DE102019215593A1 - Control device and method for transferring configuration data - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung (1) zum Übertragen von Konfigurationsdaten (D) eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk (100) mit einer Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern (10) zumindest eines Feldbussystems. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Übertragen von Konfigurationsdaten (D) eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk (100) mit einer Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern (10) zumindest eines Feldbussystems. Die Erfindung betrifft überdies ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a control device (1) for transmitting configuration data (D) of a mechatronic system in a network (100) with a plurality of network participants (10) of at least one field bus system. The invention also relates to a method for transmitting configuration data (D) of a mechatronic system in a network (100) with a plurality of network participants (10) of at least one field bus system. The invention also relates to a computer program product.
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Übertragen von Konfigurationsdaten eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk mit einer Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern zumindest eines Feldbussystems. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Übertragen von Konfigurationsdaten eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk mit einer Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern zumindest eines Feldbussystems. Die Erfindung betrifft überdies ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a control device for transmitting configuration data of a mechatronic system in a network with a plurality of network participants of at least one field bus system. The invention also relates to a method for transmitting configuration data of a mechatronic system in a network with a plurality of network participants of at least one field bus system. The invention also relates to a computer program product.
Stand der TechnikState of the art
Bei der Konfiguration von Netzwerkteilnehmern, insbesondere Feldgeräten eines mechatronischen Systems, verbindet sich ein Benutzer herkömmlicherweise unter Verwendung unterschiedlicher Konfigurationsapplikationen mit den entsprechenden Feldgeräten, welche unterschiedliche Feldbussysteme und/oder Feldbusprotokolle aufweisen.When configuring network participants, in particular field devices of a mechatronic system, a user conventionally connects using different configuration applications to the corresponding field devices which have different field bus systems and / or field bus protocols.
Die
Es besteht somit ein Bedarf, eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zum Übertragen von Kommunikationsdaten eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk mit zumindest einem Netzwerkteilnehmer anzugeben, welche eine einfache, schnelle und systemübergreifende Konfiguration des zumindest einen Netzwerkteilnehmers ermöglichen.There is thus a need to specify a control device and a control method for transmitting communication data of a mechatronic system in a network with at least one network participant, which enable simple, fast and cross-system configuration of the at least one network participant.
Die Aufgabe wird mit einer Steuervorrichtung zum Übertragen von Konfigurationsdaten eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk mit zumindest einem Netzwerkteilnehmer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved with a control device for transmitting configuration data of a mechatronic system in a network with at least one network participant having the features of
Die Aufgabe wird des Weiteren mit einem Verfahren zum Übertragen von Konfigurationsdaten eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk mit zumindest einem Netzwerkteilnehmer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.The object is also achieved with a method for transmitting configuration data of a mechatronic system in a network with at least one network participant having the features of
Die Erfindung wird darüber hinaus durch ein Computerprogrammprodukt für eine Rechnereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.The invention is also achieved by a computer program product for a computer device having the features of claim 11.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung schafft eine Steuervorrichtung zum Übertragen von Konfigurationsdaten eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk mit einer Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern zumindest eines Feldbussystems, mit einer ersten Server-Applikation, welche dazu eingerichtet ist, Konfigurationsdaten, insbesondere Anforderungsparameter eines Benutzers, einer ersten Client-Applikation zu empfangen und an eine zweite Client-Applikation zu übertragen, und mit der zweiten Client-Applikation, welche dazu eingerichtet ist, die Konfigurationsdaten an zumindest einen Netzwerkteilnehmer der Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern des zumindest einen Feldbussystems zu übertragen, wobei ein Datentransfer der durch die Server-Applikation von der ersten Client-Applikation empfangenen Konfigurationsdaten, der von der ersten Server-Applikation an die zweite Client-Applikation übertragenen Konfigurationsdaten und die von der zweiten Client-Applikation an den zumindest einen Netzwerkteilnehmer der Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern des zumindest einen Feldbussystems übertragenen Konfigurationsdaten durch einen einheitlichen Datenaustauschstandard durchführbar ist.The present invention creates a control device for transmitting configuration data of a mechatronic system in a network with a plurality of network participants of at least one field bus system, with a first server application, which is set up to send configuration data, in particular request parameters of a user, to a first client application received and transmitted to a second client application, and with the second client application, which is set up to transmit the configuration data to at least one network subscriber of the plurality of network subscribers of the at least one field bus system, a data transfer being carried out by the server application configuration data received from the first client application, the configuration data transmitted from the first server application to the second client application and the configuration data from the second client application to the at least one network subscriber of the majority l configuration data transmitted by network subscribers of the at least one field bus system can be carried out using a uniform data exchange standard.
