DE102018005776B4

DE102018005776B4 - Feldbuskoppler/Feldbuscontroller-Modul

Info

Publication number: DE102018005776B4
Application number: DE102018005776.4A
Authority: DE
Inventors: Kai Helms; Anton Lischewski
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2018-07-21
Publication date: 2019-04-11
Anticipated expiration: 2038-07-22
Also published as: DE202017004429U1; DE102018005776A1

Abstract

Gezeigt wird ein Modul, ausgebildet zum Anreihen an einen Feldbuskoppler/Feldbuscontroller. Das Modul umfasst eine Subbusschnittstelle zur Kommunikation mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller und eine Funkschnittstelle. Das Modul ist eingerichtet, über die Funkschnittstelle Konfigurationsdaten zu empfangen, welche unmittelbar oder mittelbar durch das Modul zu emulierende erste digitale und/oder analoge Ein- und/oder Ausgänge spezifizieren, und eine den zu emulierenden ersten digitalen und/oder analogen Ein- und/oder Ausgängen entsprechende Datenbreite auf dem Subbus zu beanspruchen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Modul (im Folgenden auch als „Busklemme“ bezeichnet) zum Anreihen an einen Feldbuskoppler/Feldbuscontroller. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Busklemme mit einer Funkschnittstelle.
HINTERGRUND
Automatisierungsanlagen verfügen zur Kommunikation mit Sensoren/Aktoren, die über die Anlage räumlich verteilt angeordneten sind, oftmals über Feldbusknoten, die über einen Feldbus mit einer zentralen Steuereinrichtung verbunden sind. Typischerweise umfassen die Feldbusknoten je einen Feldbuskoppler/Feldbuscontroller und eine Vielzahl an Busklemmen, wobei jede Busklemme eine bestimmte Anzahl an Ein- und/oder Ausgängen aufweist, die eine drahtgebundene Übermittlung von Signalen zwischen den Sensoren/Aktoren und dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller ermöglichen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung bereichert diesbezüglich den Stand der Technik, als eine erfindungsgemäße Busklemme eingerichtet ist, eine (im Wesentlichen) frei konfigurierbare Anzahl an digitalen und/oder analogen Ein-/Ausgängen zu emulieren, wobei die Signale feldseitig nicht drahtgebunden, sondern drahtlos über eine Funkschnittstelle an einen, Anlagenkomponenten emulierenden Rechner übertragen werden, so dass der Betrieb (oder zumindest ein Teil des Betriebs) der feldseitigen Architektur der Anlage auch ohne Vorhandensein der entsprechenden Elektrik/Elektronik simuliert/getestet oder konfiguriert werden kann.
Die erfindungsgemäße Busklemme benötigt somit keine Ein- oder Ausgangsschaltung für Ein- und/oder Ausgänge (d. h. keine Frontendelektronik zum Anschluss von bspw. Sensoren/Aktoren) sondern verfügt stattdessen über eine Funkschnittstelle zur drahtlosen Übertragung der ein-/auszugebenden Daten, sowie eine Einrichtung zum Konfigurieren der Anzahl an zu emulierenden digitalen und/oder analogen Ein-/Ausgängen. Sie ist jedoch nicht dazu vorgesehen bzw. eingerichtet, als Busklemme mit Funkschnittstelle in den Feldbusknoten integriert zu werden, sondern ahmt busseitig das Verhalten einer Busklemme mit einer bestimmten Anzahl an Anschlüssen nach, wobei die Anzahl der zu emulierenden Anschlüsse nicht fest, sondern konfigurierbar ist.
Die erfindungsgemäße Busklemme umfasst somit eine Subbusschnittstelle (im Folgenden auch als Klemmenbusschnittstelle bezeichnet) zur Kommunikation mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller und ist eingerichtet, über die Funkschnittstelle Konfigurationsdaten zu empfangen, welche unmittelbar oder mittelbar durch das Modul (d. h. die Busklemme) zu emulierende erste digitale und/oder analoge Ein- und/oder Ausgänge spezifizieren. Die erfindungsgemäße Busklemme ist ferner eingerichtet, eine den zu emulierenden ersten digitalen und/oder analogen Ein- und/oder Ausgängen entsprechende Datenbreite auf dem Subbus (im Folgenden auch als Klemmenbus bezeichnet) zu beanspruchen.
