DE102020113499A1 - Techniken zum schnellen Herstellen einer Verbindung für Skid-Communicator-Instrument - Google Patents

Techniken zum schnellen Herstellen einer Verbindung für Skid-Communicator-Instrument Download PDF

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Aaron C. Jones
Michael G. Ott
Julian K. Naidoo
Deborah R. Colclazier
Karen Johnson
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Abstract

Die beschriebenen Techniken ermöglichen es einem Skid-Communicator-Instrument, die Netzwerkeinstellungen in einer Prozesssteuerungsumgebung, mit der ein Benutzer des Instruments eine Kommunikation herstellen möchte, schnell auf die für einen bestimmten Skid oder ein bestimmtes Netzwerk erforderlichen Netzwerkeinstellungen zu ändern. Diese Techniken sind hilfreich, da Skids und Netzwerke in Prozesssteuerungsumgebungen häufig unterschiedliche Netzwerkeinstellungen für jedes Gerät erfordern, das versucht, mit den Skids oder dem Netzwerk zu kommunizieren, und ein Benutzer diese Netzwerkeinstellungen häufig jedes Mal manuell laden muss, wenn er mit einem anderen Netzwerk oder Skid kommunizieren möchte. Im Gegensatz dazu ermöglichen die beschriebenen Techniken, dass sich das Skid-Communicator-Instrument reibungslos mit beliebigen der Skids oder anderen Netzwerken, die unterschiedliche Netzwerkeinstellungen erfordern, verbindet, die Verbindung zu diesen trennt und sich erneut mit diesen verbindet, und zwar mit minimaler Eingabe durch den Benutzer, wodurch sich ein Benutzer leicht in verschiedenen Bereichen, Einheiten oder Gerätschaften der Prozesssteuerungsumgebung bewegen und damit interagieren kann.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Skids, die in Prozesssteuerungsumgebungen zu finden sind, und insbesondere auf ein Skid-Communicator-Instrument, das schnell eine Kommunikation mit den Skids herstellen kann.
  • HINTERGRUND
  • Prozesssteuerungssysteme, z. B. verteilte oder skalierbare Prozesssteuerungssysteme wie jene, die bei Energieerzeugungs-, Chemie-, Erdöl- oder anderen Prozessen verwendet werden, beinhalten typischerweise eine oder mehrere Steuerungen, die kommunikativ miteinander verbunden sind, über ein Prozesssteuerungsnetzwerk mit zumindest einer Host- oder Bedienerarbeitsstation kommunikativ verbunden sind und über analoge, digitale oder kombinierte analoge/digitale Busse mit einem oder mehreren Feldgeräten kommunikativ verbunden sind. Die Feldgeräte, bei denen es sich um Ventile, Ventilstellungsregler, Switch und Messumformer handeln kann (z. B. Temperatur-, Druck- und Durchflusssensoren), führen Funktionen innerhalb des Prozesses oder der Anlage aus, z. B. Öffnen oder Schließen von Ventilen, Ein- und Ausschalten von Geräten und Messen von Prozessparametern. Die Steuerung empfängt Signale, die Prozess- oder Anlagenmessungen anzeigen, die von den Feldgeräten durchgeführt wurden (oder andere Informationen, die die Feldgeräte betreffen), verwendet diese Informationen, um eine Steuerungsroutine zu implementieren, und erzeugt dann Steuersignale, die über die Busse an die Feldgeräte gesendet werden, um den Betrieb des Prozesses oder der Anlage zu steuern. Informationen von den Feldgeräten und der Steuerung werden typischerweise einer oder mehreren Anwendungen zur Verfügung gestellt, die von der Bedienerarbeitsstation ausgeführt werden, damit ein Bediener jede gewünschte Funktion in Bezug auf den Prozess oder die Anlage ausführen kann, z. B. das Anzeigen des aktuellen Zustands der Anlage, das Ändern des Betriebs der Anlage usw.
  • Die Prozesssteuerungen, die sich typischerweise in der Umgebung der Prozessanlage befinden, empfangen Signale, die Prozessmessungen oder Prozessvariablen anzeigen, die von den Feldgeräten vorgenommen oder diesen zugeordnet wurden (oder anderen Informationen, die die Feldgeräte betreffen), und führen Steuerungsanwendungen aus.
  • Die Steuerungsanwendungen implementieren Steuermodule, die Prozesssteuerungsentscheidungen treffen, Steuersignale basierend auf den empfangenen Informationen erzeugen und mit den Steuermodulen oder -blöcken in den Feldgeräten wie HART®- und Fieldbus-Feldgeräten koordinieren. Die Steuermodule in den Prozesssteuerungen senden die Steuersignale über die Kommunikationsleitungen oder Signalwege zu den Feldgeräten, um so den Betrieb des Prozesses zu steuern.
  • Informationen von den Feldgeräten und den Prozesssteuerungen werden normalerweise über das Prozesssteuerungsnetzwerk einem oder mehreren anderen Hardwaregeräten zur Verfügung gestellt, z. B. Bedienerarbeitsstationen, Wartungsarbeitsstationen, PCs, mobilen Geräten, Daten-Historians, Berichtsgeneratoren, zentralisierten Datenbanken usw. Die über das Netzwerk übermittelten Informationen ermöglichen es einem Bediener oder einer Wartungsperson, die gewünschten Funktionen in Bezug auf den Prozess auszuführen. Die Informationen ermöglichen es einem Bediener beispielsweise, Einstellungen der Prozesssteuerungsroutine zu ändern, den Betrieb der Steuerungsmodule innerhalb der Prozesssteuerungen oder der Smart-Field-Geräte zu ändern, den aktuellen Status des Prozesses oder den Status bestimmter Geräte innerhalb der Prozessanlage anzuzeigen, Alarme anzuzeigen, die von Feldgeräten und Prozesssteuerungen generiert wurden, den Betrieb des Prozesses zu simulieren, um Personal zu schulen oder die Prozesssteuerungssoftware zu testen, Probleme oder Hardwarefehler innerhalb der Prozessanlage zu diagnostizieren usw.
  • Die Feldgeräte kommunizieren normalerweise mit den Hardwaregeräten über das Prozesssteuerungsnetzwerk, bei dem es sich möglicherweise um ein Ethernet konfiguriertes LAN handelt. Das Netzwerk leitet die Prozessparameter, Netzwerkinformationen und andere Prozesssteuerungsdaten über verschiedene Netzwerkgeräte und an verschiedene Entitäten im Prozesssteuerungssystem weiter. Die Netzwerkgeräte erleichtern normalerweise den Datenfluss durch das Netzwerk, indem sie das Routing, die Frame-Rate, das Zeitlimit und andere Netzwerkparameter steuern, die Prozessdaten selbst im Allgemeinen jedoch nicht ändern.
  • Einige Prozessanlagen beinhalten modulare Prozess-Skids („Skids“), die in unterschiedlichem Maße in das Prozesssteuerungssystem integriert werden können.
  • Ein Skid kann als „System in einer Box“ betrachtet werden, das als in sich geschlossener Prozess oder Unterprozess fungiert. Jeder Skid beinhaltet im Allgemeinen eine Steuerung wie eine programmierbare Logiksteuerung („PLC“). Die PLC beinhaltet im Allgemeinen einen oder mehrere Prozessoren, eine oder mehrere Speicherkomponenten und spezielle Ein-/Ausgabemodule (E/A-Module). Man beachte, dass einige wichtige Merkmale eine PLC von einem Universalcomputer unterscheiden. Am wichtigsten ist, dass eine PLC in der Regel zuverlässiger ist und für eine mittlere Betriebsdauer zwischen zwei Ausfällen in Jahren ausgelegt ist. Zweitens kann eine PLC in einer industriellen Umgebung mit erheblichem Elektrorauschen, Vibrationen, extremen Temperaturen und Feuchtigkeit platziert werden. Drittens können PLC von Anlagentechnikern leicht gewartet werden.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die beschriebenen Verfahren und Systeme ermöglichen es einem Skid-Communicator-Instrument, die Netzwerkeinstellungen in einer Prozesssteuerungsumgebung, mit der ein Benutzer des Instruments eine Kommunikation herstellen möchte, schnell auf die für einen bestimmten Skid oder ein bestimmtes Netzwerk erforderlichen Netzwerkeinstellungen zu ändern. Diese Verfahren und Systeme sind hilfreich, da Skids und Netzwerke in Prozesssteuerungsumgebungen häufig unterschiedliche Netzwerkeinstellungen für jedes Gerät erfordern, das versucht, mit den Skids oder dem Netzwerk zu kommunizieren, und ein Benutzer diese Netzwerkeinstellungen häufig jedes Mal manuell laden muss, wenn er mit einem anderen Netzwerk oder Skid kommunizieren möchte. Im Gegensatz dazu ermöglichen die beschriebenen Verfahren und Systeme, dass sich das Skid-Communicator-Instrument reibungslos mit beliebigen der Skids oder anderen Netzwerke, die unterschiedliche Netzwerkeinstellungen erfordern, verbindet, die Verbindung zu diesen trennt und sich erneut mit diesen verbindet, und zwar mit minimaler Eingabe durch den Benutzer, wodurch sich ein Benutzer leicht in verschiedenen Bereichen, Einheiten oder Gerätschaften der Prozesssteuerungsumgebung bewegen und damit interagieren kann.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet ein Skid-Communicator-Instrument zum Kommunizieren mit Skid-Steuerungen in Prozesssteuerungsumgebungen eines oder mehrere von: einer Kommunikationsschnittstelle, einem oder mehreren Prozessoren, einem Speicher oder einer Benutzeroberflächenkomponente (z. B. einschließlich einer Anzeige oder von Eingabesensoren, z. B. solchen, die einem Touchscreen oder einer elektromechanischen Eingabekomponente wie einer Maus, einer Tastatur oder einer anderen Art von Taste zugeordnet sind). Das Skid-Communicator-Instrument kann so konfiguriert sein, dass es eine oder mehrere des Folgenden ausführt: (i) Erkennen einer Verbindung (die drahtgebunden sein kann) zwischen der Kommunikationsschnittstelle und einer Skid-Steuerung für einen Skid in einer Prozesssteuerungsumgebung; (ii) Erkennen, dass der Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen keinen Kommunikationskanal zwischen dem Skid-Communicator-Instrument und der Skid-Steuerung über die Verbindung ermöglicht; (iii) Durchführen einer Analyse mehrerer Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, um einen bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen zu identifizieren, die der Skid-Steuerung zugeordnet sind; und (iv) wenn der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen durch die Analyse identifiziert wird: (a) automatisches Konfigurieren der Kommunikationsschnittstelle gemäß dem bestimmten Satz neu konfigurierter Netzwerkeinstellungen, um den Kommunikationskanal über die Verbindung einzurichten; und (b) Steuern, Überwachen oder Konfigurieren des Betriebs des Skids durch Senden oder Empfangen von Skid-Daten über den Kommunikationskanal.
  • In einer Ausführungsform kann ein Verfahren zum schnellen Verbinden mit Skid-Steuerungen und zum Herunterladen von Skid-Konfigurationen eines oder mehrere des Folgenden beinhalten: Erkennen einer Verbindung (die drahtgebunden sein kann) zwischen einem Skid-Communicator-Instrument und einer Skid-Steuerung für einen Skid in einer Prozesssteuerungsumgebung durch das Skid-Communicator-Instrument; Erkennen durch das Skid-Communicator-Instrument, dass ein Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen, gemäß denen das Skid-Communicator-Instrument konfiguriert ist, keinen Kommunikationskanal zwischen dem Skid-Communicator-Instrument und der Skid-Steuerung über die Verbindung ermöglicht; Analysieren mehrerer Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, um einen bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen zu identifizieren, die der Skid-Steuerung zugeordnet sind; und wenn der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen durch die Analyse identifiziert wird: (a) automatisches Konfigurieren des Skid-Communicator-Instruments durch das Skid-Communicator-Instrument gemäß dem bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, damit das Skid-Communicator-Instrument den Kommunikationskanal über die Verbindung einrichten kann; und (b) Steuern, Überwachen oder Konfigurieren des Betriebs des Skids durch Senden oder Empfangen von Skid-Daten über den Kommunikationskanal.
  • Man beachte, dass diese Kurzdarstellung bereitgestellt wurde, um eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die weiter unten in der ausführlichen Beschreibung beschrieben werden. Wie in der ausführlichen Beschreibung erläutert, können bestimmte Ausführungsformen Merkmale und Vorteile beinhalten, die in dieser Kurzdarstellung nicht beschrieben sind, und bei bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere Merkmale oder Vorteile weglassen werden, die in dieser Kurzdarstellung beschrieben sind.
  • Figurenliste
  • Jede der nachstehend beschriebenen Figuren zeigt einen oder mehrere Aspekte des einen oder der mehreren offenbarten Systeme oder Verfahren gemäß einer Ausführungsform. Die ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die in den folgenden Figuren beinhalteten Bezugszeichen.
    • 1A ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Prozesssteuerungsumgebung, die einen Satz von Skids und ein Skid-Communicator-Instrument zum Kommunizieren mit den Skids und Konfigurieren dieser beinhaltet.
    • 1B ist eine perspektivische Ansicht eines der in 1A gezeigten Skids.
    • 2 ist ein Blockdiagramm des in 1B gezeigten Skids und des in 1A gezeigten Skid-Communicator-Instruments.
    • 3 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum schnellen Konfigurieren des Skid-Communicator-Instruments, das in den 1A und 2 gezeigt ist, gemäß einem Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, die einem Satz von Einstellungen auf der Whitelist entsprechen, die von der in 2 gezeigten Skid-Steuerung verwaltet werden, wodurch das Skid-Communicator-Instrument vollständig mit der Skid-Steuerung kommunizieren kann.
    • 4 zeigt eine beispielhafte Anzeige, die von dem in den 1A und 2 gezeigten Skid-Communicator-Instrument bereitgestellt werden kann, um einen Benutzer aufzufordern, zu bestätigen, dass er die Skid-Communicator-Instrumente gemäß einem Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen konfigurieren möchte.
