI 119 empfangen und dann den Steuerungslogikprozess 300 auf Basis der originalen Kanalinformationen 130 der originalen vernetzten Maschine 13a und gemäß dem Anwenderbefehl definieren. In manchen Ausführungsformen kann die HMI eine grafische Benutzerschnittstelle bzw. -oberfläche (GUI) umfassen, und die GUI kann dem Anwender 17 ein visualisiertes Bedienungssystem bereitstellen. Zum Beispiel kann der Anwender 17 in diesem visualisierten Bedienungssystem durch Ziehen von Objekten eine oder mehrere Steuerlogiken in einem dafür vorgesehenen Fenster einrichten. Jede der Steuerlogiken kann mindestens einen originalen Kanal 30a, 30b, 30c, 30d... usw. (z.B. als Datenblock dargestellt), eine logische Entscheidungsformel (z.B. als Entscheidungsblock dargestellt) und eine Verbindungslinie zur Darstellung von Beziehungen zwischen einem ausgewählten originalen Kanal und der logischen Entscheidungsformel umfassen.
Abhängig von unterschiedlichen Anforderungen kann der Steuerungslogikprozess 300 eine oder mehrere Steuerlogiken umfassen, und jede von den Steuerlogiken ist mit mindestens einem der originalen Kanäle 30a, 30b, 30c, 30d... usw. in der SPS 131a korreliert, so dass der Prozessor 111 den entsprechenden in der PLC 131a enthaltenen Kanal 30a, 30b, 30c, 30d... usw. steuert. In dem Beispiel von 3A lautet eine Steuerlogik, die im Steuerungslogikprozess 300 enthalten ist, „Steuerbefehl in den originalen Kanal 30c schreiben, wenn der aus dem originalen Kanal 30a gelesene Wert größer oder gleich groß ist wie ein vorgegebener Wert X“.
Zum Beispiel wird angenommen, dass die originale vernetzte Maschine 13a einen Rahmenlader zur Herstellung einer gedruckten Leiterplatte (PCB) umfasst, wobei der originale Kanal 30a ein Temperaturfühlerkanal ist, der originale Kanal 30c ein Rahmenladesteuerungskanal ist und der voreingestellte Wert X ein Temperaturschwellenwert der originalen vernetzten Maschine 13a ist. Wenn in diesem Beispiel der Temperaturwert, den der Prozessor 111 vom Temperaturfühlerkanal (d.h. vom originalen Kanal 30a) erhält, den Temperaturschwellenwert (d.h. den voreingestellten Wert X) erreicht oder übertrifft, kann der Prozessor 111 gemäß dem Steuerungslogikprozess 300 dem Rahmenladesteuerungskanal (d.h. dem originalen Kanal 30c) befehlen, die Rahmenladeoperation anzuhalten. In diesem Beispiel sind dem Steuerungslogikprozess 300 nur der originale Kanal 30a und der originale Kanal 30c zugeordnet, so dass der Prozessor 111 von den originalen Kanälen 30a, 30b, 30c, 30d... usw. der SPS 131a, die an der originalen vernetzten Maschine 13a konfiguriert ist, den originalen Kanal 30a und den originalen Kanal 30c als funktionelle Kanäle auswählen kann. Das hierin beschriebene exemplarische Beispiel dient nur dem Zweck der Erläuterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und soll die vorliegende Erfindung nicht beschränken.
In dem Fall, wo der Prozessor 111 aus den mehreren originalen Kanälen der an der originalen vernetzten Maschine 13a konfigurierten SPS 131 gemäß dem Steuerungslogikprozess 300 mindestens einen funktionellen Kanal (d.h. die originalen Kanäle 30a und 30c im obigen exemplarischen Beispiel) ausgewählt hat, kann der Prozessor 111 durch Vergleichen von Zielkanalinformationen 140 einer SPS 141, die an der Maschine 14, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals bestimmen, ob die Maschine 14, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen, wenn die Maschine 14, die vernetzt werden soll, mit der ersten Verbindungsschnittstelle 115 verbunden ist.