Dabei ist unter dem Begriff „Feldbuskoppler“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere eine Vorrichtung mit einer (Feld-) Busschnittstelle zu verstehen, die eingerichtet ist, Sensorsignale über den Feldbus an eine übergeordnete Steuerung zu übertragen und von der übergeordneten Steuerung Steuerungssignale zu empfangen. Ferner ist unter dem Begriff „Feldbuscontroller“, wie er in der Beschreibung verwendet wird, insbesondere ein Feldbuskoppler zu verstehen, der eine Steuerung implementiert bzw. ein Steuerprogramm ausführt. Des Weiteren ist unter dem Begriff „Busklemme“, wie er in der Beschreibung verwendet wird, insbesondere ein Modul zu verstehen, welches zum Anreihen an einen Feldbuskoppler/Feldbuscontroller eingerichtet ist, wobei durch das Anreihen eine serielle mechanische und elektrische Verkettung einer Vielzahl an Modulen ermöglicht wird.
Des Weiteren ist unter dem Begriff „Subbus“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere ein Bus zu verstehen, der eine Vielzahl an Busklemmen verbindet und Daten mit dem Feldbus austauscht. Ferner sind unter den Begriffen „Eingang“ und „Ausgang“, wie sie in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, insbesondere elektrische Anschlüsse zu verstehen, die zum drahtgebundenen Eingeben bzw. Ausgeben elektrischer Signale eingerichtet sind.
Ein erfindungsgemäßes System umfasst dementsprechend einen Feldbuskoppler/Feldbuscontroller, wobei der Feldbuskoppler/Feldbuscontroller eine erste Feldbusschnittstelle und eine erste Subbusschnittstelle aufweist und zum Anreihen von Modulen eingerichtet ist, welche dazu ausgebildet sind, mit dem ersten Feldbuskoppler/Feldbuscontroller über die erste Subbusschnittstelle zu kommunizieren und ein erstes angereihtes Modul, wobei das erste Modul eine zweite Subbusschnittstelle zur Kommunikation mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller und eine erste Funkschnittstelle aufweist, wobei das erste Modul eingerichtet ist, über die erste Funkschnittstelle Konfigurationsdaten zu empfangen, welche unmittelbar oder mittelbar durch das erste Modul zu emulierende erste digitale und/oder analoge Ein- und/oder Ausgänge spezifizieren, und eine den zu emulierenden ersten digitalen und/oder analogen Ein- und/oder Ausgängen entsprechende Datenbreite auf dem Subbus zu beanspruchen.
Vorzugsweise ist das erste Modul ferner eingerichtet, erste Nutzdaten über die erste Funkschnittstelle zu empfangen, die ersten Nutzdaten den ersten digitalen und/oder analogen Eingängen zuzuordnen und die zugeordneten ersten Nutzdaten über die erste Subbusschnittstelle an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller zu übertragen und/oder zweite Nutzdaten über die erste Subbusschnittstelle von dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller zu empfangen und die zweiten Nutzdaten unter Wahrung einer Zuordnung zu ersten digitalen und/oder analogen Ausgängen über die erste Funkschnittstelle zu versenden.
Dabei sind unter dem Begriff „Nutzdaten“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere Daten zu verstehen, die Sensor- oder Steuersignale kodieren. Bspw. können die zweiten Nutzdaten Steuersignale sein, die von den ersten Nutzdaten, die bspw. Sensorsignale darstellen, abgeleitet sind. Ferner ist unter der Formulierung „Wahrung einer Zuordnung“, wie sie in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere eine Abbildung von Nutzdaten auf Sensorsignale bzw. eine Abbildung von Steuersignalen auf Nutzdaten zu verstehen.
Vorzugsweise ist das erste Modul eingerichtet, wenn eine Funkverbindung mit einem Sender der ersten Nutzdaten und/oder einem Empfänger der zweiten Nutzdaten temporär nicht verfügbar ist, die ersten Nutzdaten erneut über die erste Subbusschnittstelle an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller zu übertragen oder einen Ersatzwert über die erste Subbusschnittstelle an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller zu übertragen bzw. die zweiten Nutzdaten zwischenzuspeichern.