    • 5 zeigt eine beispielhafte Anzeige, die von dem in den 1A und 2 gezeigten Skid-Communicator-Instrument bereitgestellt werden kann, damit ein Benutzer die Wiederherstellung früherer Netzwerkeinstellungen anfordern kann.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Eine Prozessanlage, ein Prozesssteuerungssystem oder eine Prozesssteuerungsumgebung, die einen oder mehrere industrielle Prozesse in Echtzeit steuert, kann einen oder mehrere Skids beinhalten, die jeweils modulare, in sich geschlossene Steuerungssysteme darstellen, die einen bestimmten Prozess oder Teilprozess innerhalb der breiteren Anlagenumgebung steuern und die auf eine Weise gesteuert werden, die sich von der Art und Weise unterscheidet, in der typischere Feldgeräte und andere Prozesssteuerungsgeräte gesteuert werden.
  • Ein tragbares Skid-Kommunikationsinstrument kann Überwachungs-, Steuerungs- oder Konfigurationsvorgänge an den Skids ausführen. Jeder der Skids erfordert möglicherweise unterschiedliche Netzwerkeinstellungen für jedes Gerät, das versucht, mit dem Skid zu kommunizieren, und erfordert daher jedes Mal, wenn ein Benutzer zwischen den Skids wechseln möchte, möglicherweise einen langwierigen Neukonfigurationsprozess. Unter Verwendung einer oder mehrerer der hier beschriebenen Skid-Kommunikationstechniken, -systeme, -vorrichtungen, - komponenten, -geräte oder -verfahren ermöglicht ein Skid-Kommunikationsinstrument eine schnelle und reibungslose Neukonfiguration des Instruments, wodurch ein Benutzer leicht zwischen Skids wechseln kann.
  • Insbesondere ermöglicht das tragbare Skid-Kommunikationsinstrument eine schnelle und reibungslose Neukonfiguration von Netzwerkeinstellungen, so dass das Instrument schnell eine Verbindung zu Skid-Steuerungen herstellen, trennen und wieder herstellen kann, die restriktive Zugriffssteuerungsrichtlinien implementieren. Man beachte, dass Skid-Steuerungen häufig restriktive Zugriffssteuerungsrichtlinien implementieren. Aus Sicherheitsgründen erfordern Skid-Steuerungen häufig, dass jedes Gerät, das eine Verbindung zur Skid-Steuerung herstellt, eine bestimmte statische IP-Adresse oder eine von wenigen bestimmten statischen IP-Adressen hat. Wenn ein Bediener oder Techniker vor Ort die Kommunikation zwischen seinem Gerät und der Skid-Steuerung herstellen möchte, muss er das Gerät daher im Allgemeinen zuerst manuell so konfigurieren, dass es die von der Skid-Steuerung erforderliche bestimmte IP-Adresse hat (z. B. anstatt zu ermöglichen, dass dem Gerät eine IP-Adresse dynamisch zugewiesen wird, was wahrscheinlich nicht dazu führt, dass dem Gerät die richtige IP-Adresse zugewiesen wird). Diese restriktive Zugriffssteuerungsrichtlinie hilft dabei, zu verhindern, dass unbekannte, nicht autorisierte und potenziell feindliche Parteien eine Verbindung zum Skid herstellen, und verhindert somit, dass solche Entitäten den normalen Betrieb des vom Skid kontrollierten Prozesses oder Teilprozesses absichtlich oder fahrlässig stören, und verhindert somit mögliche Verzögerungen, Einnahmeverluste und gefährliche mechanische Ausfälle infolge solcher Störungen. Leider erzwingen diese restriktiven Zugriffssteuerungsrichtlinien häufig auch die manuelle Neukonfiguration eines Geräts durch einen Techniker, wenn er mit der Skid-Steuerung kommunizieren möchte, was ineffizient ist und den Arbeitsfluss des Technikers unterbricht. Das hier beschriebene tragbare Skid-Kommunikationsinstrument ermöglicht es einem Benutzer, diesen manuellen Neukonfigurationsprozess zu vermeiden.
  • Was die Anlagenumgebung betrifft, so beinhaltet die Prozessanlage, wenn sie in Betrieb genommen wurde und online arbeitet, eine oder mehrere drahtgebundene oder drahtlose Prozesssteuerungsgeräte, Komponenten oder Elemente, die physische Funktionen zusammen mit einem Prozesssteuerungssystem zur Steuerung eines oder mehrerer Prozesse ausführen, die in der Prozessanlage ausgeführt werden. Die Prozessanlage und/oder das Prozesssteuerungssystem kann zum Beispiel ein oder mehrere drahtgebundene Kommunikationsnetzwerke und/oder ein oder mehrere drahtlose Kommunikationsnetzwerke beinhalten. Zusätzlich kann die Prozessanlage oder das Steuerungssystem zentralisierte Datenbanken beinhalten, wie z. B. kontinuierliche, Batch-, Asset-Management-, Historian- und andere Arten von Datenbanken.
  • Nachstehend ist die Beschreibung in Abschnitte unterteilt, die Folgendes beschreiben: (I) eine beispielhafte Anlagenumgebung, in der sich ein oder mehrere Skids und ein Skid-Communicator-Instrument befinden können, wobei auf 1A Bezug genommen wird; (II) einen beispielhaften Skid und ein beispielhaftes Skid-Communicator-Instrument, wobei auf die 1B und 2 Bezug genommen wird; (III) beispielhafte Vorgänge, die durch ein Skid-Communicator-Instrument implementiert werden können, wobei auf das in 3 gezeigte Flussdiagramm und die in den 4 und 5 gezeigten beispielhaften Anzeigen Bezug genommen wird; und (IV) weitere Überlegungen.
  • EINE BEISPIELHAFTE ANLAGENUMGEBUNG 5
  • 1A ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Prozessanlage, eines beispielhaften Prozesssteuerungssystems oder einer beispielhaften Prozesssteuerungsumgebung 5, einschließlich eines Satzes von Skids 103-105 und eines Skid-Communicator-Instruments 101 zum Kommunizieren mit den Skids 103-105 und Konfigurieren dieser. Jeder der Skids 103-105 erfordert unterschiedliche Netzwerkeinstellungen für jedes Gerät, das versucht, mit den Skids 103-105 zu kommunizieren. Das Instrument 101 beinhaltet einen Skid-Client, der es dem Instrument 101 ermöglicht, die Netzwerkeinstellungen schnell auf diejenigen zu ändern, die für den bestimmten Skid erforderlich sind, mit dem ein Benutzer des Instruments 101 eine Kommunikation herstellen möchte. Während sich ein Benutzer durch verschiedene Bereiche, Einheiten oder Gerätschaften innerhalb der Anlage 5 bewegt und mit diesen interagiert, kann das Instrument 101 folglich reibungslos eine Verbindung zu beliebigen der Skids oder anderen Netzwerke, die unterschiedliche Netzwerkeinstellungen erfordern, herstellen, diese trennen und sich damit wieder verbinden.
  • Die Prozessanlage 5 steuert einen Prozess, von dem gesagt werden kann, dass er einen oder mehrere „Prozessausgänge“, die den Zustand des Prozesses charakterisieren (z. B. Tankfüllstände, Durchflussraten, Materialtemperaturen usw.), und einen oder mehrere „Prozesseingänge“ (z. B. der Zustand verschiedener Umgebungsbedingungen und Aktuatoren, deren Manipulation dazu führen kann, dass sich die Prozessleistungen ändern) aufweist. Die Prozessanlage oder das Steuersystem 5 von 1A beinhaltet eine Feldumgebung 122 (z. B. „den Prozessanlagenboden 122“) und eine Back-End-Umgebung 125, von denen jede kommunikativ durch ein Prozesssteuerungs-Backbone oder eine Datenautobahn 10 verbunden ist, die eine oder mehrere drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindungen beinhalten können und unter Verwendung eines beliebigen gewünschten oder geeigneten Kommunikationsprotokolls, wie beispielsweise eines Ethernet-Protokolls, implementiert werden können.
  • Auf einer hohen Ebene (und wie in 1A dargestellt) beinhaltet die Feldumgebung 122 physische Komponenten (z. B. Prozesssteuerungsgeräte, Netzwerke, Netzwerkelemente usw.), die zur Steuerung des Prozesses während der Laufzeit angeordnet, installiert und darin miteinander verbunden sind. Beispielsweise beinhaltet die Feldumgebung 122 ein E/A-Netzwerk 6. Im Großen und Ganzen befinden sich die Komponenten des E/A-Netzwerks 6 in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5, sind dort angeordnet oder auf andere Weise beinhaltet. Allgemein gesprochen, werden in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 Rohmaterialien empfangen und mit den darin angeordneten physischen Komponenten verarbeitet, um ein oder mehrere Produkte zu erzeugen.
  • Die Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 beinhaltet hingegen verschiedene Komponenten, wie z. B. Rechengeräte, Bedienerarbeitsstationen, Datenbanken oder Datensammlungen usw., die von den rauen Bedingungen und Materialien der Feldumgebung 122 abgeschirmt und/oder vor diesen geschützt werden. In einigen Konfigurationen können sich verschiedene in der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 beinhaltete Rechengeräte, Datenbanken und andere Komponenten und Gerätschaften physisch an verschiedenen physischen Standorten befinden, von denen einige lokal der Prozessanlage 5 und andere entfernt angeordnet sein können.
  • Die Feldumgebung 122 der Anlage 5
  • Wie erwähnt, beinhaltet die Feldumgebung 122 ein oder mehrere E/A-Netzwerke, von denen jedes beinhaltet: (i) eine oder mehrere Steuerungen, (ii) ein oder mehrere Feldgeräte, die kommunikativ mit der einen oder den mehreren Steuerungen verbunden sind, und (iii) einen oder mehrere Zwischenknoten (z. B. E/A-Karten), die die Kommunikation zwischen den Steuerungen und den Feldgeräten erleichtern.
  • Im Allgemeinen führt mindestens ein Feldgerät eine physische Funktion aus (z. B. Öffnen oder Schließen eines Ventils, Erhöhen oder Verringern einer Temperatur, Vornahme einer Messung, Erfassen eines Zustands usw.), um den Betrieb eines in der Prozessanlage 5 implementierten Prozesses zu steuern. Einige Arten von Feldgeräten kommunizieren mit Steuerungen über E/A-Geräte (manchmal als „E/A-Karten“ bezeichnet). Prozesssteuerungen, Feldgeräte und E/A-Karten können für die drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation konfiguriert werden. Jede beliebige Anzahl und Kombination von drahtgebundenen und drahtlosen Prozesssteuerungen, Feldgeräten und E-/A-Geräten kann in der Prozessanlagenumgebung oder dem Prozessanlagensystem 5 beinhaltet sein.
  • Beispielsweise beinhaltet die Feldumgebung 122 das E/A-Netzwerk 6, das eine Prozesssteuerung 11 beinhaltet, die über eine E/A-Karte 26 und eine E/A-Karte 28 kommunikativ mit einem Satz von drahtgebundenen Feldgeräten 15-22 verbunden ist. Die Feldumgebung 122 beinhaltet auch ein drahtloses Netzwerk 70 mit einem Satz von drahtlosen Feldgeräten 40-46, die mit der Steuerung 11 verbunden sind (z. B. über ein drahtloses Gateway 35 und das Netzwerk 10). Das drahtlose Netzwerk 70 kann ein Teil des E/A-Netzwerks 6 sein oder kann ein Teil eines E/A-Netzwerks sein, das in 1A nicht gezeigt ist (und kann Steuerung oder E/A-Karten beinhalten, die in 1A nicht gezeigt sind).
  • In einigen Konfigurationen (nicht gezeigt) kann die Steuerung 11 unter Verwendung eines oder mehrerer anderer Kommunikationsnetzwerke als des Backbones 10 kommunikativ mit dem drahtlosen Gateway 35 verbunden sein. Solche Netzwerke können eine beliebige Anzahl von Knoten und drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsverbindungen beinhalten, die ein oder mehrere Kommunikationsprotokolle wie HART®, WirelessHART®, Profibus, FOUNDATION® Fieldbus oder eines oder mehrere der Kommunikationsprotokolle, -standards oder - technologien unterstützen, die im Abschnitt „Weitere Überlegungen“ aufgeführt sind.
  • Die Prozesssteuerung 11
  • Die Steuerung 11, die beispielsweise die von Emerson Process Management vertriebene DeltaV™-Steuerung sein kann, kann dazu betrieben werden, einen Batch-Prozess oder einen kontinuierlichen Prozess unter Verwendung von mindestens einigen der Feldgeräte 15-22 und 40-46 zu implementieren. Die Steuerung 11 ist zusätzlich zur kommunikativen Verbindung mit der Prozesssteuerungs-Datenautobahn 10 auch kommunikativ mit mindestens einigen der Feldgeräte 15-22 und 40-46 verbunden, und zwar unter Verwendung einer beliebigen gewünschten Hard- und Software, die zum Beispiel den standardmäßigen 4-20-mA-Geräten, E/A-Karten 26, 28 oder einem beliebigen intelligenten Kommunikationsprotokoll, wie z. B. dem FOUNDATION®-Fieldbus-Protokoll, dem HART®-Protokoll, dem WirelessHART®-Protokoll usw. zugeordnet ist. In 1A sind die Steuerung 11, die Feldgeräte 15-22 und die E/A-Karten 26, 28 drahtgebundene Geräte und sind die Feldgeräte 40-46 drahtlose Feldgeräte. Natürlich könnten die drahtgebundenen Feldgeräte 15 bis 22 und die drahtlosen Feldgeräte 40 bis 46 jedem anderen gewünschten Standard oder Protokoll entsprechen, wie z. B. allen drahtgebundenen oder drahtlosen Protokollen.