Wenn der Prozessor 111 beispielsweise die originalen Kanäle 30a und 30c als funktionelle Kanäle ausgewählt hat, kann der Prozessor 111 einfach durch Vergleichen der Zielkanalinformationen 140 von Zielkanälen 40a, 40b, 40c, 40d... usw. der an der Maschine 14, die vernetzt werden soll, konfigurierten SPS 141 mit den Kanalinformationen der originalen Kanäle 30a und 30c bestimmen, ob die Maschine 14, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen, ohne die Zielkanalinformationen 140 mit den originalen Kanalinformationen 130 (d.h. Kanalinformationen der originalen Kanäle 30a, 30b, 30c, 30d... usw.) zu vergleichen. Wie die originalen Kanalinformationen 130 können die Zielkanalinformationen 140 unter anderem die folgenden Inhalte einschließen: Kanal-ID, Name, Kanalort, Kanalmenge, As-Typ, Multiplikator usw..
Falls die Zielkanäle 40a, 40b, 40c, 40d... usw. einen Kanal des gleichen Typs wie der mindestens eine vom Prozessor 111 ausgewählte funktionelle Kanal (z.B. die originalen Kanäle 30a und 30c in dem obigen exemplarischen Beispiel) einschließen (d.h. einen Kanal, der in der Lage ist, den gleichen Datentyp bereitzustellen, oder einen Kanal mit der gleichen Steuerfunktion), dann kann der Prozessor 111 bestimmen, dass die Maschine 14, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen. Zum Beispiel wird angenommen, dass die originale vernetzte Maschine 13a ein Rahmenlader zur Herstellung einer PCB ist, der originale Kanal 30a ein Temperaturfühlerkanal ist und der originale Kanal 30c ein Rahmenladesteuerungskanal ist. Wenn in diesem Fall die Funktion des Zielkanals 40a auch darin besteht, den Temperaturwert der Maschine 14, die vernetzt werden soll, abzufühlen und die Funktion des Zielkanals 40c auch darin besteht, die Rahmenladung der Maschine 14, die vernetzt werden soll, zu steuern, dann kann der Prozessor 111 bestimmen, dass die Maschine 14, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen.
In manchen Ausführungsformen kann der Prozessor 111 die originale vernetzte Maschine 13a durch die Maschine 14, die vernetzt werden soll, ersetzen, ohne das Datensendeformat zu ändern. Wenn beispielsweise die originalen Kanäle 30a, 30b, 30c, 30d... usw. ursprünglich einem ersten Datenfeld, einem zweiten Datenfeld, einem dritten Datenfeld bzw. einem vierten Datenfeld... usw. eines bestimmten Datensendeformats entsprechen, dann können nach der Ersetzung der originalen vernetzten Maschine 13a durch die Maschine 14, die vernetzt werden soll, die Zielkanäle 40a, 40b, 40c, 40d... usw. dem ersten Datenfeld, dem zweiten Datenfeld, dem dritten Datenfeld bzw. dem vierten Datenfeld... usw. des Datensendeformats entsprechen. Falls dies der Fall ist, kann der Sendemechanismus ohne Änderung des Datensendeformats vergleichsweise effizienter sein als wenn das Datensendeformat einer Maschine 14, die vernetzt werden soll, jedes Mal, wenn die originale vernetzte Maschine 13a durch die Maschine 14, die vernetzt werden soll, ersetzt wird, neu definiert wird.