D. h., dass, wenn eine Funkverbindung bspw. wegen Abschattung oder mangelnder Reichweite abreißt, der Betrieb der Anlage in gewissen Grenzen weiterlaufen bzw. die Anlage automatisch in einen sicheren Zustand überführt werden kann. Bspw. kann, wenn die ersten Nutzdaten einen Schalterzustand betreffen, das Senden eines Ersatzwertes die Anlage in dem aktuellen Zustand belassen. Ferner kann, wenn die ersten Nutzdaten einen sich stetig ändernden Regelparameter betreffen, ein Ersatzwert gesendet werden, der die Anlage in einen bestimmten (vorzugsweise stabilen und sicheren) Zustand überführt.
Vorzugsweise umfasst das System ferner eine übergeordnete Steuereinrichtung, wobei die übergeordnete Steuereinrichtung eine zweite Feldbusschnittstelle aufweist, wobei der Feldbuskoppler/Feldbuscontroller zum Übertragen der ersten Nutzdaten an die übergeordnete Steuereinrichtung und/oder zum Empfangen der zweiten Nutzdaten von der übergeordneten Steuereinrichtung eingerichtet ist.
Vorzugsweise umfasst das System ferner ein zweites Modul, wobei das zweite Modul eine dritte Subbusschnittstelle zur Kommunikation mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller und einen oder mehrere zweite digitale und/oder analoge Ausgänge aufweist, wobei der Feldbuskoppler/Feldbuscontroller eingerichtet ist, auf Basis der ersten Nutzdaten Ausgangsdaten zu erzeugen und die Ausgangsdaten über die erste und dritte Subbusschnittstelle an das zweite Modul zur Ausgabe digitaler und/oder analoger Signale über den einen oder die mehreren zweiten digitalen und/oder analogen Ausgänge zu übertragen.
Vorzugsweise umfasst das System ferner ein mobiles Endbenutzergerät, besonders vorzugsweise ein Mobiltelefon, ein Laptop-Computer, oder ein Tablet-Computer, wobei das mobile Endbenutzergerät eine zweite Funkschnittstelle aufweist, wobei das mobile Endbenutzergerät eingerichtet ist, zumindest einen Teil eines Betriebs einer Anlage, welche zumindest teilweise durch das System gesteuert wird, zu simulieren und wobei das mobile Endbenutzergerät ferner eingerichtet ist, die ersten Nutzdaten zu erzeugen und/oder die zweiten Nutzdaten hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Betrieb der Anlage zu visualisieren.
Dabei ist unter dem Begriff „mobiles Endbenutzergerät“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere ein elektronisches Gerät zu verstehen, welches von einem Inbetriebnehmer verwendet werden kann, den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller und die durch den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller implementierten Funktionen der Anlage „vor Ort“ (d. h. in Funkreichweite) zu testen.
Vorzugsweise ist das mobile Endbenutzergerät eingerichtet, die ersten Nutzdaten auf Basis von Benutzereingaben zu erzeugen.
Vorzugsweise ist das mobile Endbenutzergerät ferner eingerichtet, einen Zustand eines Aktors der Anlage auf Basis der zweiten Nutzdaten zu visualisieren.
Das mobile Endbenutzergerät ist somit in der Lage, einen Teil der Anlage, der durch den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller bedient wird, zu emulieren.
Vorzugsweise ist das mobile Endbenutzergerät ferner eingerichtet, eine Benutzerauswahl hinsichtlich der zu emulierenden ersten digitalen und/oder analogen Ein- und/oder Ausgänge zu empfangen und die darauf basierenden Konfigurationsdaten über die zweite Funkschnittstelle an das erste Modul zu übertragen.
Dadurch kann der zu emulierende Teil der Anlage beliebig verändert und angepasst werden.
Vorzugsweise sind die erste und zweite Funkschnittstelle zur Errichtung einer Nahfeldkommunikations-, Bluetooth-Low-Energy-, Bluetooth-, ZigBee, oder IEEE 802.11-Verbindung ausgebildet.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend in der detaillierten Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, wobei auf Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:

1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Systems; und
2 ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Emulieren digitaler und/oder analoger Ein- und/oder Ausgänge zeigt.