  • Die Prozesssteuerung 11 beinhaltet einen Prozessor 30, der eine oder mehrere Prozesssteuerungsroutinen 38 implementiert oder überwacht (z. B. die in einem Speicher 32 gespeichert sind). Der Prozessor 30 ist konfiguriert, um mit den Feldgeräten 15 bis 22 und 40 bis 46 und mit anderen mit der Steuerung 11 kommunikativ verbundenen Knoten zu kommunizieren. Man beachte, dass beliebige der hier beschriebenen Steuerungsroutinen oder -module von verschiedenen Steuerungen oder anderen Geräten implementiert oder ausgeführt werden können, sofern dies gewünscht ist. Ebenso können die hier beschriebenen Steuerungsroutinen oder -module 38, die innerhalb des Prozesssteuerungssystems 5 zu implementieren sind, jede Form annehmen, einschließlich Software, Firmware, Hardware usw. Die Steuerungsroutinen können in jedem gewünschten Softwareformat implementiert werden, wie z. B. durch objektorientierte Programmierung, Kontaktplan, Ablaufsprachen, Funktionsblockdiagramme oder durch jedwede andere Software-Programmiersprache oder jedwedes andere Design-Paradigma. Die Steuerungsroutinen 38 können in jedem beliebigen Speichertyp 32, wie z. B. RAM (Random Access Memory) oder ROM (Read Only Memory), gespeichert werden. Ebenso können die Steuerungsroutinen 38 z. B. in ein oder mehrere EPROMs, EEPROMs, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) oder andere Hardware- oder Firmware-Elemente fest einprogrammiert werden. Einfach ausgedrückt, kann die Steuerung 11 so konfiguriert werden, dass sie eine Steuerungsstrategie oder Steuerungsroutine in jeder gewünschten Weise implementiert.
  • Die Steuerung 11 implementiert eine Steuerungsstrategie mit Hilfe von sogenannten Funktionsblöcken, wobei jeder Funktionsblock ein Objekt oder ein anderer Teil (z. B. eine Unterroutine) einer übergreifenden Steuerungsroutine ist. Die Steuerung 11 kann in Verbindung mit Funktionsblöcken arbeiten, die von anderen Geräten (z. B. anderen Steuerungen oder Feldgeräten) implementiert sind, um Prozessregelkreise innerhalb des Prozesssteuerungssystems 5 zu implementieren. Steuerungsbasierte Funktionsblöcke führen typischerweise eines aus von: (i) einer Eingangsfunktion, wie z. B. diejenige, die einem Messumformer, einem Sensor oder einem anderen Prozessparameter-Messgerät zugeordnet ist (manchmal als „Eingangsblöcke“ bezeichnet); (ii) einer Steuerungsfunktion, wie z. B. diejenige, die einer Steuerungsroutine zugeordnet ist, die eine PID-, Fuzzy-Logik-Steuerung usw. durchführt (manchmal als „Steuerblöcke“ bezeichnet); oder (iii) einer Ausgangsfunktion, die den Betrieb eines Gerätes, wie z. B. eines Ventils, steuert, um eine physische Funktion innerhalb des Prozesssteuerungssystems 5 auszuführen (manchmal als „Ausgangsblöcke“ bezeichnet). Natürlich gibt es auch hybride und andere Arten von Funktionsblöcken.
  • Funktionsblöcke können in der Steuerung 11 gespeichert und von dieser ausgeführt werden, was typischerweise der Fall ist, wenn diese Funktionsblöcke für standardmäßige 4-20-mA-Geräte und einige Typen von Smart-Feldgeräten, wie z. B. HART®-Geräten, verwendet werden oder damit verknüpft werden, oder sie können in den Feldgeräten selbst gespeichert und implementiert sein, was bei FOUNDATION®-Fieldbus-Geräten der Fall sein kann. Eine oder mehrere der Steuerungsroutinen 38 können eine oder mehrere Regelschleifen implementieren, die durch Ausführen eines oder mehrerer der Funktionsblöcke ausgeführt werden.
  • Das kabelgebundene Feldgerät 15-22 und die E/A-Karten 26 und 28
  • Die drahtgebundenen Feldgeräte 15-22 können beliebige Arten von Geräten sein, wie z. B. Sensoren, Ventile, Messumformer, Stellungsregler usw., während die E/A-Karten 26 und 28 beliebige Arten von E/A-Prozesssteuerungsgeräten sein können, die einem beliebigen gewünschten Kommunikations- oder Steuerungsprotokoll entsprechen. In 1A sind die Feldgeräte 15-18 standardmäßige 4-20-mA-Geräte oder HART®-Geräte, die über analoge Leitungen oder kombinierte analoge und digitale Leitungen mit der E/A-Karte 26 kommunizieren, während die Feldgeräte 19-22 Smart-Geräte wie FOUNDATION®-Fieldbus-Feldgeräte sind, die über einen digitalen Bus mit der E/A-Karte 28 mittels eines FOUNDATION®-Fieldbus-Kommunikationsprotokolls kommunizieren. In einigen Ausführungsformen können zusätzlich oder alternativ jedoch zumindest einige der drahtgebundenen Feldgeräte 15-22 und/oder zumindest einige der E-/A-Karten 26, 28 mit der Steuerung 11 über die Prozesssteuerungs-Datenautobahn 10 und/oder über andere geeignete Steuerungssystemprotokolle (z. B. Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, ControlNet, Modbus, HART usw.) kommunizieren.
  • Die drahtlosen Feldgeräte 40-46
  • In 1A kommunizieren die drahtlosen Feldgeräte 40-46 über ein drahtloses Prozesssteuerungs-Kommunikationsnetzwerk 70 unter Verwendung eines drahtlosen Protokolls, wie dem WirelessHART®-Protokoll. Solche drahtlosen Feldgeräte 40-46 können direkt mit einem oder mehreren anderen Geräten oder Knoten des drahtlosen Netzwerks 70 kommunizieren, die ebenfalls für die drahtlose Kommunikation (z. B. über das drahtlose Protokoll oder ein anderes drahtloses Protokoll) konfiguriert sind. Zur Kommunikation mit einem oder mehreren anderen Knoten, die nicht für die drahtlose Kommunikation konfiguriert sind, können sich die drahtlosen Feldgeräte 40-46 eines drahtlosen Gateways 35 bedienen, das mit der Prozesssteuerungs-Datenautobahn 10 oder einem anderen Prozesssteuerungs-Kommunikationsnetzwerk verbunden ist. Das drahtlose Gateway 35 ermöglicht den Zugriff auf verschiedene drahtlose Geräte 40-58 des drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 70. Insbesondere stellt das drahtlose Gateway 35 eine kommunikative Verbindung zwischen den drahtlosen Geräten 40-58, den drahtgebundenen Geräten 11-28 oder anderen Knoten oder Geräten der Prozesssteuerungsanlage 5 bereit. Zum Beispiel kann das drahtlose Gateway 35 eine kommunikative Verbindung unter Verwendung der Prozesssteuerungs-Datenautobahn 10 oder unter Verwendung eines oder mehrerer anderer Kommunikationsnetzwerke der Prozessanlage 5 bereitstellen.
  • Ähnlich den drahtgebundenen Feldgeräten 15-22 übernehmen die drahtlosen Feldgeräte 40-46 des drahtlosen Netzwerks 70 physische Steuerungsfunktionen innerhalb der Prozessanlage 5, z. B. Öffnen oder Schließen von Ventilen oder Vornahme von Messungen von Prozessparametern. Die drahtlosen Feldgeräte 40-46 sind jedoch für die Kommunikation unter Verwendung des drahtlosen Protokolls des Netzwerks 70 konfiguriert. Daher sind die drahtlosen Feldgeräte 40-46, das drahtlose Gateway 35 und andere drahtlose Knoten 52-58 des drahtlosen Netzwerks 70 Erzeuger und Verbraucher drahtloser Kommunikationspakete.
  • In einigen Konfigurationen der Prozessanlage 5 beinhaltet das drahtlose Netzwerk 70 auch nicht-drahtlose Geräte. Zum Beispiel ist in 1A ein Feldgerät 48 von 1A ein 4-20-mA-Altgerät und ist ein Feldgerät 50 ein drahtgebundenes HART®-Gerät. Zur Kommunikation innerhalb des Netzwerks 70 sind die Feldgeräte 48 und 50 über einen drahtlosen Adapter 52a, 52b mit dem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk 70 verbunden. Die drahtlosen Adapter 52a, 52b unterstützen ein drahtloses Protokoll, wie z. B. WirelessHART, und können auch ein oder mehrere andere Kommunikationsprotokolle wie Foundation® Fieldbus, PROFIBUS, DeviceNet usw. unterstützen. Darüber hinaus beinhaltet das drahtlose Netzwerk 70 in einigen Konfigurationen einen oder mehrere Netzwerkzugangspunkte 55a, 55b, die separate physische Geräte in drahtgebundener Kommunikation mit dem drahtlosen Gateway 35 sein können oder die in das drahtlose Gateway 35 integriert sein können. Das drahtlose Netzwerk 70 kann auch einen oder mehrere Router 58 beinhalten, um Pakete von einem drahtlosen Gerät zu einem anderen drahtlosen Gerät innerhalb des drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 70 weiterzuleiten. In 1A kommunizieren die drahtlosen Geräte 40-46 und 52-58 über drahtlose Verbindungen 60 des drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 70 oder über die Prozesssteuerungs-Datenautobahn 10 miteinander und mit dem drahtlosen Gateway 35.
  • Die Back-End-Umgebung 125 der Anlage 5
  • Die Back-End-Umgebung 125 beinhaltet, wie angemerkt, verschiedene Komponenten, wie z. B. Rechengeräte, Bedienerarbeitsstationen, Datenbanken oder Datensammlungen usw., die für gewöhnlich von den rauen Bedingungen und Materialien der Feldumgebung 122 abgeschirmt und/oder vor diesen geschützt werden. Die Back-End-Umgebung 125 kann eines oder mehrere des Folgenden beinhalten, von denen jedes kommunikativ mit der Datenautobahn 10 verbunden sein kann: (i) eine oder mehrere Bedienerarbeitsstationen 71; (ii) eine Konfigurationsanwendung 72a und eine Konfigurationsdatenbank 72b; (iii) eine Daten-Historian-Anwendung 73a und eine Daten-Historian-Datenbank 73b; (iv) einen oder mehrere andere drahtlose Zugangspunkte 74, die mit anderen Geräten unter Verwendung anderer drahtloser Protokolle kommunizieren; und (v) ein oder mehrere Gateways 76, 78 zu Systemen außerhalb des unmittelbaren Prozesssteuerungssystems 5.
  • Die Bedienerarbeitsstation 71
  • Über die Bedienerarbeitsstationen 71 können Benutzer (z. B. Bediener) Laufzeitbetriebsvorgänge der Prozessanlage 5 ansehen und überwachen, sowie sämtliche Diagnose-, Korrektur-, Wartungs- oder sonstigen Maßnahmen ergreifen, die erforderlich sein können. Zumindest einige der Bedienerarbeitsstationen 71 können sich in verschiedenen, geschützten Bereichen in oder nahe der Anlage 5 befinden, und in manchen Situationen können zumindest einige der Bedienerarbeitsstationen 71 entfernt angeordnet sein, aber dennoch mit der Anlage 5 in kommunikativer Verbindung stehen.
  • Die Bedienerarbeitsstationen 71 können drahtgebundene oder drahtlose Rechengeräte sein und können dedizierte oder Mehrzweckgeräte sein. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen ein Satz von Anwendungen, Routinen oder speziell konfigurierten Schaltkreisen (z. B. ASICs), die die von den Arbeitsstationen 71 bereitgestellte Funktionalität ermöglichen, durch jedes (jeden) geeignet konfigurierte/n Rechengerät oder Satz von Rechengeräten implementiert werden, die auf das Netzwerk 10 zugreifen können (z. B. ein Desktop-Computer, ein Laptop, ein mobiles Gerät wie ein Telefon oder Tablet, ein Client/Server-System usw.), und kann eine Benutzeroberfläche mit UI-Eingabekomponenten oder UI-Ausgabekomponenten beinhalten, wie z. B. die im Abschnitt „Weitere Überlegungen“ angegebenen, die es dem Benutzer der Arbeitsstation 71 ermöglichen, Laufzeitparameter zu überwachen, Laufzeitparameter zu ändern oder Diagnose-, Korrektur- oder Wartungsvorgänge durchzuführen oder zu überwachen.
  • Die Konfigurationsanwendungen 72a und die Datenbank 72b
  • Die Konfigurationsanwendung 72a und die Konfigurationsdatenbank 72b (zusammen das „Konfigurationssystem 72“) können verwendet werden, um bestimmte Aspekte der Anlage 5 zu konfigurieren. Verschiedene Instanzen der Konfigurationsanwendung 72a können auf einem oder mehreren Rechengeräten (nicht gezeigt) ausgeführt werden, um dem Benutzer die Erstellung oder Änderung von Prozesssteuerungsmodulen und das Herunterladen dieser Module über das Backbone 10 auf die Steuerungen 11 zu ermöglichen, und/oder um dem Benutzer die Erstellung oder Änderung von Bedieneroberflächen zu ermöglichen, über die ein Bediener Daten einsehen und Dateneinstellungen innerhalb von Prozesssteuerungsroutinen ändern kann (z. B. die von der einen oder den mehreren Arbeitsstationen 71 bereitgestellten Oberflächen).
  • Typisch, aber nicht notwendigerweise sind die Benutzeroberflächen für das Konfigurationssystem 72 andere als die für die Bedienerarbeitsstationen 71, da die Benutzeroberflächen für das Konfigurationssystem 72 von Konfigurations- und Entwicklungsingenieuren davon verwendet werden, und zwar unabhängig davon, ob die Anlage 5 in Echtzeit arbeitet oder nicht, wohingegen die Bedienerarbeitsstationen 71 von Bedienern während Echtzeitbetriebsvorgängen der Prozessanlage 5 (hierin auch austauschbar als „Laufzeitbetriebsvorgänge“ der Prozessanlage 5 bezeichnet) verwendet werden. Jede Instanz der Konfigurationsanwendung 72a kann auf einem geeigneten Rechengerät oder Satz von Rechengeräten implementiert sein (z. B. einem Desktop-Computer oder einer Arbeitsstation, einem Laptop, einem mobilen Gerät wie einem Telefon oder Tablet, einem Client/Server-System usw.), das bzw. die eine Benutzeroberfläche mit UI-Eingabekomponenten oder UI-Ausgabekomponenten beinhalten können, wie sie im Abschnitt „Weitere Überlegungen“ aufgeführt sind.