Wenn der Prozessor 111 bestimmt, dass die Maschine 14, die vernetzt werden soll, nicht in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen, dann kann der Prozessor 111 dem Anwender 17 Warninformationen liefern, um dem Anwender 17 den Grund dafür mitzuteilen, warum die Maschine 14, die vernetzt werden soll, nicht in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen. Wenn beispielsweise die originalen Kanäle 30a und 30c vom Prozessor 111 als funktionelle Kanäle ausgewählt werden und keiner von den Zielkanälen 40a, 40b, 40c, 40d... usw. zum gleichen Typ gehört wie der originale Kanal 30a, dann kann der Prozessor 111 den Anwender durch die Warninformationen über den Unterschied zwischen der Maschine 14, die vernetzt werden soll, und der originalen vernetzten Maschine 13a informieren (z.B. kann der Prozessor 111 angeben, dass keiner von den Kanälen 40a, 40b, 40c, 40d... usw. zum gleichen Typ gehört wie der originale Kanal 30a).
Man betrachte nun 1, 2 und 3B. In dem Fall, wo in der Speichereinrichtung 113 die originalen Kanalinformationen 130 mehrerer originaler vernetzter Maschinen 13 gespeichert sind, kann der Prozessor 111 einen Steuerungslogikprozess 302 auf Basis der originalen Kanalinformationen 130 der originalen vernetzten Maschinen 13 definieren und optional den Steuerungslogikprozess 302 in der Speichereinrichtung 113 speichern. Außerdem kann der Prozessor 111 aus mehreren originalen Kanälen der an der jeweiligen originalen vernetzten Maschine 13 konfigurierten SPS 131 gemäß dem Steuerungslogikprozess 302 mindestens einen funktionellen Kanal auswählen.
Auf ähnliche Weise wie oben, wo der Prozessor 111 den Steuerungslogikprozess 300 definiert, kann der Prozessor 111 den Steuerungslogikprozess 302 automatisch gemäß einer in das Gateway 11 integrierten voreingestellten Regel automatisch definieren und kann außerdem den Steuerungslogikprozess 302 gemäß Befehlen eines externen Anwenders steuern. Wie der Prozessor 111 den Steuerungslogikprozess 302 definiert, ist auf Basis der obigen Offenbarung der Definierung des Steuerungslogikprozesses 300 durch den Prozessor 111 leicht zu verstehen, und somit werden dafür relevante Inhalte hierin nicht weiter beschrieben.
Wie der Steuerungslogikprozess 300 kann der Steuerungslogikprozess 302 eine oder mehrere Steuerlogiken umfassen, die von unterschiedlichen Anforderungen abhängen, und jede von den Steuerlogiken ist mit mindestens einem der originalen Kanäle korreliert, die in den SPSen 131 enthalten sind, so dass der Prozessor 111 den entsprechenden Kanal von den originalen Kanälen, die in den SPSen 131 enthalten sind, steuert. In dem Beispiel von 3B sind zwei Steuerlogiken, die im Steuerungslogikprozess 302 enthalten sind, „Schreiben eines Steuerbefehls in den originalen Kanal 30c der SPS 131a und Schreiben eines Steuerbefehls in einen originalen Kanal 32b einer SPS 131b, wenn der Wert, der aus dem originalen Kanal 30a der SPS 131a gelesen wird, größer oder gleich groß ist wie ein voreingestellter Wert X“ bzw. „Schreiben eines Steuerbefehls in den originalen Kanal 30d der SPS 131a, wenn der Wert, der aus einem originalen Kanal 32a der SPS 131b gelesen wird, größer oder gleich groß ist wie ein voreingestellter Wert Y“.