Dabei sind in den Zeichnungen gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Systems 10. Das System 10 umfasst einen Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 mit einer Feldbusschnittstelle 12a. Wie in 1 durch Pfeile angedeutet, ermöglicht die Feldbusschnittstelle 12a eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 und einer übergeordneten Steuereinrichtung (nicht gezeigt). Der Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 umfasst neben der Feldbusschnittstelle 12a eine Subbusschnittstelle 12b mit einem Ausgang 12b' und einem Eingang 12b", an denen Signalleitungen angeschlossen sind, welche in 1 durch Pfeile angedeutet sind.
An den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 sind mehrere Module 14-20 (Modul „A“ bis Modul „D“) angereiht, die mechanisch und elektrisch mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller verbunden sind (und zusammen mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 einen Feldbusknoten bilden). Wie in 1 gezeigt, ist das Modul „A“ 14 mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 und mit dem Modul „B“ 16 mechanisch und elektrisch unmittelbar verbunden. Ferner ist das Modul „B“ 16 mit dem Modul „A“ 14 und mit dem Modul „C“ 18 mechanisch und elektrisch unmittelbar verbunden, mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 jedoch nur mittelbar, über das Modul „A“ 14.
Die elektrische Verbindung umfasst die in 1 durch Pfeile angedeuteten, für eine unidirektionale Kommunikation vorgesehenen Signalleitungen (die bspw. als Ein- oder Zweidrahtleitungen ausgebildet sind). Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung paarweiser unidirektionaler Signalleitungen beschränkt, da die Datenübertragung zwischen den Modulen 14-20 und dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 auch über jeweils einzelne (für bidirektionale Kommunikation vorgesehene) Signalleitungen erfolgen kann, die im Wechsel Daten vom Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 zu den Modulen 14-20 und von den Modulen 14-20 zum Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 übertragen. Ferner kann neben den Signalleitungen auch eine elektrische Verbindung in Form einer Spannungsversorgungsleitung vorgesehen sein, wenn eines oder mehrere der Module 14 bis 20 über den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 mit elektrischer Energie versorgt werden.
Das in 1 beispielhaft gezeigte Modul „A“ 14 umfasst acht elektrische Anschlüsse 14a, 14 zur Eingabe/Ausgabe elektrischer Signale. Jedoch versteht es sich, dass das Modul „A“ 14 in anderen Ausführungsformen auch zwei, vier, sechzehn oder zweiunddreißig Anschlüsse aufweisen kann. Die Anschlüsse 14a, 14b können als digitale Eingänge, digitale Ausgänge, analoge Eingänge oder analoge Ausgänge ausgebildet sein. Alternativ können die Anschlüsse 14a, 14b uneinheitlich sein.
Bspw. können die Anschlüsse 14a als digitale Eingänge und die Anschlüsse 14b als digitale Ausgänge ausgebildet sein. Ferner können die die Anschlüsse 14a als analoge Eingänge und die Anschlüsse 14b als analoge Ausgänge ausgebildet sein. Des Weiteren können die Anschlüsse 14a als analoge Eingänge und die Anschlüsse 14b als digitale Eingänge ausgebildet sein. Ebenso können die Anschlüsse 14a als analoge Ausgänge und die Anschlüsse 14b als digitale Ausgänge ausgebildet sein. Auch können die Anschlüsse 14a als analoge Eingänge und die Anschlüsse 14b als digitale Ausgänge ausgebildet sein. Zudem können die Anschlüsse 14a als digitale Eingänge und die Anschlüsse 14b als analoge Ausgänge ausgebildet sein.