  • Im Betrieb speichert die Konfigurationsdatenbank 72b die Prozessmodule oder Benutzeroberflächen, die vom Benutzer der Anwendung 72a erstellt oder anderweitig konfiguriert wurden. Die Konfigurationsanwendung 72a und die Konfigurationsdatenbank 72b können zentralisiert sein und können ein einheitliches logisches Erscheinungsbild für das Prozesssteuerungssystem 5 aufweisen, obwohl mehrere Instanzen der Konfigurationsanwendung 72a gleichzeitig innerhalb des Prozesssteuerungssystems 5 ausgeführt werden können. Ferner kann die Konfigurationsdatenbank 72b über mehrere physische Datenspeichergeräte implementiert werden. Dementsprechend umfassen die Konfigurationsanwendung 72a, die Konfigurationsdatenbank 72b und die Benutzeroberflächen dazu (nicht dargestellt) ein Konfigurations- oder Entwicklungssystem 72 für Steuer- und/oder Anzeigemodule.
  • Das Konfigurationssystem 72 ermöglicht nicht nur die Konfiguration von Prozessmodulen und Benutzeroberflächen, sondern auch die Erstellung, Zuweisung und Speicherung von logischen Kennungen von Komponenten und Signalen in der Anlage 5 (z. B. den Feldgeräten 15-22 und 40-46 sowie entsprechende Signale, die von den Feldgeräten 15-22 und 40-46 gesendet oder empfangen werden). Die logischen Kennungen können von den in der Anlage 5 implementierten Steuermodulen und Geräten referenziert werden, um mit den Komponenten (und zugehörigen Signalen) zu interagieren, die den logischen Kennungen zugewiesen sind. Beispielsweise können einem oder mehreren Geräten in der Anlage jeweils ein „Geräte-Tag“ bzw. „DT“ zugewiesen sein. Ferner können einem oder mehreren Signalen, die von Geräten in der Anlage gesendet oder empfangen werden, jeweils ein zugewiesenes „Signal-Tag“ zugewiesen sein, das manchmal als „Gerät-Signal-Tag“ bzw. „DST“ bezeichnet wird. In einigen Fällen müssen DSTs nur für Geräte implementiert werden, die mehr als ein einzelnes Signal senden oder empfangen. Zusammen können die DTs und DSTs einfach als „Tags“, „System-Tags“ oder „Systemkennungen“ bezeichnet werden. In vielen Fällen haben die logischen Kennungen einen zugewiesenen Wert oder Satz von Werten, die jeweils einen bestimmten variablen Wert (z. B. Messung) oder Befehl darstellen. Im Allgemeinen können die Tags von der Prozessanlage 5 sowohl in der Feldumgebung 122 als auch in der Back-End-Umgebung 125 verwendet werden, um ein zugeordnetes Gerät oder Signal eindeutig zu identifizieren. Beispielsweise können Steuerungsroutinen auf die Tags und zugehörigen Werte verweisen, um die Steuerung der Anlage zu implementieren.
  • Zur Veranschaulichung kann die Konfigurationsdatenbank 72b für ein gegebenes Feldgerät eine Informationszuordnung speichern oder eine logische Kennung oder ein Tag an eine bestimmte Hardwareadresse oder einen bestimmten E/A-Kanal binden.
  • Die Hardwareadresse kann eine bestimmte Steuerung, eine bestimmte E/A-Karte, die mit der bestimmten Steuerung verbunden ist, oder eine bestimmte Adresse für den E/A-Kanal identifizieren, der die bestimmte E/A-Karte mit dem Feldgerät verbindet. Beispielsweise kann die Konfigurationsdatenbank 72b Bindungen speichern, die Tags E/A-Kanälen des E/A-Geräts 28 zuordnen, die mit den Feldgeräten 19-22 verbunden sind, wodurch die Geräte in der Anlage 5 von jedem von den Feldgeräten 19-22 gesendete und empfangene Signale referenzieren können. In einigen Fällen kann diese Zuordnung oder Bindung in der Steuerung 11, dem Benutzeroberflächengerät 75, der Bedienerarbeitsstation 71 oder einem anderen gewünschten Gerät (z. B. einem Gerät, das die logische Kennung auflösen muss) gespeichert werden. Nachdem ein Tag an eine Hardwareadresse oder einen E/A-Kanal gebunden wurde, wird das Tag als „zugewiesen“ betrachtet.
  • Als zweites Beispiel kann die Konfigurationsdatenbank 72b ein Tag für den Skid 103 speichern (z. B. „SK103“). Andere Geräte können über das Tag den Skid 103 referenzieren, um mit dem Skid 103 zu kommunizieren (obwohl in einigen Fällen die anderen Geräte möglicherweise nicht direkt auf die Aktuatoren, Sensoren und andere Skid-Komponenten des Skids 103 zugreifen, diese steuern oder mit diesen kommunizieren können). Das Skid-Tag kann einer Hardwareadresse oder Netzwerkadresse zugeordnet werden, die einem Überwachungssystem zugeordnet ist, das den Skid 103 mit dem Netzwerk 10 verbindet, wie in 3 gezeigt.
  • Der Daten-Historian 73a und die Datenbank 73b
  • Die Daten-Historian-Anwendung 73a sammelt einige oder alle der über die Datenautobahn 10 bereitgestellten Daten und historisiert oder speichert die gesammelten Daten in der Historian-Datenbank 73b zur Langzeitspeicherung. Die Daten-Historian-Anwendung 73a und die Historian-Datenbank 73b können zentralisiert sein und ein einheitliches logisches Erscheinungsbild für das Prozesssteuerungssystem 5 aufweisen (z. B. können sie als einzelne Anwendung oder Anwendungs-Suite erscheinen), obwohl mehrere Instanzen der Daten-Historian-Anwendung 73a gleichzeitig innerhalb des Prozesssteuerungssystems 5 ausgeführt werden können, und die Historian-Datenbank 73b kann über mehrere physische Datenspeichergeräte implementiert sein. Jede Instanz der Daten-Historian-Anwendung 73a kann auf einem geeigneten Rechengerät oder Satz von Rechengeräten implementiert sein (z. B. einem Desktop-Computer oder einer Arbeitsstation, einem Laptop, einem mobilen Gerät wie einem Telefon oder Tablet, einem Client/Server-System usw.), das bzw. die eine Benutzeroberfläche mit UI-Eingabekomponenten oder UI-Ausgabekomponenten beinhalten können, wie sie im Abschnitt „Weitere Überlegungen“ aufgeführt sind.
  • Die drahtlosen Zugangspunkte 74
  • Der eine oder die mehreren anderen drahtlosen Zugangspunkte 74 ermöglichen es Geräten in der Back-End-Umgebung 125 (und manchmal in der Feldumgebung 122), mit anderen Geräten unter Verwendung geeigneter drahtloser Kommunikationsprotokolle wie Wi-Fi oder einem der anderen drahtlosen Kommunikationsprotokolle oder -standards zu kommunizieren, die im Abschnitt „Weitere Überlegungen“ aufgeführt sind.
  • Typischerweise ermöglichen die drahtlosen Zugangspunkte 74 mobilen oder anderen tragbaren Rechengeräten (z. B. Benutzeroberflächengeräten 75), über ein drahtloses Prozesssteuerungs-Kommunikationsnetzwerk zu kommunizieren, das mit dem Netzwerk 10 verbunden ist oder das ein Teilnetz des Netzwerks 10 ist. Dieses drahtlose Netzwerk kann sich von dem drahtlosen Netzwerk 70 unterscheiden und kann ein anderes drahtloses Protokoll als das drahtlose Netzwerk 70 unterstützen. Zum Beispiel kann ein drahtloses oder tragbares Benutzeroberflächengerät 75 eine mobile Arbeitsstation oder ein Diagnosetestgerät sein, das von einem Bediener innerhalb der Prozessanlage 5 verwendet wird (z. B. eine Instanz einer der Bedienerarbeitsstationen 71). In einigen Szenarien kommunizieren neben tragbaren Rechengeräten auch ein oder mehrere Prozesssteuerungsgeräte (z. B. Steuerung 11, Feldgeräte 15-22, oder drahtlose Geräte 35, 40-58) unter Verwendung des von den Zugangspunkten 74 unterstützten drahtlosen Protokolls.
  • Die Gateways 76 und 78
  • Die Gateways 76 und 78 können mit Systemen verbunden sein, die außerhalb des unmittelbaren Prozesssteuerungssystems 5 liegen. Typischerweise sind solche Systeme Kunden oder Lieferanten von Informationen, die von dem Prozesssteuerungssystem 5 generiert oder damit betrieben werden. Zum Beispiel kann die Prozesssteuerungsanlage 5 einen Gateway-Knoten 76 beinhalten, um die unmittelbare Prozessanlage 5 kommunikativ mit einer anderen Prozessanlage zu verbinden. Zusätzlich oder alternativ kann die Prozesssteuerungsanlage 5 einen Gateway-Knoten 78 beinhalten, um die unmittelbare Prozessanlage 5 mit einem externen öffentlichen oder privaten System zu verbinden, wie z. B. einem Laborsystem (z. B. Laborinformations-Managementsystem bzw. LIMS), einer Operator-Rounds-Datenbank, einem Materialflusssystem, einem Wartungsmanagementsystem, einem Produktbestandssteuerungssystem, einem Produktionsplanungssystem, einem Witterungsdatensystem, einem Versand- und Handhabungssystem, einem Verpackungssystem, dem Internet, einem Prozesssteuerungssystem eines anderen Lieferanten oder anderen externen Systemen.
  • Obwohl in 1A nur eine Steuerung 11 mit einer endlichen Anzahl von Feldgeräten 15-22 und 40-46, drahtlosen Gateways 35, drahtlosen Adaptern 52, Zugangspunkten 55, Routern 58, drahtlosen Prozesssteuerungs-Kommunikationsnetzwerken 70 veranschaulicht ist, die in der beispielhaften Prozessanlage 5 beinhaltet sind, ist dies jedoch nur eine veranschaulichende und nicht-einschränkende Ausführungsform. Jede beliebige Anzahl von Steuerungen 11 kann in der Prozesssteuerungsanlage oder dem Prozesssteuerungssystem 5 beinhaltet sein, und jede der Steuerungen 11 kann mit einer beliebigen Anzahl von drahtgebundenen oder drahtlosen Geräten und Netzwerken 15-22, 40-46, 35, 52, 55, 58, und 70 kommunizieren, um einen Prozess in der Anlage 5 zu steuern.
  • DER SKID 103 UND DAS SKID-COMMUNICATOR-INSTRUMENT 101
  • 1B ist eine perspektivische Ansicht des Skids 103 (ebenfalls in 1A gezeigt). Der Skid 103 ist ein modulares, in sich geschlossenes und autonomes oder halbautonomes Steuerungssystem (relativ zu dem größeren Steuerungssystem, das in der Anlage 5 implementiert ist). Beispielhafte Skids beinhalten Flaschenfüll-Skids, Reiniger-Skids, Etikettier-Skids, Imprinter-Skids, Kartonierer-Skids, Verschließer-Skids, Verpackungs-Skids, Zentrifugen-Skids, Kompressor-Skids, Clean-in-Place-Skids usw.
  • Der Skid 103 beinhaltet einen Steuerschrank 152, einen Rahmen 154 und einen Satz von Skid-Komponenten 156. Der Steuerschrank 152 kann eine Steuerung (z. B. eine PLC) beinhalten, die zum Überwachen und Steuern der Skid-Komponenten 156 konfiguriert ist, die Sensoren (z. B. zum Messen von Temperaturen, Durchflüssen, Drücken, Flüssigkeitsständen usw.), Aktuatoren und Rohrleitungen für den Materialfluss beinhalten können.
  • 2 ist ein Blockdiagramm des Skids 103 und des Skid-Communicator-Instruments 101 (ebenfalls in 1A gezeigt). Das Instrument 101 beinhaltet einen Skid-Client 222, der es dem Instrument 101 ermöglicht, die Netzwerkeinstellungen schnell und automatisch auf diejenigen zu ändern, die von jedem der Skids 103-105 oder dem Netzwerk 10 benötigt werden, wodurch ein Bediener des Instruments 101 schnell und einfach zwischen den Skids 103-105 und dem Netzwerk 10 wechseln und damit kommunizieren kann, ohne dass er viel Zeit damit verbringen muss, die Netzwerkeinstellungen manuell zu aktualisieren.
  • In Bezug auf die in 2 gezeigten Kommunikationsverbindungen kann das Instrument 101 über eine drahtgebundene Verbindung 299 mit dem Skid 103 verbunden sein, kann über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung 295 mit dem Netzwerk 10 verbunden sein oder kann über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung 298 mit einem Überwachungssystem 230 verbunden sein. Während die Verbindung 299 in einigen Fällen drahtlos sein kann, kann es aus Sicherheitsgründen wünschenswert sein, dass die Verbindung 299 drahtgebunden ist. In einigen Fällen beinhaltet die Verbindung 299 einen oder mehrere Zwischenknoten und Unterverbindungen. Beispielsweise können das Instrument 101 und der Skid 103 über eine Vernetzungskomponente in der Anlage 5 verbunden sein, wie beispielsweise einen Router, einen Hub oder einen Switch. Wie durch die gestrichelten Linien für die Verbindungen 295 und 298 angegeben, ist das Instrument 101 in einigen Fällen ggf. nicht mit dem Netzwerk 10 oder dem Supervisor 230 verbunden.
  • In Bezug auf Kommunikationsverbindungen mit dem Skid 103 kann der Skid 103 mit dem Überwachungssystem 230 oder dem Netzwerk 10 über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung 297 kommunizieren, und das Überwachungssystem 230 kann über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung 296 mit dem Netzwerk 10 verbunden sein. Falls gewünscht, kann der Skid 103 über eine direkte Verbindung (nicht gezeigt) mit dem Netzwerk 10 verbunden sein. In der folgenden Beschreibung werden die Komponenten und Funktionen des Skids 103, des Instruments 101 und des Überwachungssystems 230 erläutert.