Die Erfindung schafft des Weiteren ein Verfahren zum Übertragen von Konfigurationsdaten eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk mit einer Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern zumindest eines Feldbussystems. Das Verfahren umfasst ein Empfangen von Konfigurationsdaten, insbesondere von Anforderungsparametern eines Benutzers, von einer ersten Client-Applikation mittels einer ersten Server-Applikation.The invention also provides a method for transmitting configuration data of a mechatronic system in a network with a plurality of network participants of at least one field bus system. The method includes receiving configuration data, in particular request parameters of a user, from a first client application by means of a first server application.
Das Verfahren umfasst ferner ein Übertragen der von der ersten Client-Applikation empfangenen Konfigurationsdaten an eine zweite Client-Applikation mittels der ersten Server-Applikation.The method further comprises transmitting the configuration data received from the first client application to a second client application by means of the first server application.
Das Verfahren umfasst überdies ein Übertragen der Konfigurationsdaten an zumindest einen Netzwerkteilnehmer der Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern des zumindest einen Feldbussystems mittels der zweiten Client-Applikation, wobei ein Datentransfer der durch die erste Server-Applikation von der ersten Client-Applikation empfangenen Konfigurationsdaten, der von der ersten Server-Applikation an die zweite Client-Applikation übertragenen Konfigurationsdaten und der von der zweiten Client-Applikation an den zumindest einen Netzwerkteilnehmer der Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern des zumindest einen Feldbussystems übertragenen Konfigurationsdaten durch einen einheitlichen Datenaustauschstandard durchgeführt wird.The method also includes transmitting the configuration data to at least one network participant of the plurality of network participants of the at least one field bus system by means of the second client application, a data transfer of the data received by the first server application from the first client application Configuration data, the configuration data transmitted from the first server application to the second client application and the configuration data transmitted from the second client application to the at least one network subscriber of the plurality of network subscribers of the at least one field bus system using a uniform data exchange standard.
Die vorliegende Erfindung schafft darüber hinaus ein Computerprogrammprodukt für eine Rechnereinrichtung, insbesondere für eine Maschinensteuerung, welches bei Ausführung auf einer Rechnereinrichtung das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.The present invention also creates a computer program product for a computer device, in particular for a machine control, which executes the method according to the invention when it is executed on a computer device.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, durch Vorsehen eines einheitlichen Datenaustauschstandards eine einfache, schnelle und systemübergreifende Übertragung von Konfigurationsdaten eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk mit einer Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern des zumindest einen Feldbussystems und/oder unterschiedlicher Feldbussysteme durch eine zentralisierte Konfiguration bzw. Eingabe von Konfigurationsdaten durch den Benutzer zu ermöglichen.One idea of the present invention is, by providing a uniform data exchange standard, a simple, fast and cross-system transmission of configuration data of a mechatronic system in a network with a plurality of network participants of the at least one field bus system and / or different field bus systems through a centralized configuration or input of To enable configuration data by the user.
Die übertragenen Konfigurationsdaten sind in vorteilhafter Weise von der Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern des zumindest einen Feldbussystems nutzbar. Die Eingabe der Konfigurationsdaten durch den Benutzer, der Empfang und die Verarbeitung dieser Daten durch die Steuervorrichtung sowie die anschließende Übertragung an den zumindest einen Netzwerkteilnehmer der Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern des zumindest einen Feldbussystems wird vorzugsweise durch den einheitlichen Datenaustauschstandard realisiert, was eine Vereinfachung der Kommunikationsarchitektur der Steuervorrichtung, der vorgelagerten Eingabevorrichtung sowie der nachgelagerten Feldbussysteme ermöglicht.The transmitted configuration data can advantageously be used by the plurality of network subscribers of the at least one field bus system. The input of the configuration data by the user, the reception and processing of this data by the control device as well as the subsequent transmission to the at least one network participant of the plurality of network participants of the at least one field bus system is preferably implemented by the uniform data exchange standard, which simplifies the communication architecture of the control device , the upstream input device and the downstream fieldbus systems.
Eine solche Steuervorrichtung bzw. ein solches Steuerverfahren sind aufgrund des einheitlichen Datenaustauschstandards in vorteilhafter Weise lokal einsetzbar, sodass eine Datenübertragung und/oder Verarbeitung in der Cloud zum Erreichen der erfindungsgemäßen Zielsetzung nicht erforderlich ist.Such a control device or such a control method can advantageously be used locally due to the uniform data exchange standard, so that data transmission and / or processing in the cloud is not required to achieve the objective according to the invention.
Der erfindungsgemäße Datenaustauschstandard kann ein industrielles Kommunikationsprotokoll, beispielsweise ein Maschine-zu-Maschine-Kommunikationsprotokoll, wie OPC-UA, sein. Dabei steht OPC-UA für Open Platform Communication-Unified Architecture.The data exchange standard according to the invention can be an industrial communication protocol, for example a machine-to-machine communication protocol such as OPC-UA. OPC-UA stands for Open Platform Communication-Unified Architecture.