Die Anschlüsse 14a, 14b sind jeweils zum Anschluss einer Drahtleitung (bspw. einer Ein- oder Zweidrahtleitung) ausgebildet und ermöglichen eine drahtgebundene Übermittlung elektrischer Signale zwischen dem Modul „A“ 14 und Sensoren oder Aktoren der das System 10 umfassenden Anlage. Bspw. können die Anschlüsse 14a, 14b jeweils zum Herstellen einer Klemmverbindung zwischen einer in dem Modul „A“ 14 angeordneten Schaltung und der Drahtleitung ausgebildet sein. Die in dem Modul „A“ 14 angeordnete Schaltung kann bspw. eine elektronische Schaltung (bspw. ein Prozessor) sein, die eingerichtet ist, an einem Eingang des Moduls „A“ 14 empfangene Signale (Eingangssignale) über die Subbusschnittstelle 12b an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 zu übertragen bzw. von dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 über die Subbusschnittstelle 12b empfangene Signale (Ausgangssignale) an einem Ausgang des Moduls „A“ 14 auszugeben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Modul „B“ 16 vier Anschlüsse 16a. Die Anschlüsse 16a sind ebenfalls zum Anschluss einer Drahtleitung ausgebildet und ermöglichen eine drahtgebundene Übermittlung elektrischer Signale. Bspw. können die Anschlüsse 16a, analog zu den Anschlüssen 14a, 14b, jeweils zum Herstellen einer Klemmverbindung zwischen einer in dem Modul „B“ 16 angeordneten Schaltung und einer Drahtleitung ausgebildet sein. Die in dem Modul „B“ 16 angeordnete Schaltung kann ebenfalls eine elektronische Schaltung (bspw. ein Prozessor) sein, die eingerichtet ist, an einem Eingang empfangene Signale (Eingangssignale) über die Subbusschnittstelle 12b an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 zu übertragen bzw. von dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 über die Subbusschnittstelle 12b empfangene Signale (Ausgangssignale) an einem Ausgang auszugeben.
Beim Starten des Feldbuskopplers/Feldbuscontrollers 12 fragt dieser die Module 14-20 hinsichtlich der von ihnen benötigten Datenbreite zum Übertragen der Ein-/Ausgangssignale (bzw. zum Übertragen der die Ein-/Ausgangssignale repräsentierende Daten) über den Subbus ab. Das Modul „A“ 14 und das Modul „B“ 16 antworten auf die Abfrage mit der von ihnen jeweils benötigten Datenbreite bzw. mit Daten, aus denen der Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 (bzw. eine in dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 vorgesehene elektronische Schaltung) auf die jeweils benötigte Subbus-Datenbreite schließen kann.
Das Modul „A“ 14 kann bspw. bei acht digitalen Eingängen eine Datenbreite von 8 Bit benötigen und das Modul „B“ 16 kann bspw. bei vier analogen Ausgängen eine Datenbreite von 4 Byte benötigen. Das Modul „A“ 14 kann die Datenbreite von 8 Bit direkt beanspruchen oder seinen Typ (z. B. „Busklemme mit 8 digitalen Eingängen“) an den Buskoppler 12 übertragen, wenn der Buskoppler 12 eingerichtet ist, einer „Busklemme mit 8 digitalen Eingängen“ eine Datenbreite von 8 Bit zuzuordnen. Ebenso kann das Modul „B“ 16 eine Datenbreite von 4 Byte direkt beanspruchen oder seinen Typ (z. B. „Busklemme mit 4 analogen Ausgängen“) an den Buskoppler 12 übertragen, wenn der Buskoppler 12 eingerichtet ist, einer „Busklemme mit 4 analogen Ausgängen“ eine Datenbreite von 4 Byte zuzuordnen.
Das Modul „C“ 18, welches eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Busklemme darstellt, verhält sich im Prinzip wie die Module „A“ und „B“ 14, 16, unterscheidet sich jedoch von ihnen dadurch, dass das Modul „C“ eingerichtet ist, über eine Schnittstelle Konfigurationsbefehle zu empfangen, die ermöglichen, dass das Modul „C“ unterschiedliche Datenbreiten beansprucht bzw. dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 einen (im Wesentlichen frei) konfigurierbaren Busklemmen-Typen anzeigt. Grundsätzlich ist eine solche Umprogrammierung der Module „A“ 14 und „B“ 16 auch möglich, würde aber zumindest im Falle einer Datenbreitenerhöhung auf Grund der nicht vorhandenen Frontendelektronik (d. h., auf Grund des Fehlens zusätzlicher Anschlüsse) keinen Nutzen bringen (und ist über die Eingabe von Befehlen über eine Schnittstelle auch nicht vorgesehen/möglich).