  • Der Skid 103
  • Der Skid 103 ist ein modulares Prozesssteuerungssystem, das in einem Rahmen beinhaltet ist, wodurch das beinhaltete System leicht transportiert werden kann, und kann als in sich geschlossenes „System innerhalb einer Box“ betrachtet werden. Die Eigentümer oder Betreiber der Anlage 5 können den Skid 103 kaufen, um die Zeit und den Aufwand zu vermeiden, die für das Entwerfen eines entsprechenden Systems von Grund auf erforderlich sind.
  • Der Skid 103 beinhaltet einen Satz von Skid-Komponenten 244-248 (z. B. entsprechend den in 1B gezeigten Komponenten 156) und eine Steuerung 250 (z. B. in dem in 1B gezeigten Schrank 152 angeordnet), die die Komponenten 244-248 steuert. Jede der Komponenten 244-248 kann eine beliebige geeignete Prozessinstrumentierung oder ein beliebiges geeignetes Feldgerät sein, wie beispielsweise ein Ventil, eine Pumpe, ein Temperatur-/Druck-/Füllstands-/Durchflusssensor oder -anzeigeelement usw. Tatsächlich kann jede Komponente 244-248 einem oder mehreren der in 1A gezeigten Feldgeräten 15-22 und 40-46 ähneln oder mit diesen identisch sein.
  • Die Steuerung 250 des Skids 103 beinhaltet einen Prozessor 254, der kommunikativ mit einem Speicher 252 verbunden ist, und eine Kommunikationsschnittstelle 256, die es der Steuerung 250 ermöglicht: (i) eine Verbindung mit dem Netzwerk 10 herzustellen und mit einem oder mehreren Knoten des Netzwerks 10 zu kommunizieren; (ii) mit dem Instrument 101 zu kommunizieren, (iii) mit dem Überwachungssystem 230 zu kommunizieren oder (iv) mit einer oder mehreren der Skid-Komponenten 244-248 zu kommunizieren oder diese zu steuern.
  • Die Kommunikationsschnittstelle 256 kann eine beliebige Anzahl und Kombination von drahtgebundenen und drahtlosen Schnittstellen beinhalten. Beispielsweise können das Instrument 101, das Überwachungssystem 230 und die Skid-Komponenten 244-256 alle über eine einzige drahtlose Karte oder einen solchen Adapter mit der Steuerung 250 verbunden sein; alternativ kann jeder über verschiedene drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen, Ports oder Adapter mit der Steuerung 250 verbunden sein. Wie in 2 gezeigt, kann die Steuerung 250 einen integrierten Switch 257 als Teil der Kommunikationsschnittstelle 256 beinhalten und kann einen oder mehrere nach außen gerichtete Ports (z. B. mit denen das Instrument 101 verbunden sein kann) und einen oder mehrere nach innen gerichtete Ports oder Verbindungspunkte (die z. B. die Steuerung 250 mit den Geräten verbinden, die mit dem Switch 257 verbunden sind), beinhalten. Dementsprechend kann die Kommunikationsschnittstelle 256 eine Anzahl von Funktionen implementieren, die typischerweise mit Switches verbunden sind, wie: Aktivieren oder Deaktivieren von Ports (z. B. für einen Port, an den das Instrument 101 angeschlossen ist); Anpassen der Verbindungsbandbreite und der Duplexeinstellungen; Konfigurieren und Überwachen der Dienstgüte (QoS); Filterung von Hardwareadressen (z. B. MAC) und andere Funktionen der Zugriffssteuerungsliste, z. B. die mit dem IEEE-802.1X-Standard verbundenen; Konfigurieren der Funktionen Spanning Tree Protocol (STP) und Shortest Path Bridging (SPB); SNMP-Überwachung (SNMP, Simple Network Management Protocol) des Geräte- und Verbindungszustands; Portspiegelung zur Überwachung des Datenverkehrs und zur Fehlerbehebung; Konfiguration der Verbindungsaggregation zum Einrichten mehrerer Ports für dieselbe Verbindung, um höhere Datenübertragungsraten und eine höhere Zuverlässigkeit zu erzielen; oder Netzwerkverkehrschnüffeln. In einigen Ausführungsformen kann der Switch 257 außerhalb der Steuerung 250 liegen. Das heißt, er kann eine Komponente des Skids 103 sein und kann die Kommunikationsschnittstelle 256 der Steuerung 250 mit anderen Geräten verbinden, die mit dem Switch 257 verbunden sind (z. B. dem Instrument 101).
  • Der Speicher 252 speichert Anweisungen 253, die einen Satz von Routinen 262 zum Steuern der Komponenten 244-248 und Daten 255 beinhalten, darunter eine Skid-Konfiguration 264, ein Satz von Skid-Parametern 266 und ein Satz von Netzwerkeinstellungen 268 auf der Whitelist. Im Betrieb implementiert die Steuerung 250 eine Steuerungsstrategie, die durch eine oder mehrere Steuerungsroutinen in dem Satz von Routinen 262 definiert ist. Wenn der Prozessor 254 eine oder mehrere der Steuerungsroutinen ausführt, sendet die Steuerung 250 ein Steuersignal (d. h. einen „Steuerausgang“) über drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindungen oder Netzwerke an eine Skid-Komponente 244-248, um den Betrieb eines Prozesses oder Teilprozesses, der von dem Skid 103 gesteuert wird, zu steuern. Die Steuerung 250 kann ein Steuersignal erzeugen, das basiert auf: (i) einem oder mehreren empfangenen Signalen, die als „Steuereingänge“ bezeichnet werden können (z. B. ein oder mehrere empfangene Signale, die Messungen darstellen, die von einer der Skid-Komponenten 244-248 erhalten wurden) und (ii) der Logik der einen oder mehreren Steuerungsroutinen, die durch ein oder mehrere Softwareelemente (z. B. Funktionsblöcke) definiert werden können. Typischerweise manipuliert die Steuerung 250 einen Prozesseingang (der als „Stellgröße“ bezeichnet werden kann), um einen bestimmten Prozessausgang (der als „Regelgröße“ bezeichnet werden kann) basierend auf einer Rückmeldung (d. h. einer Messung der Regelgröße) und einem gewünschten Wert für den Prozessausgang (d. h. einen Sollwert) zu ändern.
  • Die Routine/n 262
  • Die Routinen 262 können jede Form annehmen, einschließlich Software, Firmware oder Hardware. Die Routinen 262 können in jedem gewünschten Speichertyp 252 wie RAM oder ROM gespeichert sein. Ebenso können die Routinen 262 zum Beispiel in einen oder mehreren EPROMs, EEPROMs, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) oder anderen Hardware- oder Firmware-Elemente fest einprogrammiert werden. Die Routinen 262 können Steuerungsroutinen, Kommunikationsroutinen, Sicherheitsroutinen oder jede andere gewünschte Routine beinhalten, die verwendet werden kann, um den Betrieb des Skids 103 zu erleichtern.
  • Als erstes Beispiel können die Routinen 262 Steuerungsroutinen oder Anweisungen beinhalten, die von dem Prozessor 254 implementiert werden, um die Skid-Komponenten 244-248 zu überwachen oder zu steuern. Die Steuerungsroutinen können in jedem gewünschten Softwareformat implementiert werden, wie z. B. durch objektorientierte Programmierung, Kontaktplan, Ablaufsprachen.
  • Funktionsblockdiagramm oder durch Einsatz jedweder anderer Software-Programmiersprache oder jedweder anderer Design-Paradigmen. Die Steuerungsroutinen können ein oder mehrere Programme beinhalten, von denen jedes im Allgemeinen aus einer Verbindung von Funktionsblöcken besteht, die in einer beliebigen der IEC-Sprachen geschrieben sein können. Die Steuerungsroutinen können Deklarationen von physischen Ein-/Ausgängen und Variablen beinhalten.
  • Als zweites Beispiel können die Routinen 262 Kommunikationsroutinen oder Anweisungen beinhalten, um das Herstellen einer Kommunikation zwischen der Steuerung 250 und dem Instrument 101 zu erleichtern, die ausreicht, um es dem Instrument 101 zu ermöglichen, dem Skid-Client 222 zugeordnete Vorgänge zum Steuern, Überwachen und Konfigurieren der Steuerung 250 zu implementieren.
  • Als drittes Beispiel können die Routinen 262 Sicherheitsroutinen oder Anweisungen beinhalten, die von dem Prozessor 254 implementiert werden, um eine sichere Kommunikation mit dem Skid 103 und dessen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Beispielsweise kann die Steuerung 250 das Instrument 101 oder einen Benutzer des Instruments 101 durch Anfordern einer Identität (ID) identifizieren. Die Steuerung 250 kann das Instrument 101 oder den Benutzer authentifizieren, indem sie auffordert, dass das Instrument „geheime“ Informationen bereitstellt, die nur der Steuerung 250 (oder einem verbundenen Server) und dem Instrument 101 oder dem Benutzer bekannt sein sollten. Beispielhafte geheime Informationen beinhalten ein Passwort, eine PIN, einen Code oder andere „geheime“ Informationen, die die Steuerung 250 mit einem bekannten „Geheimnis“ für die ID vergleichen kann. Ferner kann die Steuerung 250 das Instrument 101 oder den Benutzer autorisieren, nur bestimmte autorisierte Aktivitäten auszuführen. Beispielsweise kann die ID berechtigt sein, Werte der Skid-Parameter 266 zu überwachen, jedoch nicht dazu, in die Skid-Parameter 266 zu schreiben, Steuervorgänge auszuführen oder die Skid-Konfiguration 264 herunterzuladen oder hochzuladen. Zusätzlich kann die Steuerung 250 Zugriffssteuerungsfunktionen unter Verwendung der Einstellungen 268 auf der Whitelist implementieren. Beispielsweise kann die Steuerung 250 dem Instrument 101 ggf. nur erlauben, vollständig mit der Steuerung 250 zu kommunizieren, wenn das Instrument 101 eine bestimmte IP-Adresse, eine bestimmte MAC-Adresse, einen bestimmten Benutzernamen oder eine bestimmte ID usw. hat. Insbesondere kann der Switch 257 konfiguriert sein, um den Port zu deaktivieren, an den das Instrument 101 angeschlossen ist, wenn eine IP-Adresse oder MAC-Adresse des Instruments 101 nicht in einem Satz von Adressen auf der Whitelist beinhaltet ist, oder kann ggf. einfach keinen Verkehr (oder eine Teilmenge des Verkehrs) vom Instrument 101 an die Steuerung 250 weiterleiten.
  • Die Skid-Konfiguration 264
  • Die Skid-Konfiguration 264 ist ein Paket von Daten und Anweisungen zum Konfigurieren der Steuerung 250 und kann als XML-Datei oder -Dateisatz oder gemäß einem anderen geeigneten Format für solche Datensätze formatiert sein. Die Konfiguration 264 beinhaltet zu ladende und zu implementierende Routinen (z. B. die Routine 262) (z. B. Kontaktplan, SFC-Diagramme usw.) sowie Namen, Adressen und Anfangswerte für Parameter, die von den Routinen verwendet werden. Die Konfiguration 264 kann auch Setup-Parameter für die Steuerung 250 beinhalten, wie beispielsweise einen Namen für die Konfiguration 264, eine IP-Adresse für den Skid 103 und einen Satz von Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist (z. B. IP-Adressen), mit denen eine Verbindung mit der Steuerung 250 hergestellt werden kann.
  • Wenn die Konfiguration 264 anfänglich auf den Skid 103 übertragen wird (z. B. von dem Instrument 101, dem Supervisor 230 oder von einem anderen mit dem Netzwerk 10 verbundenen Rechengerät), können die in der Konfiguration 224 gepackten Informationen extrahiert und geladen oder installiert werden, so dass der Prozessor 254 die beinhalteten Routinen ausführen und aus in der Konfiguration 224 beinhalteten Parametern lesen oder in diese schreiben kann. Die Konfiguration 264 kann anfänglich in einem Langzeitspeicher (z. B. einem nicht-flüchtigen Speicher) gespeichert werden. Das Extrahieren oder Laden der gepackten Informationen kann das Übertragen mindestens eines Teils der gepackten Informationen in einen Primärspeicher (z. B. flüchtigen Speicher) und das Zuweisen des Adressraums für die beinhalteten Parameter und Routinen beinhalten. Die Routine 262, die Parameter 266 und die Einstellungen 268 auf der Whitelist können in der Konfiguration 264 gepackt sein. Nachdem die Konfiguration 264 anfänglich von der Steuerung 250 empfangen wurde, kann jedes dieser Elemente extrahiert und in dem Speicher 250 auf eine Weise gespeichert werden, die es dem Prozessor 254 zugänglich macht.
  • Die Skid-Parameter 266
  • Die Skid-Parameter 266 können Betriebsparameter, Diagnoseparameter oder Konfigurationsparameter beinhalten. Beispielhafte Betriebsparameter beinhalten Prozessausgangsparameter, die den Zustand des vom Skid 103 gesteuerten Prozesses charakterisieren (z. B. Tankfüllstände, Durchflussraten, Materialtemperaturen usw.), und Prozesseingangsparameter, die angepasst werden können, um eine Änderung des gesteuerten Prozesses zu beeinflussen (z. B. einen Aktuator veranlassen, den Zustand eines Ventils oder einer Pumpe zu ändern, was dazu führen kann, dass sich ein oder mehrere Prozessausgänge ändern). Beispielhafte Diagnoseparameter beinhalten Symbole, die den Zustand eines oder mehrerer der Skid-Parameter 244-248 darstellen, Alarmparameter, Kommunikationsstatusparameter, die angeben, ob einer oder mehrere der Skid-Parameter 244-248 oder die Kommunikationsschnittstelle 256 wie beabsichtigt kommunizieren, usw. Beispielhafte Konfigurationsparameter beinhalten Netzwerkkonfigurationsparameter, Signalzuordnungsparameter, die Signale zu oder von den Skid-Komponenten 244-248 zu den Betriebsparametern zuordnen, oder grafische Anzeigen, die auf einer lokalen Anzeige (jetzt gezeigt) des Skids 103 angezeigt werden können, um die Überwachung des Skids 103 (z. B. der in dem in 1B gezeigten Schrank 152 beinhaltet ist) zu ermöglichen.