Mittels der OPC-UA wird eine Vernetzung verschiedenster Komponentenhersteller herstellerunabhängig ermöglicht. OPC-UA erweitert OPC um wesentliche Eigenschaften, wie beispielsweise die Übertragung von Semantikinformationen und die erweiterten Möglichkeiten zum Aufrufen von Methoden, und ermöglicht einen standardisierten und herstellerübergreifenden Datenaustausch zwischen verschiedenen Komponenten, und zwar unabhängig von Programmiersprache und Betriebssystem. OPC-UA verbindet über ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll und über standardisierte Schnittstellen sowie Funktionalitäten die Geräte verschiedener Ebenen der Automatisierungspyramide.The OPC-UA enables a wide variety of component manufacturers to be networked regardless of the manufacturer. OPC-UA extends OPC with essential properties, such as the transmission of semantic information and the extended options for calling up methods, and enables standardized and manufacturer-independent data exchange between different components, regardless of the programming language and operating system. OPC-UA connects the devices at different levels of the automation pyramid using a standardized communication protocol and standardized interfaces and functionalities.
Vor allem kann OPC-UA dem Austausch von Daten aus der Feldebene mit darüber liegenden Ebenen der Automatisierungspyramide dienen. So können über OPC-UA beispielsweise Daten aus einem Echtzeit-Bereich der Feldebene, in welchem die Feldgeräte über einen echtzeitfähigen Feldbus kommunizieren, zu einer Managementebene oder einer Steuerungsebene der Fabrikautomation übertragen werden, in der Planung, Ablaufsteuerung und Logistikprozesse erfolgen.Above all, OPC UA can be used to exchange data from the field level with the levels of the automation pyramid above it. For example, data from a real-time area of the field level, in which the field devices communicate via a real-time capable fieldbus, can be transferred to a management level or a control level of factory automation via OPC-UA in the planning, sequence control and logistics processes.
Beispielsweise ermöglicht die OPC-UA-Technologie eine einheitliche Vernetzung von Maschinensteuerungen, wie etwa von CNC-Steuerungen, Bewegungssteuerungen (Motion) für z.B. Verpackungsmaschinen oder Logiksteuerungen wie z.B. speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), mit den darüber liegenden Steuerungs- und Managementebenen. Wenn hierin Maschinensteuerung oder SPS genannt wird, ist dies stets als austauschbar mit allen vorgenannten Steuerungen anzusehen und umgekehrt.For example, the OPC UA technology enables a uniform networking of machine controls, such as CNC controls, motion controls (motion) for packaging machines, for example, or logic controls such as programmable logic controllers (PLC), with the control and management levels above. If machine control or PLC is mentioned here, this is always to be regarded as interchangeable with all of the aforementioned controls and vice versa.
Die Bezugnahmen hierin auf OPC-UA gelten auch für andere Datenaustauschstandards, die für die Erfindung verwendet werden können. Hierin wird allerdings beispielhaft im Wesentlichen auf OPC-UA Bezug genommen, wobei OPC-UA in diesem Sinne austauschbar mit funktionsgleichen oder mit ähnlichen Datenaustauschstandards oder auch mit Kommunikationsprotokollen und -standards sein soll und umgekehrt.The references herein to OPC UA also apply to other data exchange standards that can be used for the invention. Here, however, reference is essentially made to OPC UA as an example, with OPC UA in this sense being interchangeable with functionally identical or similar data exchange standards or with communication protocols and standards and vice versa.
Wenn OPC-UA verwendet wird, kann der Ablauf etwa folgendermaßen implementiert sein (in beliebiger Kombination, auch mit Merkmalen hierin oder mit einzelnen Merkmalen der Ansprüche):
- 1. Es wird eine Verbindung eines OPC-UA-Clients (dies kann etwa mittels der hierin genannten, erste Client-Applikation erfolgen) hergestellt mit einer OPC-UA-Server-Applikation (dies kann etwa die hierin genannte, erste Server-Applikation sein) der Steuervorrichtung. Die OPC-UA-Serverapplikation hat ein entsprechendes Abstraktionsschichten-Informationsmodell implementiert und stellt es in ihrem Adressraum dar (siehe dazu auch weiter unten)
- 2. Die Anwenderanforderungen oder Parameter, z.B. Feldbusparameter wie etwa Zykluszeit/Latenz/Jitter, können jeweils feldbusunabhängig oder feldbusübergreifend (vor allem über einen OPC-UA-Client mittels der unter 1. Oben genannten Verbindung) in der OPC-UA-Serverapplikation konfiguriert werden oder hinterlegt sein
- 3. Sämtliche Änderungen der Anwenderanforderungen oder Parameter werden an die Steuervorrichtung (insbesondere an deren Server-Applikation und/oder eine Adaptions-Applikation) übertragen.