Die Ausgestaltung des Moduls „C“ 18 vermeidet diese Problematik, indem anstatt paralleler Ein- und Ausgänge ein serieller Ein-/Ausgang über eine Funkschnittstelle 18a bereitgestellt wird, die eine (durch den Übertragungsstandard begrenzte aber ansonsten) skalierbare bidirektionale Datenkommunikation ermöglicht. Wie in 1 gezeigt, kann die Funkschnittstelle 18a eine bidirektionale Datenkommunikation mit einem mobilen Endbenutzergerät 22 ermöglichen. Das mobile Endbenutzergerät 22 kann bspw. ein Mobiltelefon, ein Tablet-Computer oder ein Laptop-Computer sein und weist einen Bildschirm 24 und eine Eingabeeinrichtung 26 auf. Die Eingabeeinrichtung 26 kann bspw. eine Tastatur, ein Trackpad, oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm umfassen.
Wie in 1 gezeigt, können auf dem Bildschirm Eingangs- und Ausgangssignale der emulierten Ein- und/oder Ausgänge des Moduls „C“ 18 visualisiert werden. Bspw. können Eingangssignale bzw. Eingangswerte (bspw. im Betrieb der Anlage zu verwendende Grenzwerte, Sollwerte, Parameter, etc.) des Moduls „C“ 18 mittels virtueller (Dreh- oder Schiebe-) Regler, Schalter oder Taster durch den Benutzer des mobilen Endbenutzergerät 22 vorgegeben/eingestellt werden. Ferner können Ausgangssignale bzw. Ausgangswerte, welche den Zustand der Anlage charakterisieren, (bspw. als Kurven) auf dem mobilen Endbenutzergerät 22 ausgegeben/dargestellt werden. Am mobilen Endbenutzergerät 22 durchgeführte Eingaben können so mit Aktionen und Variablen verknüpft werden, die ihre Entsprechung im Prozessabbild des Moduls „C“ 18 finden, wodurch Eingangsdaten des Feldbuskopplers/Feldbuscontrollers 12 auch ohne Vorhandensein der (vom Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 angenommenen) entsprechenden Hardware gezielt geändert werden können.
Die über die Funkschnittstelle 18a an das Modul „C“ 18 übertragenen Eingangssignale (Nutzdaten) werden durch das Modul „C“ 18 gemäß einer gewählten Konfiguration den emulierten Eingängen (sofern vorhanden) des Moduls „C“ 18 zugeordnet und an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 über die Subbusschnittstelle 12b übertragen. Ebenso werden die vom Modul „C“ 18 vom Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 über die Subbusschnittstelle 12b empfangenen Ausgangssignale gemäß der gewählten Konfiguration den emulierten Ausgängen (sofern vorhanden) des Moduls „C“ 18 zugeordnet und als Nutzdaten über die Funkschnittstelle 18a an das mobile Endbenutzergerät 22 übertragen. Die jeweilige Konfiguration des Moduls „C“ 18, d. h. die Anzahl digitaler und/oder analoger Ein- und/oder Ausgänge kann ebenfalls über Daten (Konfigurationsdaten) bewirkt werden, die (bspw. von dem mobilen Endbenutzergerät 22) über die Funkschnittstelle 18a an das Modul „C“ 18 übertragenen werden. Alternativ kann die jeweilige Konfiguration durch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (bspw. einen oder mehrere Schalter am Modul „C“ 18) eingestellt werden.