  • Die Netzwerkeinstellungen 268 auf der Whitelist
  • Der Satz von Netzwerkeinstellungen 268 auf der Whitelist beinhaltet Netzwerkeinstellungen, die es einem anderen Gerät ermöglichen, mit der Steuerung 250 zu kommunizieren, vorausgesetzt, das Gerät wurde gemäß einem Satz von Netzwerkeinstellungen konfiguriert, die mit den Einstellungen 268 auf der Whitelist kompatibel sind. In einigen Fällen können die Einstellungen 268 auf der Whitelist etwas mehr als die Netzwerkeinstellungen sein, die von der Steuerung 250 verwendet werden. Unter Kenntnis dieser Netzwerkeinstellungen kann ein anderes Gerät wie das Instrument 101 entsprechend konfiguriert werden (z. B., um sicherzustellen, dass sich das Instrument 101 im selben Netzwerk oder Teilnetz wie die Steuerung 250 befindet). Ferner können in einigen Fällen die Einstellungen 268 auf der Whitelist spezifisch die bestimmten Netzwerkeinstellungen identifizieren, die von einem Instrument 101 verwendet werden sollten, das versucht, mit der Steuerung 250 zu kommunizieren.
  • Falls gewünscht, können die Einstellungen 268 auf der Whitelist als Referenz dienen, die von der Steuerung 250 verwendet wird, um den Zugriff anderer Geräte auf die Steuerung 250 zu steuern, und können unter bestimmten Umständen externen Geräten wie dem Instrument 101 nicht zur Verfügung stehen oder für diese nicht zugänglich sein. Unter solchen Umständen könnte ein Benutzer des Instruments 101 nur durch Konsultieren der Dokumentation (z. B. digital oder in Papierform), die beispielsweise in einer mit dem Netzwerk 10 verbundenen Datenbank oder in einer Ablage in einem Steuerraum gespeichert ist, auf die spezifischen Details der Einstellungen 268 auf der Whitelist in Kenntnis gelangen.
  • Unter anderen Umständen können einige oder alle Einstellungen 268 auf der Whitelist anderen Geräten zur Verfügung gestellt oder zugänglich gemacht werden, und die Verfügbarkeit kann von einer oder mehreren Sicherheitsmaßnahmen abhängig sein. Beispielsweise kann die Steuerung 250 verlangen, dass sich das Instrument 101 selbst authentifiziert, indem ein bekanntes Name-Passwort-Paar bereitgestellt wird, bevor es auf die Einstellungen 268 auf der Whitelist zugreift, oder sie kann den Zugriff nur erlauben, wenn eine Hardwareadresse des Instruments 101 (die im Allgemeinen permanent ist) mit einer Hardwareadresse übereinstimmt, die in einem Datensatz bekannter und autorisierter Adressen gespeichert ist, die von der Steuerung 250 oder von einer Datenbank verwaltet werden, auf die die Steuerung 250 zugreifen kann. Unabhängig von der Zugänglichkeit der Einstellungen 268 auf der Whitelist für andere Geräte muss in jedem Fall ein Gerät, das versucht, vollständig mit der Steuerung 250 zu kommunizieren, im Allgemeinen gemäß den Netzwerkeinstellungen konfiguriert sein, die mit den Einstellungen 268 auf der Whitelist kompatibel sind.
  • Die Steuerung 250 und das Instrument 101 können so konfiguriert sein, dass sie gemäß der Internetprotokollsuite (manchmal als „TCP/IP“ bezeichnet) kommunizieren, und die Einstellungen 268 auf der Whitelist können eine Skid-IP-Adresse und eine Teilnetzmaske für die Steuerung 250 angeben. Im Allgemeinen ist eine IP-Adresse eine 32-Bit-Nummer, die zwei Komponenten beinhaltet: eine Netzwerkadresse und eine Host-Adresse. Eine beispielhafte IP-Adresse lautet „11000000 10101000 00000001 00000001“ in Binärform oder „192.168.1.1“ in Dezimalform. Eine Teilnetzmaske ist eine 32-Bit-Nummer (z. B. binär „11111111 11111111 11111111 00000000“ oder dezimal „255.255.255.0“), die die IP-Adresse in die Netzwerkadresse und die Host-Adresse durch eine bitweise UND-Operation, die an der Teilnetzmaske und der IP-Adresse ausgeführt wird, trennt. Die Teilnetzmaske beinhaltet einen Satz kontinuierlicher „1“ beginnend mit dem höchstwertigen Bit, wobei jede „1“ angibt, dass ein Bit an der entsprechenden Position der IP-Adresse ein Teil der Netzwerkadresse ist. Das verbleibende Bit hat jeweils den Wert „0“, was anzeigt, dass ein Bit an der entsprechenden Position der IP-Adresse Teil der Host-Adresse ist.
  • In Bezug auf die oben beschriebene beispielhafte IP-Adresse und Teilnetzmaske wäre nach einer bitweisen UND-Operation die resultierende Netzwerkadresse „192.168.1“ und die resultierende Host-Adresse „1“. Insgesamt könnten 256 eindeutige Hosts Teil dieses Teilnetzes sein, die jeweils eine eindeutige IP-Adresse im Bereich von „192.168.1.0“ und „192.168.1.255“ haben. Ein Gerät mit einem anderen Teilnetz als „192.168.1“ wäre nicht in der Lage, eine Verbindung zu diesem Teilnetz herzustellen, ohne eine Verbindung zu einer Vernetzungskomponente wie einem Router herzustellen, die mit dem Teilnetz verbunden und mit einer geeigneten IP-Adresse für den Verbindungsport konfiguriert ist (z. B. 192.168.1.x).
  • Dementsprechend kann das Instrument 101 die Skid-IP-Adresse und die Skid-Teilnetzmaske verwenden, um das von der Steuerung 250 verwendete Teilnetz und die potenziellen Host-Adressen zu identifizieren, die dem Instrument 101 zugewiesen werden können, wodurch das Instrument 101 eine IP-Adresse, die es dem Instrument 101 ermöglicht, mit der Steuerung 250 zu kommunizieren, erzeugen oder sich auf andere Weise selbst zuweisen kann. Wenn beispielsweise die zuvor erörterten Beispiele als Skid-IP-Adresse („192.168.1.1“) und Skid-Teilnetzmaske („255.255.255.0“) implementiert sind, kann dem Instrument 101 die IP-Adresse „192.168.1.x“ zugewiesen werden, wobei das „x“ einen Platzhalter mit einem beliebigen Wert zwischen 0 und 255 darstellt. Wenn sich die Host-Adresse (in diesem Beispiel durch das „x“ dargestellt) von jener unterscheidet, die von der Steuerung 250 (z. B. „1“) und jedem anderen mit dem Teilnetz verbundenen Gerät verwendet wird, kann das Instrument 101 eine Kommunikation mit der Steuerung 250 herstellen. Wie erwähnt, kann die Steuerung 250 verlangen, dass das Instrument 101 eine oder mehrere Sicherheitsmaßnahmen ausführt, bevor das Instrument 101 die zuvor erörterten Überwachungs-, Steuerungs- und Konfigurationsvorgänge ausführen darf.
  • Zusätzlich zu oder anstelle der Skid-IP-Adresse und der Skid-Teilnetzmaske können die Einstellungen 268 auf der Whitelist eine oder mehrere autorisierte IP-Adressen angeben. In solchen Szenarien kann das Instrument 101 nur dann eine vollständige Kommunikation mit der Steuerung 250 herstellen, wenn seine IP-Adresse mit einer der autorisierten IP-Adressen in den Einstellungen 268 auf der Whitelist übereinstimmt.
  • Das Überwachungssystem 230
  • Das Überwachungssystem 230 (oder der Supervisor 230) ist ein elektronisches Gerät, das konfiguriert ist, um Daten von einem gesteuerten Prozess (z. B. Messdaten, Diagnosedaten usw. von Feldgeräten oder Skids) zu sammeln und Befehle an Feldgeräte und Skids zu senden. Die Art des Supervisors 230 kann der in 1A gezeigten Steuerung 11 ähnlich sein und kann auf ähnliche Weise mit dem Netzwerk 10, dem Backend 125 und einer beliebigen der mit dem Netzwerk 10 verbundenen Komponenten verbunden sein.
  • Auf einer hohen Ebene kann die Überwachung 230 als ein Gateway zwischen dem größeren Prozesssteuerungssystem 5 (und dem entsprechenden vom System 5 implementierten Steuerschema auf hoher Ebene) und dem Skid 103 angesehen werden. Da der Skid 103 als in sich geschlossenes und mehr oder weniger autonomes Prozesssteuerungssystem arbeiten kann, ist er möglicherweise nicht vollständig in ein größeres Steuerschema zum Steuern der Anlage 5 auf die gleiche Weise integriert, wie die Feldgeräte 15-46 vollständig integriert sind. Während beispielsweise ein größeres Steuerschema für die Anlage 5 Routinen beinhalten kann, die speziell konfiguriert sind, um die Feldgeräte 15-46 direkt zu steuern, kann das größere Steuerschema den Skid 103 möglicherweise nicht direkt steuern. Vielmehr kann der Skid 103 seine eigenen speziell konfigurierten Steuerungsroutinen implementieren, und das größere Steuerschema für die Anlage 5 kann weitgehend auf die Überwachung des Skids 103 für einen ordnungsgemäßen Betrieb verwiesen werden. Da häufig nicht erwartet wird, dass der Supervisor 230 eine direkte Steuerung des Skids 103 basierend auf einer Echtzeitrückmeldung implementiert, kann es zu einer höheren Latenz in der Kommunikation zwischen dem Skid 103 und dem Supervisor 230 kommen, als dies bei der Kommunikation zwischen der Steuerung 11 und zum Beispiel den Feldgeräten 15-46 der Fall ist. In einigen Fällen kann das größere Steuerschema Parameter des Skids 103 anpassen (z. B. Ziele für gemessene Ausgänge, wie Temperatur, Druck, Durchfluss usw.), ohne Zugriff auf die bestimmten Routinen 262 des Skids 103 zu haben, und die Routinen 262 können dann versuchen, den Skid 103 angesichts der eingestellten Parameter zu steuern.
  • Der Supervisor 230 kann einen Satz von Schaltungen (nicht gezeigt) beinhalten, die konfiguriert sind, um die beschriebenen Überwachungs- und Steuerfunktionen zu ermöglichen. Beispielsweise kann das System 230 einen Prozessor, einen Speicher (z. B. zum Speichern von Routinen und Daten, die für die beschriebenen Vorgänge konfiguriert sind) und eine Kommunikationsschnittstelle (z. B. Verbinden des Supervisors 230 mit dem Netzwerk 10 und dem Skid 103) beinhalten. Zusätzlich zu oder anstelle von Softwareroutinen kann der Supervisor 230 in einigen Fällen eine individuell angepasste Schaltung beinhalten, die konfiguriert ist, um die beschriebenen Vorgänge zu implementieren.
  • Das Skid-Communicator-Instrument 101
  • Das Instrument 101 ist ein tragbares elektronisches Gerät, das konfiguriert ist, um drahtlos mit dem Skid 103 zu kommunizieren, wodurch es dem Instrument 101 möglich ist: (i) Parameter innerhalb des Skids 103 zu überwachen, (ii) Werte für Parameter innerhalb des Skids 103 einzustellen und Befehle an den Skid 103 zu senden, (iii) eine Skid-Konfiguration von dem Skid 103 herunterzuladen, (iv) eine Skid-Konfiguration zu aktualisieren oder konfigurieren und (v) eine Skid-Konfiguration vom Instrument 101 auf den Skid 103 hochzuladen. Im Gegensatz zu vielen Benutzergeräten in Anlagenumgebungen kann das Instrument 101 schnell und reibungslos eine Verbindung zu einem beliebigen einer Anzahl von Skids und Netzwerken, für die unterschiedliche Netzwerkeinstellungen erforderlich sind, herstellen, die Verbindung zu diesen trennen und wieder eine Verbindung herstellen. Das Instrument 101 ermöglicht diese reibungslosen Wechsel, da der Benutzer nicht jedes Mal, wenn das Instrument zwischen einem ersten Skid (oder Netzwerk) mit einem ersten Satz von Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist auf einen zweiten Skid (oder Netzwerk) mit einem zweiten Satz von Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist wechselt, Netzwerkeinstellungen manuell suchen oder das Instrument 101 manuell mit den Netzwerkeinstellungen konfigurieren muss.
  • Üblicherweise wechseln typische netzwerkfähige Geräte in Anlagenumgebungen nur langsam zwischen Netzwerken und Geräten, die unterschiedliche Netzwerkeinstellungen erfordern. Wie erwähnt, ermöglichen viele Skids beispielsweise nur, dass ein Gerät mit dem Skid verbunden wird, wenn das Gerät so konfiguriert ist, dass es eine bestimmte IP-Adresse hat, die in einen kleinen Satz von IP-Adressen auf der Whitelist fällt. Es ist unwahrscheinlich, dass ein Gerät, das zum dynamischen Festlegen seiner eigenen IP-Adresse konfiguriert ist, seine IP-Adresse dynamisch auf eine vom Skid geforderte Adresse festlegt. Folglich muss ein Benutzer normalerweise die eine oder mehreren IP-Adressen auf der Whitelist manuell identifizieren und sein Gerät auf eine statische IP-Adresse konfigurieren, die in den Satz der IP-Adressen auf der Whitelist fällt.