- 4. Die Steuervorrichtung (ggf. mit einer Adaptions-Applikation) setzt die bisher feldbusunabhängigen Anforderungen oder Parameter (z.B. eine vorgegebene Zykluszeit) auf eine(n) oder mehrere, feldbusspezifische Anforderung(en) oder Parameter um (etwa für verschiedene Feldbusse jeweils zu einer von dem jeweiligen Feldbus unterstützten Zykluszeit, die der feldbusunabhängig vorgegebenen Zykluszeit am nächsten kommt - bzw. für andere Parameter ebenso)
- 5. Die Steuervorrichtung (ggf. mit einer Adaptions-Applikation) nutzt einen OPC-UA-Client (dies kann die hierin genannte, zweite Client-Applikation sein), um sich mit einem jeweiligen OPC-UA-Server eines oder mehrerer Feldgeräte zu verbinden und dort die umgesetzten Anwenderanforderungen oder Parameter einzustellen
- 1. A connection is established between an OPC UA client (this can be done using the first client application mentioned herein) with an OPC UA server application (this can be the first server application mentioned herein, for example ) the control device. The OPC UA server application has implemented a corresponding abstraction layer information model and displays it in its address space (see also below)
- 2. The user requirements or parameters, e.g. fieldbus parameters such as cycle time / latency / jitter, can be configured in the OPC UA server application independently of the fieldbus or across the fieldbus (especially via an OPC UA client using the connection mentioned under 1. above) or be deposited
- 3. All changes to the user requirements or parameters are transmitted to the control device (in particular to its server application and / or an adaptation application).
- 4. The control device (possibly with an adaptation application) converts the previously fieldbus-independent requirements or parameters (e.g. a specified cycle time) to one or more fieldbus-specific requirement (s) or parameters (e.g. for different fieldbuses to one each cycle time supported by the respective fieldbus, which comes closest to the cycle time specified independently of the fieldbus - or for other parameters as well)
- 5. The control device (possibly with an adaptation application) uses an OPC UA client (this can be the second client application mentioned herein) to connect to a respective OPC UA server of one or more field devices and set the implemented user requirements or parameters there
Erfindungsgemäß steuert die Maschinensteuerung bzw. Steuervorrichtung ein mechatronisches System. Das mechatronische System weist einerseits mechatronische, das bedeutet beispielsweise elektrische, elektronische, hydraulische, mechanische, pneumatische oder aus diesen Prinzipien kombinierte oder anderweitige Komponenten auf, die in einem Systemverbund zusammengefasst sind und als solcher als eine zusammengefasste, mechatronische Einheit oder mechatronische Maschine fungieren.According to the invention, the machine control or control device controls a mechatronic system. The mechatronic system has, on the one hand, mechatronic components, which means, for example, electrical, electronic, hydraulic, mechanical, pneumatic components or components that are combined or otherwise based on these principles, which are combined in a system network and as such function as a combined, mechatronic unit or mechatronic machine.
Dies kann beispielsweise eine Werkzeugmaschine sein, in der mehrere Elektromotoren die Achsen der Werkzeugmaschine antreiben. Komponenten des mechatronischen Systems werden vorzugsweise durch eine oder mehrere Maschinensteuerungen koordiniert, gegebenenfalls synchronisiert und als Systemverbund gesteuert. Dabei ist die Maschinensteuerung beispielsweise eine Logiksteuerung, wie zum Beispiel eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), eine Bewegungssteuerung, wie beispielsweise eine CNC (Computer Numeric Control) oder - generell ausgedrückt - eine übergeordnete Systemsteuerung, die auch aus mehreren, unterschiedlichen Steuerungsplattformen und -Architekturen zusammengesetzt werden kann.This can, for example, be a machine tool in which several electric motors drive the axes of the machine tool. Components of the mechatronic system are preferably coordinated by one or more machine controls, if necessary synchronized and controlled as a system network. The machine control is, for example, a logic control such as a programmable logic controller (PLC), a motion control such as a CNC (Computer Numeric Control) or - in general terms - a higher-level system control that is also composed of several different control platforms and architectures can be.
Die Maschinensteuerung kann dabei eine integrierte Maschinensteuerung sein, die auch eine Echtzeitkomponente, in Software oder Hardware, und eine übergeordnete Logiksteuerung, Prozesssteuerung oder allgemeine Steuerung in einer Einheit, vorzugsweise in einem Gehäuse, integriert.The machine control can be an integrated machine control which also integrates a real-time component, in software or hardware, and a higher-level logic control, process control or general control in one unit, preferably in a housing.