Beispielsweise wird angenommen, dass die originale vernetzte Maschine 13a ein Rahmenlader zur Herstellung der PCB ist und die originale vernetzte Maschine 13b eine Expositionsmaschine zur Herstellung der PCB ist, wobei die originalen Kanäle 30a, 30c und 30d der originalen vernetzten Maschine 13a ein Temperaturfühlerkanal, ein Rahmenladesteuerungskanal bzw. ein Warnkanal sind, die originalen Kanäle 32a und 32b der originalen vernetzten Maschine 13b ein Operationsdauerüberwachungskanal bzw. ein Expositionssteuerungskanal sind, der voreingestellte Wert X ein Temperaturschwellenwert der originalen vernetzten Maschine 13a ist und der voreingestellte Wert Y ein Operationsdauerschwellenwert der originalen vernetzten Maschine 13b ist. Wenn in diesem Beispiel der Temperaturwert, den der Prozessor 111 vom Temperaturfühlerkanal (d.h. vom originalen Kanal 30a) erhält, den Temperaturschwellenwert (d.h. den voreingestellten Wert X) erreicht oder übertrifft, kann der Prozessor 111 gemäß dem Steuerungslogikprozess 300 dem Rahmenladesteuerungskanal (d.h. dem originalen Kanal 30c) befehlen, die Rahmenladeoperation anzuhalten, und dem Expositionssteuerungskanal (d.h. dem originalen Kanal 32b) befehlen, die Expositionsoperation anzuhalten. Außerdem befiehlt in diesem Beispiel der Prozessor 111 dem Warnkanal (d.h. dem originalen Kanal 30d), Warninformationen auszugeben, wenn der Operationsdauerwert, den der Prozessor 111 vom Operationsdauerüberwachungskanal (d.h. vom originalen Kanal 32a) erhält, größer oder gleich groß ist wie der Operationsdauerschwellenwert (d.h. der voreingestellte Wert Y).
In diesem Beispiel sind für die originale vernetzte Maschine 13a nur deren originale Kanäle 30a, 30c und 30d dem Steuerungslogikprozess 300 zugeordnet, so dass der Prozessor 111 von den originalen Kanälen 30a, 30b, 30c, 30d... usw. der SPS 131a, die an der originalen vernetzten Maschine 13a konfiguriert ist, die originalen Kanäle 30a, 30c und 30d als funktionelle Kanäle auswählen kann. Das hierin beschriebene exemplarische Beispiel dient nur dem Zweck der Erläuterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und soll die vorliegende Erfindung nicht beschränken. In anderen Ausführungsformen kann der Prozessor 111 für jede von den anderen originalen vernetzten Maschinen 13 die entsprechenden funktionellen Kanäle gemäß dem Steuerungslogikprozess 302 ebenfalls aus den mehreren originalen Kanälen auswählen, die in deren SPSen 131 enthalten sind (z.B. die originalen Kanäle 32a und 32b aus den mehreren originalen Kanälen 32a, 32b... usw. der SPS 131b, die an der originalen vernetzten Maschine 13b konfiguriert ist, auswählen).
In dem Fall, wo der Prozessor 111 aus den mehreren originalen Kanälen der SPS 131, die an der originalen vernetzten Maschine 13a konfiguriert ist, gemäß dem Steuerungslogikprozess 302 mindestens einen funktionellen Kanal (d.h. die originalen Kanäle 30a, 30b und 30c im obigen exemplarischen Beispiel) ausgewählt hat, kann der Prozessor 111 durch Vergleichen von Zielkanalinformationen 140 einer SPS 141, die an der Maschine 14, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals bestimmen, ob die Maschine 14, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen, wenn die Maschine 14, die vernetzt werden soll, um die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen, mit der ersten Verbindungsschnittstelle 115 verbunden ist. Wie der Prozessor 111 bestimmt, ob die Maschine 14, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen, und die entsprechenden Aktionen nach der Bestimmung, ob die Maschine 14, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen, wurden in den obigen Beschreibungen deutlich beschrieben, und werden hierin nicht weiter beschrieben.