Um die Auswirkungen einer (unbeabsichtigten) Unterbrechung der Funkverbindung auf die Anlage kontrollieren zu können, kann das Modul „C“ 18 eingerichtet sein, die zuletzt empfangenen Eingangssignale (bzw. den zuletzt empfangenen Eingangssignalen entsprechende Werte oder Ersatzwerte) an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 zu übertragen bis die Funkverbindung wiederhergestellt ist. Ferner kann das Modul „C“ 18 eingerichtet sein, die an das mobile Endbenutzergerät 22 zu übertragenden Nutzdaten zwischenzuspeichern bis die Funkverbindung (bspw. Bluetooth-Low-Energy-, Bluetooth-, ZigBee, oder IEEE 802.11) wiederhergestellt ist.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Emulieren digitaler und/oder analoger Ein- und/oder Ausgänge in dem in 1 gezeigten System 10. Der Prozess beginnt mit dem Schritt 28 des Konfigurierens des Moduls „C“ 18. Bspw. kann das Konfigurieren durch ein Übertragen von Konfigurationsdaten von dem mobilen Endbenutzergerät 22 über die Funkschnittstelle 18a bewirkt werden, wobei die Konfigurationsdaten einen auf dem mobilen Endbenutzergerät 22 ausgewählten Busklemmen-Typ oder eine gewünschte Anzahl an digitalen und/oder analogen Ein- und/oder Ausgängen anzeigen. Der Prozess wird mit dem Schritt 30 des Beanspruchens einer der Konfiguration entsprechenden Datenbreite auf dem Subbus fortgesetzt, bspw. indem das Modul „C“ 18 in Antwort auf eine Anfrage des Feldbuskopplers/Feldbuscontrollers 12 den ausgewählten Busklemmen-Typ oder die benötigte Datenbreite an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 überträgt.
Während des Betriebs der Anlage kann ein Benutzer des mobilen Endbenutzergeräts 22 in den Betrieb der Anlage eingreifen, indem er (virtuelle) Eingangssignale erzeugt, die dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 als (physikalische) Eingangssignale bzw. Eingangswerte übermittelt werden. Bspw. kann der Benutzer durch Drücken eines virtuellen Tasters die gleiche Aktion auslösen, wie mit einem entsprechenden physikalischen Taster. Ebenso kann sich der Benutzer die (virtuellen) Ausgangssignale bzw. Ausgangswerte anzeigen/ausgeben lassen, um einen Zustand der Anlage zu kontrollieren oder die Auswirkung des Eingebens der virtuellen Eingangssignale Eingangswerte zu testen. Bspw. kann der Benutzer durch das Drücken eines virtuellen Tasters den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller 12 oder die übergeordnete Steuerung (nicht gezeigt) veranlassen, einen Aktor oder Melder (bspw. einen optischen Signalgeber) anzusteuern.
Bezugszeichenliste

10: System
12: Feldbuskoppler/Feldbuscontroller
12b: Subbusschnittstelle
12b': Subbusschnittstellen-Ausgang
12b": Subbusschnittstellen-Eingang
14: Modul „A“
14a: Anschlüsse
14b: Anschlüsse
16: Modul ,;B“
16a: Anschlüsse
18: Modul „C“
18a: Funkschnittstelle
20: Modul „D“
22: Endbenutzergerät
24: Bildschirm
26: Eingabeeinrichtung
28: Prozessschritt
30: Prozessschritt

Claims

System (10), umfassend: einen Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12), wobei der Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) eine erste Feldbusschnittstelle (12a) und eine erste Subbusschnittstelle (12b) aufweist und zum Anreihen von Modulen (14-20) eingerichtet ist, welche dazu ausgebildet sind, mit dem ersten Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) über die erste Subbusschnittstelle (12b) zu kommunizieren; und ein erstes angereihtes Modul (18), wobei das erste Modul (18) eine zweite Subbusschnittstelle zur Kommunikation mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) und eine erste Funkschnittstelle (18a) aufweist; wobei das erste Modul (18) eingerichtet ist, über die erste Funkschnittstelle (18a) Konfigurationsdaten zu empfangen, welche unmittelbar oder mittelbar durch das erste Modul (18) zu emulierende erste digitale und/oder analoge Ein- und/oder Ausgänge spezifizieren, und eine den zu emulierenden ersten digitalen und/oder analogen Ein- und/oder Ausgängen entsprechende Datenbreite auf dem Subbus zu beanspruchen.
System (10) nach Anspruch 1, wobei das erste Modul (18) ferner eingerichtet ist: erste Nutzdaten über die erste Funkschnittstelle (18a) zu empfangen, die ersten Nutzdaten den ersten digitalen und/oder analogen Eingängen zuzuordnen und die zugeordneten ersten Nutzdaten über die erste Subbusschnittstelle (12b) an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) zu übertragen; und/oder zweite Nutzdaten über die erste Subbusschnittstelle (12b) von dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) zu empfangen und die zweiten Nutzdaten unter Wahrung einer Zuordnung zu ersten digitalen und/oder analogen Ausgängen über die erste Funkschnittstelle (18a) zu versenden.