Eine solche Maschinensteuerung kann eine separate und dedizierte Hardware sein, also etwa eine elektronische Komponente des mechatronischen Systems, die als eine physikalische Maschinensteuerung ausgestaltet ist. Es kann sich aber auch um eine Embedded-Steuerung handeln oder um eine virtuelle, beispielsweise auf einem Industrie-PC emulierte bzw. virtualisierte, Steuerung handeln. Eine Steuerung kann schließlich auch als Software-Applikation auf einem (Industrie-) PC realisiert sein.Such a machine control can be separate and dedicated hardware, that is to say, for example, an electronic component of the mechatronic system that is designed as a physical machine control. However, it can also be an embedded controller or a virtual controller, for example emulated or virtualized on an industrial PC. Finally, a control can also be implemented as a software application on an (industrial) PC.
Erfindungsgemäß ist eine Maschinensteuerung als ein Netzwerkteilnehmer in das Netzwerk zum Datenaustausch eingebunden. Die Maschinensteuerung empfängt, sendet, bearbeitet, verwaltet, koordiniert, erzeugt oder generiert Maschinenkonfigurationsdaten. Solche Daten sind beispielsweise auf das mechatronische System bezogene oder von dem mechatronischen System stammende Daten. Diese Konfigurationsdaten werden von der Maschinensteuerung kommuniziert, also gesendet und/oder empfangen.According to the invention, a machine control is integrated as a network participant in the network for data exchange. The machine control receives, sends, processes, manages, coordinates, creates or generates machine configuration data. Such data are, for example, data related to the mechatronic system or data originating from the mechatronic system. These configuration data are communicated by the machine control, i.e. sent and / or received.
Dies ist für ein mechatronisches System eine wesentliche Voraussetzung des reibungslosen Funktionsablaufs. Hier setzt die Erfindung an, indem die Maschinensteuerung zur Kommunikation der Konfigurationsdaten wahlfrei als Subscriber und/oder als Publisher einer Publish-/Subscribe-Kommunikationsarchitektur konfiguriert werden kann. Es können durch den Datenaustauschstandard verschiedene Übertragungsarchitekturen bereitgestellt werden, die die Erfindung anwendungsspezifisch nutzt. Vorliegend wird für die Übertragung eine Publish/Subscribe-Architektur des Datenaustauschstandards verwendet. Charakteristisch für eine solche Publish/Subscribe-Architektur ist es, dass der Publisher den oder die Subscriber nicht individuell adressiert und somit nicht unbedingt „kennt“.For a mechatronic system, this is an essential prerequisite for smooth functioning. This is where the invention comes into play, in that the machine control for communicating the configuration data can optionally be configured as a subscriber and / or as a publisher of a publish / subscribe communication architecture. The data exchange standard can provide various transmission architectures which the invention uses in an application-specific manner. In the present case, a publish / subscribe architecture of the data exchange standard is used for the transmission. It is characteristic of such a publish / subscribe architecture that the publisher does not address the subscriber (s) individually and therefore does not necessarily “know” them.
Erfindungsgemäß können Maschinenkonfigurationsdaten (der Einfachheit halber hierin auch verkürzt als „Konfigurationsdaten“ bezeichnet) mit allen Vorzügen einer Publish/Subscribe-Architektur bereitgestellt werden (beispielsweise Konfigurationsdaten gleichzeitig für eine Mehrzahl von Subscribern und/oder zyklisch zu verteilen). Dazu kann die Maschinensteuerung als mit dem Datenaustauschstandard konformer Subscriber oder Publisher konfiguriert sein.According to the invention, machine configuration data (for the sake of simplicity also referred to as “configuration data” for the sake of simplicity) can be provided with all the advantages of a publish / subscribe architecture (for example, configuration data to be distributed simultaneously for a plurality of subscribers and / or cyclically). For this purpose, the machine control can be configured as a subscriber or publisher compliant with the data exchange standard.
Die Übertragung kann dabei in Form von mit dem Datenaustauschstandard konformen Netzwerknachrichten erfolgen, die jeweils für eine flexible Anzahl von Subscribern vorgesehen sind, wobei ein Netzwerkteilnehmer - allgemein gesagt - nach Maßgabe des Nachrichten-Identifikators seine zu beziehende Nachricht selektiv erhält oder auswählt und/oder den ihn interessierenden Datensatz anhand des Nachrichten-Identifikators aus einer Netzwerknachricht selektiv entnimmt.The transmission can be in the form of conforming to the data exchange standard Network messages take place, which are each provided for a flexible number of subscribers, with a network subscriber - generally speaking - according to the message identifier selectively receives or selects his message to be received and / or the data record of interest to him based on the message identifier from a network message selectively removes.