Während des Prozesses der Bestimmung, ob die Maschine 14, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine 13a zu ersetzen, nimmt der Prozessor 111 weder am Steuerungslogikprozess 300 der SPS 131a, die an einer einzelnen originalen vernetzten Maschine 13a konfiguriert ist, noch am Steuerungslogikprozess 302 der SPSen 131, die an den originalen vernetzten Maschinen 13 konfiguriert sind (z.B. die SPS 131a und die SPS 131b), Änderungen vor, so dass sichergestellt werden kann, dass der zuvor vom Gateway 11 definierte Steuerungslogikprozess durch Ersetzen der originalen vernetzten Maschine 13a durch die Maschine 14, die vernetzt werden soll, nicht geändert wird. Anders ausgedrückt können in diesem Fall die Server-Ebene, die Gateway-Ebene und die Ebene der vernetzten Maschinen den bisherigen normalen Betrieb aufrechterhalten, ohne den Betrieb und die Einstellung anderer originaler vernetzter Maschinen 13 zu beeinflussen, nachdem die originale vernetzte Maschine 13a durch die Maschine 14, die vernetzt werden soll, ersetzt worden ist.
In manchen Ausführungsformen kann in dem Fall, wo die erste Verbindungsschnittstelle 115 mit mehreren originalen vernetzten Maschinen 13 verbunden ist, die erste Verbindungsschnittstelle 115 mit jeder von den mehreren originalen vernetzten Maschinen 13 asynchron oder synchron kommunizieren, wie oben beschrieben.
4 zeigt ein Verfahren zum Bestimmen von Maschinen, die an einem Gateway zu vernetzen sind, in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Inhalt von 4 dient nur dem Zweck der Erläuterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und soll die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Wie in 4 dargestellt ist, kann ein Verfahren 4 zur Bestimmung von Maschinen, die zu vernetzen sind, die folgenden Schritte umfassen:

Definieren eines Steuerungslogikprozesses durch ein Gateway, basierend auf originalen Kanalinformationen einer an der originalen vernetzten Maschine konfigurierten SPS (mit 401 bezeichnet);
Auswählen mindestens eines funktionellen Kanals aus mehreren originalen Kanälen der SPS, die an der originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, durch das Gateway gemäß dem Steuerungslogikprozess (mit 403 bezeichnet); und
Bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen, durch das Gateway, durch Vergleichen von Zielkanalinformationen einer SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals, wenn eine Maschine, die vernetzt werden soll, mit dem Gateway verbunden ist (mit 405 bezeichnet).

In manchen Ausführungsformen kann das Gateway für das Verfahren 4 zur Bestimmung von Maschinen, die zu vernetzen sind, die originalen Kanalinformationen der SPS, die an der originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, vorab speichern. In manchen Ausführungsformen kann das Gateway die originalen Kanalinformationen von einem Anwender bekommen.
In manchen Ausführungsformen kann das Verfahren 4 zur Bestimmung von Maschinen, die zu vernetzen sind, ferner die folgenden Schritte umfassen: Kommunizieren mit der originalen vernetzten Maschine gemäß einem originalen Kommunikationsprotokoll der originalen vernetzten Maschine durch das Gateway; Umwandeln des originalen Kommunikationsprotokolls in ein einheitliches Kommunikationsprotokoll durch das Gateway; und Kommunizieren mit einem Server gemäß dem einheitlichen Kommunikationsprotokoll durch das Gateway.
In manchen Ausführungsformen kann für das Verfahren 4 zur Bestimmung von Maschinen, die zu vernetzen sind, der Schritt des Definierens des Steuerungslogikprozesses wie folgt sein: Definieren des Steuerungslogikprozesses auf Basis von originalen Kanalinformationen mehrerer SPSen, die an mehreren originalen vernetzten Maschinen konfiguriert sind, durch das Gateway. In manchen Ausführungsformen kann das Verfahren 4 zur Bestimmung von Maschinen, die zu vernetzen sind, ferner die folgenden Schritte umfassen: Kommunizieren mit der originalen vernetzten Maschine gemäß einem originalen Kommunikationsprotokoll der originalen vernetzten Maschine durch das Gateway; Umwandeln des originalen Kommunikationsprotokolls in ein einheitliches Kommunikationsprotokoll durch das Gateway; und Kommunizieren mit einem Server gemäß dem einheitlichen Kommunikationsprotokoll durch das Gateway.