  • Infolgedessen verschwenden Benutzer häufig Zeit damit, die Netzwerkeinstellungen manuell nachzuschlagen und ihre Geräte manuell für die Verbindung mit einem Skid zu konfigurieren. Alternativ können sie den Aufwand vollständig umgehen und einfach kleine Aufgaben vermeiden, die das Anschließen an einen Skid erfordern. Wie erwähnt, erfordert in vielen Fällen jeder Skid in einer Anlagenumgebung unterschiedliche Sätze von Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist für jedes Gerät, das versucht, eine Verbindung zum Skid herzustellen, und ein Anlagennetzwerk wie das Netzwerk 10 erfordert möglicherweise noch einen weiteren Satz von Netzwerkeinstellungen. Das Konfigurieren des Geräts gemäß einem dieser Sätze kann das Gerät daran hindern, eine Verbindung zu anderen Skids oder Netzwerken herzustellen. Dies kann problematisch sein, da der Benutzer gezwungen ist, die Netzwerkeinstellungen für sein Gerät jedes Mal manuell zu aktualisieren, wenn er eine Verbindung zu einem anderen Netzwerk oder Gerät herstellen möchte. Zum Beispiel muss er zuerst die Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist für einen ersten Skid identifizieren, die möglicherweise nicht sofort zugänglich sind. Im Idealfall werden Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist für einen Skid sichtbar auf dem Skid selbst ausgewiesen, oft werden diese ausgewiesenen Einstellungen jedoch im Laufe der Zeit abgedeckt oder auf andere Weise verdrängt. In einigen Fällen werden die Einstellungen auf der Whitelist nie ausgewiesen, so dass der Benutzer das Personal der Anlage, Handbücher und Dokumente oder Skid-Anbieter suchen muss, um die Einstellungen auf der Whitelist zu finden. Selbst wenn die Einstellungen auf der Whitelist ausgewiesen oder anderweitig verfügbar gemacht werden, kann jemand die Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist für den Skid aktualisieren, ohne die Ausweisung auf die neuen Einstellungen auf der Whitelist zu aktualisieren.
  • Unter der Annahme, dass der Benutzer die Einstellungen auf der Whitelist, die für die Verbindung mit dem Skid erforderlich sind, findet, muss er in jedem Fall durch eine Reihe von Menüs und Eingabeaufforderungen auf seinem Gerät navigieren, um sein Gerät mit Netzwerkeinstellungen zu konfigurieren, die denen auf der Whitelist für den ersten Skid entsprechen. Wenn er eine Aufgabe oder ein Projekt mit einem ersten Skid beendet und eine Verbindung zu einem Anlagennetzwerk oder einem zweiten Skid wiederherstellen möchte, muss er die Einstellungen auf der Whitelist für das Anlagennetzwerk oder den zweiten Skid erneut finden und laden. Jedes Mal, wenn er zwischen Skids oder zwischen einem der Skids und dem Anlagennetzwerk wechseln möchte, muss er diesen Prozess erneut durchlaufen.
  • Vorteilhafterweise kann sich das Instrument 101 schnell und reibungslos für eine beliebige Anzahl von Netzwerkeinstellungen selbst konfigurieren und neu konfigurieren. Während das Netzwerk 10 möglicherweise einen ersten Satz von Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist erfordert, die sich von einem zweiten Satz von Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist unterscheiden, die für den Skid 103 erforderlich sind, kann sich das Instrument 101 gemäß jedem des ersten und des zweiten Satzes von Netzwerkeinstellungen schnell neu konfigurieren, wodurch das Instrument 101 schnell zwischen Verbindungen mit dem Netzwerk 10 und dem Skid 103 wechseln kann. Gleichermaßen erfordern die in 1A gezeigten Skids 104 und 105 möglicherweise einen dritten und einen vierten Satz unterschiedlicher Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist und der Benutzer kann Verbindungen zwischen einem oder mehreren der Netzwerke 10, des Skids 103, des Skids 104 und des Skids 105 wechseln.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 1A kann das Instrument 101 einen Satz von Netzwerkeinstellungen 225 beinhalten, die den Einstellungen 268 auf der Whitelist für den Skid 103 entsprechen. Das Instrument 101 kann eine physische Verbindung zum Skid 103 erkennen (z. B. durch Senden oder Empfangen von Suchmeldungen) oder kann Benutzereingaben erkennen, die den Wunsch darstellen, eine Verbindung zum Skid 103 herzustellen, und kann durch Identifizieren und Laden der dem Skid 103 zugeordneten Netzwerkeinstellungen 225 reagieren, wodurch das Instrument 101 schnell und reibungslos eine Kommunikation mit dem Skid 103 herstellen kann.
  • Wie in 2 gezeigt, kann das Instrument 101 über die drahtgebundene Verbindung 299 mit dem Skid 103 kommunizieren, über eine drahtlose Verbindung 298 mit dem Supervisor 230 kommunizieren und über eine drahtlose Verbindung 295 (z. B. die das Instrument 101 mit dem drahtlosen Gateway 35 verbindet) mit dem Netzwerk 10 kommunizieren. Wie durch die gestrichelten Linien für die Verbindungen 295 und 298 angegeben, ist das Instrument 101 in einigen Fällen ggf. nicht mit dem Netzwerk 10 oder dem Supervisor 230 verbunden. Eine oder mehrere der Verbindungen 295, 298 und 299 können abhängig von der Implementierung drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen sein.
  • Das Instrument 101 beinhaltet einen Prozessor 204, der jeweils mit einem Speicher 202, einer Kommunikationsschnittstelle 206 und einer Eingabe/Ausgabe-(E/A-)Schnittstelle 208 verbunden ist. Die E/A-Schnittstelle 208 ist mit einer oder mehreren Benutzeroberflächen-(UI-)Komponenten 210 verbunden, einschließlich einer Anzeige 211 und eines Satzes von Eingabesensoren 213. Die Anzeige 211 kann eine beliebige geeignete Anzeige sein, wie beispielsweise eine LCD-Anzeige, eine Smartwatch-Anzeige, eine Headset-Anzeige (z. B. eine VR-Brille), ein Projektor, eine berührungsempfindliche Anzeige oder eine Kombination davon. Die Eingabesensoren 213 können beliebige gewünschte mechanische oder elektrische Komponenten wie Hardware-Aktuatoren (z. B. „harte“ Tasten) oder elektrische Sensoren wie Widerstands- oder kapazitive Berührungssensoren beinhalten. Solche Berührungssensoren können als Touchscreen in die Anzeige 211 integriert sein. Die UI 210 kann Lautsprecher für die Audioausgabe, Aktuatoren zum Bereitstellen einer haptischen Rückmeldung usw. beinhalten. Das Instrument 101 kann eine Stromversorgung 212 beinhalten, die konfiguriert ist, um die anderen Komponenten des Instruments 101 mit Strom zu versorgen. Der Speicher 202 speichert Anweisungen 253, die einen Skid-Client 222 und Daten 205 beinhalten, die eine Skid-Konfiguration 224 und Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen 225-229 beinhalten.
  • Der Skid-Client 222
  • Im Allgemeinen ist der Skid-Client 222 ein Satz von Routinen, die beinhalten: (i) Routinen oder Anweisungen, die es dem Instrument 101 ermöglichen, mit dem Skid 103 zu kommunizieren, und (ii) Routinen oder Anweisungen, die es dem Instrument 101 ermöglichen, Vorgänge zu implementieren, um die Überwachung, Steuerung und Konfiguration der Steuerung 250 und des Skids 103 über das Instrument 101 zu erleichtern. Der Client 222 kann jede Form annehmen, einschließlich Software, Firmware oder Hardware. Der Client 222 kann in einem beliebigen gewünschten Speichertyp 202 wie RAM oder ROM gespeichert sein. Ebenso kann der Client 222 zum Beispiel in einen oder mehreren EPROMs, EEPROMs, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) oder andere Hardware- oder Firmware-Elemente fest einprogrammiert werden.
  • In Bezug auf Routinen oder Anweisungen zum Kommunizieren mit dem Skid 103 kann der Skid-Client 222 es dem Instrument 101 ermöglichen, eine Skid-ID für den Skid 103 zu erkennen, einen Satz vorkonfigurierter Einstellungen, die mit der Skid-ID verknüpft sind, zu identifizieren (z. B. automatisch), und den Satz vorkonfigurierter Einstellungen auf das Instrument 101 zu laden, um eine schnelle und reibungslose kommunikative Verbindung mit dem Skid 103 zu ermöglichen. Der Client 222 kann es dem Instrument 101 auch ermöglichen, vorkonfigurierte Einstellungen für den Skid 103 zu erstellen oder zu aktualisieren, die in Zukunft verwendet werden können, um es dem Instrument 101 zu ermöglichen, sich automatisch oder reibungslos kommunikativ mit dem Skid 103 zu verbinden. Das Aktualisieren oder Erstellen des Satzes vorkonfigurierter Einstellungen kann einen automatischen Konfigurationsprozess beinhalten, bei dem mindestens ein Teil der Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist vom Skid 103 angefordert wird. Weitere Details bezüglich des Instruments 101, das die Kommunikation mit dem Skid 103 herstellt, werden nachstehend in Abschnitt IV unter Bezugnahme auf ein in 3 gezeigtes beispielhaftes Verfahren beschrieben, das ganz oder teilweise von dem Client 222 und dem Instrument 101 implementiert werden kann.
  • In Bezug auf Routinen oder Anweisungen zur Erleichterung der Überwachung, Steuerung und Konfiguration der Steuerung 250 über das Instrument 101 kann der Skid-Client 222 es dem Instrument 101 ermöglichen, eines oder mehrere des Folgenden auszuführen, je nach der bestimmten Konfiguration des Instruments 101 und des Skids 103: (i) Überwachen von Parametern innerhalb des Skids 103, (ii) Anpassen von Werten für Parameter innerhalb des Skids 103 und Senden von Befehlen an den Skid 103, (iii) Herunterladen einer Skid-Konfiguration vom Skid 103, (iv) Aktualisieren oder Konfigurieren einer Skid-Konfiguration und (v) Hochladen einer Skid-Konfiguration vom Instrument 101 auf den Skid 103.
  • Die Skid-Konfiguration 224
  • Die Skid-Konfiguration 224 ist ein Paket von Daten und Anweisungen zum Konfigurieren der Steuerung 250 und kann als XML-Datei oder -Dateisatz formatiert sein. Die Konfiguration 224 beinhaltet Routinen (z. B. Kontaktplan, SFC-Diagramme usw.), die von einer Steuerung eines Skids zu laden und zu implementieren sind, sowie Namen, Adressen und Anfangswerte für Parameter, die von den Routinen verwendet werden. Die Konfiguration 224 beinhaltet auch Setup-Parameter, wie beispielsweise einen Namen für die Konfiguration 224, eine IP-Adresse für einen Skid, der die Konfiguration 224 empfängt und implementiert, oder einen Satz von Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist (z. B. IP-Adressen), die verwendet werden können, um eine Verbindung mit dem Skid herzustellen, der die Konfiguration 224 empfängt und implementiert.
  • Zur Veranschaulichung kann die Konfiguration 224 an den Skid 103 gesendet werden, um den Skid 103 zu konfigurieren. Wenn die Konfiguration 224 anfänglich von der Steuerung 250 des Skids 103 empfangen wird, können die in der Konfiguration 224 gepackten Informationen extrahiert und geladen oder installiert werden, so dass der Prozessor 254 die beinhalteten Routinen ausführen und aus Parametern, die in der Konfiguration 224 beinhaltet sind, lesen und in diese schreiben kann (das Laden oder Installieren kann das Zuweisen von Speicherplatz und Adressen des Speichers 252 zu den beinhalteten Parametern beinhalten).
  • Die Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen 225-229
  • Jeder der Sätze von Netzwerkeinstellungen 225-229 kann eine Netzwerkadresse angeben, gemäß der das Instrument 101 konfiguriert werden sollte, um mit einem Skid, Netzwerk oder Gerät zu kommunizieren, der bzw. das dem bestimmten Satz zugeordnet ist. Die Netzwerkadresse kann eine IP-Adresse und eine Teilnetzmaske beinhalten. Jeder Satz kann auch einen Parameter beinhalten, der angibt, ob das Instrument 101 eine statische oder dynamische Netzwerkadresse haben soll.
  • Anders ausgedrückt, jeder Satz 225-229 entspricht einem bestimmten Satz von Einstellungen auf der Whitelist, die einem bestimmten Skid, Netzwerk oder Gerät zugeordnet sind. Zum Beispiel können die Einstellungen 225 dem Skid 103 entsprechen. Die Einstellungen 226 können dem Skid 104 entsprechen; die Einstellungen 227 können dem Skid 105 entsprechen; die Einstellungen 228 können dem Netzwerk 10 entsprechen; und die Einstellungen 229 können einem anderen Gerät oder Netzwerk entsprechen.
  • BEISPIELHAFTE VORGÄNGE, DIE VON EINEM SKID-COMMUNICATOR-INSTRUMENT
  • IMPLEMENTIERT WERDEN
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zum schnellen Konfigurieren eines Skid-Communicator-Instruments gemäß einem Satz von Netzwerkeinstellungen, die von einer Skid-Steuerung auf die Whitelist gesetzt wurden, wodurch das Skid-Communicator-Instrument vollständig mit der Skid-Steuerung kommunizieren kann. Das Verfahren 300 kann ganz oder teilweise durch das in 2 gezeigte Skid-Communicator-Instrument 101 implementiert werden und kann als eine oder mehrere Anweisungen oder Routinen in einem Speicher gespeichert werden. Wenngleich das Verfahren 300 unter Bezugnahme auf das Instrument 101, den Skid 103 und andere Komponenten der Anlage 5 beschrieben ist, die in den 1 bis 2 dargestellt sind, kann jedes geeignet konfigurierte Skid-Communicator-Instrument das Verfahren 300 implementieren, um mit jedem geeignet konfigurierten Skid zu kommunizieren.
  • Das Verfahren 300 beginnt mit einem Schritt 301, wenn eine drahtgebundene Verbindung zwischen dem Instrument 101 und der Skid-Steuerung 250 des Skids 103 hergestellt wird. Der Schritt 301 kann beinhalten, dass der Benutzer den Skid 103 und die Steuerung 250 physisch über ein beliebiges geeignetes Medium verbindet, das für die Kommunikation verwendet wird, beispielsweise durch ein Koaxialkabel, ein Twisted-Pair-Kabel (z. B. ein Ethernet-Kabel wie eine CAT-3-CAT-7-Verkabelung), ein Glasfaserkabel, USB-Kabel (z. B. gemäß den Standards USB 1.x, 2.x oder 3.x), FireWire-Kabel, Thunderbolt-Kabel usw. In einigen Fällen kann die Verbindung drahtlos sein.