In der genannten Publish/Subscribe-Architektur nimmt ein Publisher die Übertragung in Form von mit dem Datenaustauschstandard konformen Netzwerknachrichten vor. Dabei werden die Daten mit Methoden oder Funktionalitäten, die in dem Datenaustauschstandard standardisiert sind, gekennzeichnet und übertragen. Solche Nachrichten sind jeweils für eine flexible Anzahl von Subscribern vorgesehen.In the aforementioned publish / subscribe architecture, a publisher carries out the transmission in the form of network messages that conform to the data exchange standard. The data is identified and transferred using methods or functionalities that are standardized in the data exchange standard. Such messages are each provided for a flexible number of subscribers.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous embodiments and developments emerge from the subclaims and from the description with reference to the figures.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Server-Applikation dazu eingerichtet ist, von der ersten, insbesondere externen, Client-Applikation, feldbusunabhängige Konfigurationsdaten zu empfangen. Der Begriff „feldbusunabhängige Konfigurationsdaten“ kann dabei für einen Feldbus bzw. einen Feldbusstandard erforderliche Konfigurationsdaten umfassen, die - etwa von einem Nutzer - zunächst feldbusunabhängig angegeben sind und mittels der Erfindung auf einen oder mehrere Ziel-Feldbus-Standard(s) umgesetzt werden. Somit können durch den Benutzer mittels der ersten Client-Applikation in vorteilhafter Weise entsprechende Konfigurationsdaten wie beispielsweise eine Zykluszeit, eine maximale Latenz und/oder eine Datenmenge feldbusunabhängig spezifiziert und mittels der Erfindung auf den jeweils verwendeten Feldbus appliziert und/oder umgesetzt (gemappt) werden. Typische Konfigurationsdaten können in beliebiger Kombination auch umfassen:
- Verfügbarkeit (vor allem Verfügbarkeitsanforderungen von Netzwerkteilnehmern oder -applikationen, etwa in Bezug auf zeitliche Verfügbarkeit oder
- Ansprechbarkeit von Netzwerkteilnehmern oder Speicherplatz-Verfügbarkeit) Übertragungszeit oder -dauer
- Verlässlichkeit
- Transferintervall
- (Z.B. Maximale) Länge eines Nutzerdatenfelds
- Aktualisierungszeit oder -zyklus
- Priorität
- Konnektivität
- Datendurchsatz
- Lebensdauer (etwa eines Datenpakets, z.B. angegeben in Sekunden oder Zyklenanzahl oder Hops)
- Maximale Größe von Datenfeldern oder Netzwerknachrichten (Telegrammen).
- Availability (especially availability requirements of network participants or applications, for example with regard to time availability or
- Accessibility of network participants or availability of storage space) Transmission time or duration
- reliability
- Transfer interval
- (E.g. maximum) length of a user data field
- Update time or cycle
- priority
- Connectivity
- Throughput
- Service life (e.g. of a data packet, e.g. specified in seconds or number of cycles or hops)
- Maximum size of data fields or network messages (telegrams).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Server-Applikation dazu eingerichtet ist, ein Abstraktionsschichten-Informationsmodell einer Hardwareabstraktionsschicht der Steuervorrichtung zu implementieren, insbesondere es in seinem Adressraum darzustellen, wobei die von der ersten Client-Applikation empfangenen feldbusunabhängigen Konfigurationsdaten unter Verwendung des Abstraktionsschichten-Informationsmodells der ersten Server-Applikation an die Hardwareabstraktionsschicht übertragbar sind. Das Abstraktionsschichten-Informationsmodell der ersten Server-Applikation der Steuervorrichtung schafft somit in vorteilhafter Weise eine Schnittstelle zur Übertragung der Konfigurationsdaten an die Hardwareabstraktionsschicht der Steuervorrichtung.According to a further preferred development, it is provided that the first server application is set up to implement an abstraction layer information model of a hardware abstraction layer of the control device, in particular to display it in its address space, the fieldbus-independent configuration data received from the first client application using the Abstraction layer information model of the first server application can be transferred to the hardware abstraction layer. The abstraction layer information model of the first server application of the control device thus advantageously creates an interface for transmitting the configuration data to the hardware abstraction layer of the control device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Steuervorrichtung einen Adapter aufweist, welcher die durch die erste Server-Applikation empfangenen, feldbusunabhängigen Konfigurationsdaten feldbusspezifischen Konfigurationsdaten zuordnet. Hierdurch können die feldbusunabhängig spezifizierten Konfigurationsdaten in vorteilhafter Weise von einer Mehrzahl des zumindest einen Feldbussystems verwendet werden. According to a further preferred development, it is provided that the control device has an adapter which assigns the fieldbus-independent configuration data received by the first server application to fieldbus-specific configuration data. As a result, the configuration data specified independently of the field bus can advantageously be used by a plurality of the at least one field bus system.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweite Client-Applikation dazu eingerichtet ist, die von dem Adapter der Steuervorrichtung erzeugten feldbusspezifischen Konfigurationsdaten an eine zweite Server-Applikation eines, insbesondere externen, feldbusspezifischen Steuermoduls zu übertragen.According to a further preferred development, it is provided that the second client application is set up to transmit the fieldbus-specific configuration data generated by the adapter of the control device to a second server application of an, in particular external, fieldbus-specific control module.