In manchen Ausführungsformen kann für das Verfahren 4 zur Bestimmung von Maschinen, die zu vernetzen sind, das Gateway asynchron mit der originalen vernetzten Maschine kommunizieren.
In manchen Ausführungsformen kann das Verfahren 4 zur Bestimmung von Maschinen, die zu vernetzen sind, ferner den folgenden Schritt umfassen: Liefern von Warninformationen durch das Gateway, wenn das Gateway bestimmt, dass die Maschine, die vernetzt werden soll, nicht in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen.
In manchen Ausführungsformen kann das Verfahren 4 zur Bestimmung von Maschinen, die zu vernetzen sind, ferner den folgenden Schritt umfassen: Empfangen eines Anwenderbefehls und Definieren des Steuerungslogikprozesses auf Basis der originalen Kanalinformationen der originalen vernetzten Maschine und gemäß dem Anwenderbefehl durch das Gateway.
In manchen Ausführungsformen kann das Verfahren 4 zur Bestimmung von Maschinen, die zu vernetzen sind, am Gateway 1 implementiert sein. Alle entsprechenden Schritte, die im Verfahren 4 zur Bestimmung von Maschinen, die zu vernetzen sind, enthalten sind, können von einem Durchschnittsfachmann auf Basis der obigen Beschreibung des Gateway 1 deutlich erkannt werden und werden somit hierin nicht weiter beschrieben.
Wenn ein Gateway mit einer oder mehreren originalen vernetzten Maschinen verbunden ist, kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Gateway auf Basis der originalen Kanalinformationen der einen oder der mehreren originalen vernetzten Maschinen einen Steuerungslogikprozess definieren und gemäß dem Steuerungslogikprozess mindestens einen funktionellen Kanal (d.h. einen oder mehrere funktionelle Kanäle) aus mehreren originalen Kanälen der SPS, die an der originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, auswählen oder mindestens einen funktionellen Kanal aus mehreren originalen Kanälen mehrerer SPSen, die an den originalen vernetzten Maschinen konfiguriert sind, auswählen. Das Gateway kann die eine oder die mehreren originalen vernetzten Maschinen gemäß dem Steuerungslogikprozess steuern. Der Steuerungslogikprozess kann eine oder mehrere Steuerlogiken umfassen, und jede von den Steuerlogiken ist mindestens einem Kanal der SPS der einen bzw. einer von mehreren originalen vernetzten Maschinen zugeordnet. Wenn eine Maschine, die vernetzt werden soll, um die eine bzw. eine von mehreren originalen vernetzten Maschinen zu ersetzen, mit dem Gateway verbunden ist, kann das Gateway durch Vergleichen von Zielkanalinformationen einer SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen.
Durch Vergleichen der Zielkanalinformationen der SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit den Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals kann sichergestellt werden, dass der zuvor vom Gateway definierte Steuerungslogikprozess durch Ersetzen der einen bzw. einer von mehreren originalen vernetzten Maschinen durch die Maschine, die vernetzt werden soll, nicht geändert wird, solange die SPS an der Maschine, die vernetzt werden soll, einen Zielkanal der gleichen Art wie der mindestens eine funktionelle Kanal aufweist (d.h. einen Kanal, der in der Lage ist, die gleiche Art von Daten zu liefern, oder einen Kanal, der die gleiche Steuerungsfunktion aufweist). Anders ausgedrückt können in diesem Fall die Server-Ebene, die Gateway-Ebene und die Ebene der vernetzten Maschinen den bisherigen normalen Betrieb immer noch aufrechterhalten, ohne den Betrieb und die Einstellung anderer originaler vernetzter Maschinen zu beeinflussen, nachdem eine oder mehrere originale vernetzte Maschinen durch die Maschine, die vernetzt werden soll, ersetzt worden sind. Daher kann das Gateway in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Vergleichen der Zielkanalinformationen der SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit den Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die eine bzw. eine von mehreren ursprünglichen vernetzten Maschinen zu ersetzen, und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Server-Ebene, die Gateway-Ebene und die Ebene der vernetzten Maschinen den bisherigen normalen Betrieb aufrechterhalten können. Anders ausgedrückt muss das Gateway in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht jede einzelne Information aller Kanäle der SPS, die an einer Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Informationen aller Kanäle der an einer originalen vernetzten Maschine konfigurierten SPS vergleichen, um zu bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen, wodurch die Effizienz verbessert wird.