System (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Modul (18) eingerichtet ist, wenn eine Funkverbindung mit einem Sender der ersten Nutzdaten und/oder einem Empfänger der zweiten Nutzdaten temporär nicht verfügbar ist: die ersten Nutzdaten erneut über die erste Subbusschnittstelle (12b) an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) zu übertragen oder einen Ersatzwert über die erste Subbusschnittstelle (12b) an den Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) zu übertragen; und/oder die zweiten Nutzdaten zwischenzuspeichern.
System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: eine übergeordnete Steuereinrichtung, wobei die übergeordnete Steuereinrichtung eine zweite Feldbusschnittstelle aufweist; wobei der Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) zum Übertragen der ersten Nutzdaten an die übergeordnete Steuereinrichtung und/oder zum Empfangen der zweiten Nutzdaten von der übergeordneten Steuereinrichtung eingerichtet ist.
System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: ein zweites Modul (16), wobei das zweite Modul (16) eine dritte Subbusschnittstelle zur Kommunikation mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) und einen oder mehrere zweite digitale und/oder analoge Ausgänge (16a) aufweist; wobei der Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) eingerichtet ist, auf Basis der ersten Nutzdaten Ausgangsdaten zu erzeugen und die Ausgangsdaten über die erste Subbusschnittstelle (12b) und die dritte Subbusschnittstelle an das zweite Modul (16) zur Ausgabe digitaler und/oder analoger Signale über den einen oder die mehreren zweiten digitalen und/oder analogen Ausgänge (16a) zu übertragen.
System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: ein mobiles Endbenutzergerät (22), vorzugsweise ein Mobiltelefon, ein Laptop-Computer, oder ein Tablet-Computer, wobei das mobile Endbenutzergerät (22) eine zweite Funkschnittstelle aufweist; wobei das mobile Endbenutzergerät (22) eingerichtet ist, zumindest einen Teil eines Betriebs einer Anlage, welche zumindest teilweise durch das System (10) gesteuert wird, zu simulieren; und wobei das mobile Endbenutzergerät (22) ferner eingerichtet ist, die ersten Nutzdaten zu erzeugen und/oder die zweiten Nutzdaten hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Betrieb der Anlage zu visualisieren.
System (10) nach Anspruch 6, wobei das mobile Endbenutzergerät (22) eingerichtet ist, die ersten Nutzdaten auf Basis von Benutzereingaben zu erzeugen.
System (10) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das mobile Endbenutzergerät (22) ferner eingerichtet ist, einen Zustand eines Aktors der Anlage auf Basis der zweiten Nutzdaten zu visualisieren.
System (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das mobile Endbenutzergerät (22) ferner eingerichtet ist, eine Benutzerauswahl hinsichtlich der zu emulierenden ersten digitalen und/oder analogen Ein- und/oder Ausgänge zu empfangen und die darauf basierenden Konfigurationsdaten über die zweite Funkschnittstelle an das erste Modul (18) zu übertragen.
System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste und zweite Funkschnittstelle (18a) zur Errichtung einer Nahfeldkommunikations-, Bluetooth-Low-Energy-, Bluetooth-, ZigBee, oder IEEE 802.11-Verbindung ausgebildet sind.
Modul (18), ausgebildet zum Anreihen an einen Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12), umfassend: eine Subbusschnittstelle zur Kommunikation mit dem Feldbuskoppler/Feldbuscontroller (12) und eine erste Funkschnittstelle (18a); wobei das Modul (18) eingerichtet ist, über die erste Funkschnittstelle (18a) Konfigurationsdaten zu empfangen, welche unmittelbar oder mittelbar durch das Modul (18) zu emulierende erste digitale und/oder analoge Ein- und/oder Ausgänge spezifizieren, und eine den zu emulierenden ersten digitalen und/oder analogen Ein- und/oder Ausgängen entsprechende Datenbreite auf dem Subbus zu beanspruchen.