Die zweite Server-Applikation des feldbusspezifischen Steuermoduls empfängt somit in vorteilhafter Weise die entsprechend feldbusspezifischen Konfigurationsdaten unter Verwendung des einheitlichen Datenaustauschstandards.The second server application of the fieldbus-specific control module thus advantageously receives the corresponding fieldbus-specific configuration data using the uniform data exchange standard.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Datenaustauschstandard die Übertragung einer syntaktischen und/oder semantischen Beschreibung der Hardwareabstraktionsschicht der Steuervorrichtung unterstützt. Die erfindungsgemäß verwendete Kommunikationsarchitektur bzw. der Datenaustauschstandard ist somit in vorteilhafter Weise in der Lage, eine Mehrzahl von Datentypen sowie spezifische Einheiten der jeweiligen Daten zu spezifizieren.According to a further preferred development, it is provided that the data exchange standard supports the transmission of a syntactic and / or semantic description of the hardware abstraction layer of the control device. The communication architecture or the data exchange standard used according to the invention is thus advantageously able to specify a plurality of data types and specific units of the respective data.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Konfigurationsdaten eine Netzwerkkonfiguration des zumindest einen Netzwerkteilnehmers der Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern des zumindest einen Feldbussystems aufweisen, und wobei die Netzwerkteilnehmer durch Feldgeräte ausgebildet sind. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist somit in vorteilhafter Weise in der Lage, durch den einheitlichen Datenaustauschstandard Netzwerkteilnehmer bzw. Feldgeräte des zumindest einen Feldbussystems im Netzwerk zu konfigurieren bzw. entsprechende Nutzeranforderungen hinsichtlich der Netzwerkkonfiguration festzulegen.According to a further preferred development, it is provided that the configuration data have a network configuration of the at least one network participant of the plurality of network participants of the at least one field bus system, and the network participants are formed by field devices. The control device according to the invention is thus advantageously able to configure network subscribers or field devices of the at least one field bus system in the network or to define corresponding user requirements with regard to the network configuration using the uniform data exchange standard.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Netzwerkteilnehmer der Mehrzahl von Netzwerkteilnehmern des zumindest einen Feldbussystems, insbesondere der Feldgeräte unterschiedlicher Feldbusprotokolle, Sercos-Feldgeräte, Ethercat-Feldgeräte, Profinet-Feldgeräte und/oder CAN-Feldgeräte aufweist. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist somit in vorteilhafter Weise in der Lage, zentralisiert und systemübergreifend relevante und häufig eingesetzte Feldgeräte unterschiedlicher Feldbusprotokolle im Netzwerk zu konfigurieren.According to a further preferred development, it is provided that the at least one network participant has the plurality of network participants of the at least one field bus system, in particular the field devices of different field bus protocols, Sercos field devices, EtherCAT field devices, Profinet field devices and / or CAN field devices. The control device according to the invention is thus advantageously able to configure in a centralized and cross-system relevant and frequently used field devices of different fieldbus protocols in the network.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Datenaustauschstandard ein Publish-/Subscribe-Kommunikationsmodell unterstützt, wobei die erste Server-Applikation und die zweite Server-Applikation als Subscriber und die zweite Client-Applikation als Publisher konfiguriert sind. Der Publisher sendet somit in vorteilhafter Weise die Konfigurationsdaten über das Netzwerk und der zumindest eine weitere Netzwerkteilnehmer, der Subscriber, empfängt die Konfigurationsdaten mittels des Datenaustauschstandards über das Netzwerk. Der Publisher nimmt die Übertragung in Form von Netzwerknachrichten vor, die jeweils für bedarfsweise auswählbare, vom Publisher entkoppelte Subscriber vorgesehen sind. Der Subscriber erhält die Netzwerknachricht mit seinen zu beziehenden Konfigurationsdaten, jeweils vorzugsweise ereignisgesteuert, selektiv oder wählt diese aus und/oder entnimmt die zu beziehenden Konfigurationsdaten aus der Netzwerknachricht selektiv.According to a further preferred development, it is provided that the data exchange standard supports a publish / subscribe communication model, the first server application and the second server application being configured as subscribers and the second client application being configured as publisher. The publisher thus advantageously sends the configuration data over the network and the at least one further network participant, the subscriber, receives the configuration data by means of the data exchange standard over the network. The publisher carries out the transmission in the form of network messages, each of which is provided for subscribers who can be selected as required and are decoupled from the publisher. The subscriber receives the network message with its configuration data to be obtained, in each case preferably event-controlled, selectively or selects it and / or selectively takes the configuration data to be obtained from the network message.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.The refinements and developments described can be combined with one another as required.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments.