Andererseits muss das Gateway in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einer Ersetzung der originalen vernetzten Maschine durch die Maschine, die vernetzt werden soll, einen Steuerungslogikprozess nicht neu definieren, um den Betrieb der Server-Ebene, der Gateway-Ebene und der Ebene der vernetzten Maschinen aufrechtzuerhalten, wodurch das Gateway im Vergleich zum herkömmlichen Gateway effizienter ist. Dieser Vorteil kommt insbesondere in einem Fall zum Tragen, wo der zuvor definierte Steuerungslogikprozess mehrere SPSen abdeckt, die an mehreren originalen vernetzten Maschinen konfiguriert sind, und die mehreren originalen vernetzten Maschinen unterschiedliche Kommunikationsprotokolle aufweisen.
Gemäß den obigen Beschreibungen wird durch die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein effizienterer Bestimmungsmechanismus geschaffen zum Bestimmen, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Server-Ebene, die Gateway-Ebene und die Ebene der vernetzten Maschinen im IIOT den bisherigen normalen Betrieb aufrechterhalten können.
Die obige Offenbarung gibt den technischen Inhalt und seine erfinderischen Merkmale detailliert an. Ein Durchschnittsfachmann kann auf Basis der Offenbarungen und Hinweise der beschriebenen Erfindung eine Reihe von Modifikationen und Ersetzungen durchführen, ohne von ihren kennzeichnenden Merkmalen abzuweichen. Auch wenn solche Modifikationen und Ersetzungen in den obigen Beschreibungen nicht vollständig offenbart sind, sind sie von den beigefügten Ansprüchen im Wesentlichen abgedeckt.
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 Patentliteratur

TW 106131423 [0001]

Claims

Gateway, umfassend: eine erste Verbindungsschnittstelle; eine Speichereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, originale Kanalinformationen einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), die an einer originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, zu speichern; und einen Prozessor, der elektrisch mit der ersten Verbindungsschnittstelle und der Speichereinrichtung verbunden ist, und der ausgelegt ist zum: Definieren eines Steuerungslogikprozesses basierend auf den originalen Kanalinformationen der originalen vernetzten Maschine; und Auswählen mindestens eines funktionellen Kanals aus mehreren originalen Kanälen der SPS, die an der originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, gemäß dem Steuerungslogikprozess; wobei dann, wenn eine Maschine, die vernetzt werden soll, mit der ersten Verbindungsschnittstelle verbunden ist, der Prozessor durch Vergleichen von Zielkanalinformationen einer SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals bestimmt, ob die Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen.
Gateway nach Anspruch 1, ferner eine zweite Verbindungsschnittstelle umfassend, wobei die erste Verbindungsschnittstelle mit der originalen vernetzten Maschine gemäß einem originalen Kommunikationsprotokoll der originalen vernetzten Maschine kommuniziert, der Prozessor das originale Kommunikationsprotokoll in ein einheitliches Kommunikationsprotokoll umwandelt und die zweite Verbindungsschnittstelle mit einem Server gemäß dem einheitlichen Kommunikationsprotokoll kommuniziert.
Gateway nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Speichereinrichtung originale Kanalinformationen mehrerer SPSen, die an mehreren originalen vernetzten Maschinen konfiguriert sind, speichert und der Prozessor den Steuerungslogikprozess auf Basis der originalen Kanalinformationen der mehreren originalen vernetzten Maschinen definiert.