FigurenlisteFigure list
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.The accompanying drawings are intended to provide a further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, in conjunction with the description, serve to explain principles and concepts of the invention.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Other embodiments and many of the advantages mentioned emerge with a view to the drawings. The elements shown in the drawings are not necessarily shown true to scale with respect to one another.
Es zeigen:
-
1 ein schematisches Diagramm mit einem Kommunikationsverlauf einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; -
2 ein schematisches Diagramm mit dem Kommunikationsverlauf der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und -
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Übertragen von Konfigurationsdaten eines mechatronischen Systems in einem Netzwerk gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a schematic diagram with a communication flow of a control device according to the invention according to a preferred embodiment of the invention; -
2 a schematic diagram with the communication flow of the control device according to the invention according to the preferred embodiment of the invention; and -
3 a flowchart of a method for transmitting configuration data of a mechatronic system in a network according to the preferred embodiment of the invention.
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures of the drawings, the same reference symbols denote the same or functionally identical elements, parts or components, unless stated otherwise.
Die Steuervorrichtung
Die Steuervorrichtung
Ein Datentransfer der durch die erste Server-Applikation
Die erste Server-Applikation
Die von der ersten Client-Applikation
Die Steuervorrichtung
Die feldbusspezifischen Konfigurationsdaten
Die zweite Client-Applikation
Die feldbusspezifischen Steuermodule weisen erfindungsgemäß ein Sercos-Steuermodul
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung und das entsprechende Steuerverfahren sind in der Lage, darüber hinaus, weitere bekannte Feldbussysteme zu unterstützen.The control device according to the invention and the corresponding control method are also able to support other known field bus systems.
Der Datenaustauschstandard unterstützt ferner die Übertragung einer syntaktischen und/oder semantischen Beschreibung der Hardwareabstraktionsschicht der Steuervorrichtung
Die Konfigurationsdaten
Der erfindungsgemäße Datenaustauschstandard unterstützt wie vorstehend erwähnt ein Publish-/Subscribe-Kommunikationsmodell. Die erste Server-Applikation
Die erste Client-Applikation
Die Übertragung der feldbusunabhängigen Konfigurationsdaten bzw. Kommunikationsparameter sowie der feldbusabhängigen Konfigurationsdaten bzw. Kommunikationsparameter werden wie in
Das Verfahren umfasst ein Empfangen S1 von Konfigurationsdaten
Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Übertragen S2 der von der ersten Client-Applikation
Das Verfahren umfasst überdies ein Übertragen S3 der Konfigurationsdaten
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SteuervorrichtungControl device
- 1010
- NetzwerkteilnehmerNetwork participant
- 1818th
- Abstraktionsschichten-InformationsmodellAbstraction layer information model
- 18a18a
- AdressraumAddress space
- 2020th
- HardwareabstraktionsschichtHardware abstraction layer
- 2222nd
- Adapteradapter
- 24a bis 24d24a to 24d
- FeldgeräteField devices
- 25a bis 25d25a to 25d
- feldbusspezifische Parameterfieldbus-specific parameters
- 3030th
- erste Client-Applikationfirst client application
- 3232
- zweite Client-Applikationsecond client application
- 3434
- erste Server-Applikationfirst server application
- 36a bis 36d36a to 36d
- zweite Server-Applikationsecond server application
- 38a bis 38d38a to 38d
- feldbusspezifische Steuermodulefieldbus-specific control modules
- 100100
- Netzwerknetwork
- DD.
- KonfigurationsdatenConfiguration data
- D1D1
- feldbusunabhängige Konfigurationsdatenfieldbus-independent configuration data
- D2D2
- feldbusspezifische Konfigurationsdatenfieldbus-specific configuration data
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102017202360 A1 [0003]DE 102017202360 A1 [0003]
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019215593.6A DE102019215593A1 (en) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | Control device and method for transferring configuration data |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021203940A1 (en) | 2021-04-21 | 2022-10-27 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method and apparatus for processing data associated with an electronic device for a vehicle |
-
2019
- 2019-10-11 DE DE102019215593.6A patent/DE102019215593A1/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102021203940A1 (en) | 2021-04-21 | 2022-10-27 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method and apparatus for processing data associated with an electronic device for a vehicle |
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