Gateway nach Anspruch 3, ferner eine zweite Verbindungsschnittstelle umfassend, wobei die erste Verbindungsschnittstelle mit den mehreren originalen vernetzten Maschinen jeweils gemäß mehreren originalen Kommunikationsprotokollen der mehreren originalen vernetzten Maschinen kommuniziert, der Prozessor die originalen Kommunikationsprotokolle in ein einheitliches Kommunikationsprotokoll umwandelt und die zweite Verbindungsschnittstelle mit einem Server gemäß dem einheitlichen Kommunikationsprotokoll kommuniziert.
Gateway nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die erste Verbindungsschnittstelle asynchron mit der originalen vernetzten Maschine kommuniziert.
Gateway nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei der Prozessor Warninformationen liefert, wenn der Prozessor bestimmt, dass die Maschine, die vernetzt werden soll, nicht in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen.
Gateway nach den Ansprüchen 1 bis 6, ferner eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) umfassend, wobei die HMI dafür ausgelegt ist, einen Anwenderbefehl zu empfangen, und der Prozessor den Steuerungslogikprozess auf Basis der originalen Kanalinformationen der originalen vernetzten Maschine und gemäß dem Anwenderbefehl definiert.
Gateway nach Anspruch 7, wobei die HMI eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) umfasst.
Verfahren zum Bestimmen von Maschinen, die an einem Gateway zu vernetzen sind, umfassend: Definieren eines Steuerungslogikprozesses durch das Gateway auf Basis von originalen Kanalinformationen einer SPS, die an einer originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist; Auswählen mindestens eines funktionellen Kanals aus mehreren originalen Kanälen der SPS, die an der originalen vernetzten Maschine konfiguriert ist, durch das Gateway gemäß dem Steuerungslogikprozess; Bestimmen, ob eine Maschine, die vernetzt werden soll, in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen, durch das Gateway, wenn die Maschine, die vernetzt werden soll, mit dem Gateway verbunden ist, durch Vergleichen von Zielkanalinformationen einer SPS, die an der Maschine, die vernetzt werden soll, konfiguriert ist, mit Kanalinformationen des mindestens einen funktionellen Kanals.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Kommunizieren mit der originalen vernetzten Maschine gemäß einem originalen Kommunikationsprotokoll der originalen vernetzten Maschine durch das Gateway; Umwandeln des originalen Kommunikationsprotokolls in ein einheitliches Kommunikationsprotokoll durch das Gateway; und Kommunizieren mit einem Server gemäß dem einheitlichen Kommunikationsprotokoll durch das Gateway.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Schritt des Definierens des Steuerungslogikprozesses wie folgt ist: Definieren des Steuerungslogikprozesses auf Basis von originalen Kanalinformationen mehrerer SPSen, die an mehreren originalen vernetzten Maschinen konfiguriert sind, durch das Gateway.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: jeweils Kommunizieren mit den mehreren originalen vernetzten Maschinen gemäß mehreren originalen Kommunikationsprotokollen der mehreren originalen vernetzten Maschinen durch das Gateway; Umwandeln der mehreren originalen Kommunikationsprotokolle in ein einheitliches Kommunikationsprotokoll durch das Gateway; und Kommunizieren mit einem Server gemäß dem einheitlichen Kommunikationsprotokoll durch das Gateway.
Verfahren nach den Ansprüchen 9 bis 12, wobei das Gateway asynchron mit der originalen vernetzten Maschine kommuniziert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, ferner umfassend: Liefern von Warninformationen durch das Gateway, wenn das Gateway bestimmt, dass die Maschine, die vernetzt werden soll, nicht in der Lage ist, die originale vernetzte Maschine zu ersetzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, ferner umfassend: Empfangen eines Anwenderbefehls und Definieren des Steuerungslogikprozesses auf Basis der originalen Kanalinformationen der originalen vernetzten Maschine und gemäß dem Anwenderbefehl durch das Gateway.