  • In einem Schritt 302 erkennt das Instrument 101 eine Anforderung, das Instrument 101 über die in Schritt 301 genannte drahtgebundene Verbindung kommunikativ mit der Skid-Steuerung 250 zu verbinden. Das Instrument 101 kann die Anforderung automatisch erkennen, indem es erkennt, dass der Skid 103 über die drahtgebundene Verbindung mit einem anderen Gerät verbunden ist. Mit anderen Worten kann der Schritt 302 automatisch sein und ohne Benutzeraktion ausgeführt werden.
  • In einigen Fällen beinhaltet der Schritt 302 eine manuelle Aktion, an der ein Benutzer beteiligt ist. Beispielsweise können die Eingabesensoren 213 Benutzereingaben erkennen, die die Anforderung darstellen (z. B. Erkennen einer Berührungseingabe, einer Betätigung eines physischen Knopfs oder einer physischen Taste wie einer Maustaste usw.). In einigen Fällen kann das Instrument 101 Schritt 302 vor Schritt 301 implementieren.
  • In einem Schritt 304 bestimmt das Instrument 101, ob die Kommunikation mit der Steuerung 250 mit den in das Instrument 101 geladenen aktuellen Netzwerkeinstellungen möglich ist oder nicht. Beispielsweise kann das Instrument 101 gegenwärtig gemäß dem Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen 228 für die Kommunikation mit dem Netzwerk 10 konfiguriert sein. Wenn die Kommunikation zwischen dem Instrument 101 und der Steuerung 250 durch die aktuellen Netzwerkeinstellungen (z. B. die Einstellungen 228 für das Netzwerk 10) nicht möglich ist, fährt das Instrument 101 mit einem Schritt 306 fort.
  • Wenn andererseits die Kommunikation zwischen dem Instrument 101 und der Steuerung 250 durch die aktuellen Netzwerkeinstellungen möglich ist, fährt das Instrument 101 mit einem Schritt 332 fort, um eine Kommunikationsverbindung mit der Steuerung 250 herzustellen, die ausreicht, um es dem Instrument 101 zu ermöglichen, eine oder mehrere an anderer Stelle beschriebenen Vorgänge in Zusammenhang mit dem Überwachen, Steuern oder Konfigurieren des Skids 103 durch das Instrument 101 auszuführen. Der Schritt 332 wird weiter unten ausführlicher beschrieben.
  • In dem Schritt 306 erkennt das Instrument 101 eine Skid-ID für den Skid 103 oder die Steuerung 250. Die Skid-ID kann ein beliebiger geeigneter String- oder Variablentyp mit einem Wert sein, der den Skid 103 identifiziert (z. B. „SK103“). Der Wert der Skid-ID kann als Tag (z. B. ein Geräte-Tag) bezeichnet werden, kann für den Skid 103 relativ zu anderen Geräten in der Anlage 5 eindeutig sein und kann in der Datenbank 72b gespeichert sein. Die Skids 104 und 105 können auch eindeutige Skid-IDs oder Tags aufweisen, wie beispielsweise „SK104“ und „SK105“.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf Schritt 306 kann das Instrument 101 automatisch die Skid-ID des Skids 103 erkennen, indem es der Steuerung 250 eine Nachricht sendet und die Skid-ID anfordert. Die Steuerung 250 kann damit reagieren, dass sie die Skid-ID an das Instrument 101 sendet oder eindeutige Informationen sendet, die es dem Instrument 101 ermöglichen, die Skid-ID zu bestimmen (z. B. indem sie einen eindeutigen Wert sendet, den das Instrument 101 verwenden kann, um eine korrelierte Skid-ID zu identifizieren, die am Instrument 101 oder in einer Datenbank im Netzwerk 10 gespeichert ist, die vom Instrument 101 abgefragt werden kann). Alternativ kann das Instrument 101 die Skid-ID durch einen manuellen Vorgang erkennen, an dem der Benutzer beteiligt ist. Beispielsweise kann das Instrument 101 den Benutzer (z. B. über eine Grafik oder eine Nachricht, die über die Anzeige 211 bereitgestellt wird) auffordern, die Skid-ID einzugeben, die der Benutzer über die Eingabesensoren 213 bereitstellen kann.
  • In einem Schritt 308 analysiert das Instrument 101 nach dem Erkennen der Skid-ID den Speicher 252, um einen Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen zu identifizieren, die der erkannten Skid-ID zugeordnet sind. Insbesondere kann das Instrument 101 einen oder mehrere gespeicherte Sätze vorkonfigurierter Einstellungen 225-229 analysieren. In einigen Fällen kann das Instrument 101 mit einem Server interagieren (z. B. über das Netzwerk 10), um einen Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen zu identifizieren, die der Skid-ID zugeordnet sind. Beispielsweise kann das Instrument 101 die Skid-ID zusammen mit einer Anforderung für einen Satz entsprechender Netzwerkeinstellungen an einen mit dem Netzwerk 10 verbundenen Server senden. Der Server kann daraufhin eine Aufzeichnung der gespeicherten vorkonfigurierten Netzwerkeinstellungen analysieren, um festzustellen, ob eine der gespeicherten Einstellungen der empfangenen Skid-ID zugeordnet ist. Wenn der Server einen geeigneten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen findet, kann der Server die Einstellungen an das Instrument 101 senden. Andernfalls kann der Server an das Instrument 101 senden und den Server benachrichtigen, dass für die gegebene Skid-ID keine vorkonfigurierten Netzwerkeinstellungen vorhanden sind.
  • In einem Schritt 310 (i) identifiziert das Instrument 101 entweder einen Satz vorkonfigurierter Einstellungen, die der Skid-ID zugeordnet sind, nicht und fährt mit einem Schritt 312 fort, um einen Konfigurationsprozess zu beginnen (nachstehend ausführlicher beschrieben), oder (ii) identifiziert einen Satz vorkonfigurierter Einstellungen, die der Skid-ID zugeordnet sind, und fährt mit Schritt 329 oder Schritt 330 fort, um die vorkonfigurierten Einstellungen zu laden. In Bezug auf das erste Szenario kann das Instrument 101 beispielsweise bestimmen, dass keine der vorkonfigurierten Einstellungen 225-229 der Skid-ID „SK103“ zugeordnet ist, und kann mit dem nachstehend ausführlicher beschriebenen Schritt 312 fortfahren.
  • Was das zweite Szenario betrifft, auf das hinsichtlich Schritt 310 Bezug genommen wird, kann das Instrument 101 zur Veranschaulichung bestimmen, dass der Satz von Netzwerkeinstellungen 225 der Skid-ID „SK103“ zugeordnet ist, und kann mit Schritt 329 oder direkt mit Schritt 330 fortfahren (wie durch die gestrichelte Linie angegeben). Das Instrument 101 kann direkt mit dem Schritt 330 fortfahren, wenn es konfiguriert ist, um vorkonfigurierte Einstellungen für einen gegebenen Skid automatisch zu erkennen und zu laden (z. B. kurz nachdem der Benutzer das Instrument 101 mit der Steuerung 250 verbunden hat).
  • In dem Schritt 329 erkennt das Instrument 101 die Anforderung oder Bestätigung eines Benutzers, dass er die vorkonfigurierten Einstellungen laden möchte. Zur Veranschaulichung zeigt 4 eine beispielhafte Anzeige 400 einer GUI, die an der Anzeige 211 des Instruments 101 bereitgestellt werden kann. Der Benutzer kann die Schaltfläche mit der Bezeichnung „Netzwerk reparieren“ betätigen (z. B. darauf klicken), um die Anforderung bereitzustellen, die vom Skid 103 erkannt wird. Es ist zu beachten, dass die Anzeige 400 vom Benutzer wenig Wissen über bestimmte Netzwerkeinstellungen oder Namen für den Skid 103 erfordert. Er klickt einfach auf eine Schaltfläche, um die entsprechenden Einstellungen zu laden und schnell eine Kommunikation mit dem Skid 103 herzustellen. Die Schaltfläche oder das grafische Element, mit der bzw. dem ein Benutzer interagieren kann, um die Anforderung bereitzustellen, kann eine geeignete Bezeichnung haben. Beispielsweise kann ein Name oder eine Skid-ID für den Skid 103 angezeigt werden. Nach dem Schritt 329 implementiert das Instrument den Schritt 330.
  • Im Schritt 330 konfiguriert das Instrument 101 seine Netzwerkeinstellungen gemäß dem Satz 225. Beispielsweise kann das Instrument 101 IP-Adresseinstellungen und Teilnetzmaskeneinstellungen gemäß einer IP-Adresse und einer Teilnetzmaske einstellen, die durch die Einstellungen 225 (z. B. 192.168.1.3 und 255.255.255.0) spezifiziert sind. Wie erwähnt, kann das Instrument 101 diesen Schritt direkt nach dem Schritt 310 implementieren, um eine schnelle und automatische Netzwerkkonfiguration des Instruments 101 ohne Benutzereingabe zu ermöglichen. Das Instrument 101 kann dann mit dem Schritt 304 fortfahren.
  • In dem Schritt 304 in diesem zweiten Szenario kann das Instrument 101 bestätigen, dass die vollständige Kommunikation zwischen dem Instrument 101 und der Steuerung 250 möglich ist, wenn das Instrument 101 gemäß dem Satz 225 konfiguriert ist. Unter der Annahme, dass der geladene Satz 225 die Kommunikation ermöglicht, fährt das Instrument 101 mit dem Schritt 332 fort und stellt eine Kommunikationsverbindung mit der Steuerung 250 her. Wenn jedoch der geladene Satz 225 keine Kommunikation ermöglicht, entspricht der geladene Satz 225 anscheinend nicht den von der Steuerung 250 verwendeten Einstellungen 268 auf der Whitelist. Dementsprechend kann das Instrument 101 zu dem Schritt 304 zurückkehren, um erneut zu versuchen, eine Skid-ID zu erkennen (z. B. falls die ursprünglich erkannte Skid-ID aus irgendeinem Grund falsch war). Man beachte: Da sich die Einstellungen 268 auf der Whitelist möglicherweise geändert haben, seit der Satz 225 zuletzt erstellt oder aktualisiert und im Speicher 202 des Instruments 101 gespeichert wurde, kann das Instrument 101 mit dem Schritt 312 fortfahren, um einen neuen Satz vorkonfigurierter Einstellungen für die Steuerung 250 und den Skid 103 (z. B. durch Aktualisieren des Satzes 225) einzurichten oder zu konfigurieren. In jedem Fall, wenn einer oder mehrere der Schritte 301-310, 329 und 330 nicht dazu führen, dass das Instrument 101 einen Satz vorkonfigurierter Einstellungen, die der Skid-ID zugeordnet sind, identifiziert und lädt, die es dem Instrument 101 ermöglichen, vollständig mit der Steuerung 250 zu kommunizieren, fährt das Instrument 101 mit dem Schritt 312 fort.
  • Wenn in Schritt 312 die automatische Konfiguration für das Instrument 101 nicht aktiviert ist, kann das Instrument 101 mit einem Schritt 314 fortfahren, um einen manuellen Konfigurationsvorgang zu beginnen. Wenn die automatische Konfiguration aktiviert ist, kann das Instrument 101 mit einem Schritt 320 fortfahren. Das Instrument 101 kann basierend auf einem Wert einer im Speicher 252 gespeicherten Variable bestimmen, ob die automatische Konfiguration aktiviert ist oder nicht. Alternativ oder zusätzlich kann das Instrument 101 dem Benutzer eine Eingabeaufforderung senden und den Benutzer zur Eingabe eines Befehls auffordern, der angibt, ob er mit einer manuellen Konfiguration oder einer automatischen Konfiguration fortfahren wird. Diese Eingabe kann so einfach sein wie das Drücken auf eine grafische Schaltfläche mit der Bezeichnung „Netzwerkeinstellungen automatisch konfigurieren“ oder dergleichen.
  • In Schritt 314 kann eine manuelle Konfigurationsprozedur eingeleitet werden (z. B. wenn die automatische Konfiguration nicht aktiviert oder anderweitig nicht aktiv ist). Die manuelle Konfiguration kann zwei Schritte oder Unterschritte beinhalten: einen Schritt 316 und einen Schritt 318. In dem Schritt 316 fordert das Instrument 101 den Benutzer auf, einen Satz von Netzwerkeinstellungen einzugeben, die auf das Instrument 101 geladen werden können, damit das Instrument 101 mit dem Skid 103 kommunizieren kann. Die Eingabeaufforderung kann ein Text- oder Zahlenfeld beinhalten und kann den Benutzer auffordern, eine IP-Adresse für das Instrument 101 oder eine Teilnetzmaske für das Instrument 101 einzugeben, die es dem Instrument 101 ermöglicht, mit dem Skid 103 zu kommunizieren. In Schritt 318 empfängt das Instrument 101 die bereitgestellten Netzwerkeinstellungen (z. B. über das Text- oder Zahlenfeld) und fährt mit einem Schritt 328 fort, der nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Wie erwähnt, führt das Instrument 101 in einigen Fällen eine automatische Konfigurationsprozedur in Schritt 320 anstelle der manuellen Konfigurationsprozedur in Schritt 314 durch.
  • Im Schritt 320 führt das Instrument 101 eine automatische Konfigurationsprozedur durch (z. B. wenn die automatische Konfiguration aktiviert und aktiv ist). Die automatische Konfiguration kann drei Schritte oder Unterschritte beinhalten: einen Schritt 322, einen Schritt 324 und einen Schritt 326.
  • In dem Schritt 322 sendet das Instrument 101 eine Nachricht an die Steuerung 250, die eine Informationsanforderung beinhaltet, die es dem Instrument 101 ermöglicht, Netzwerkeinstellungen zu identifizieren, die auf das Instrument 101 geladen werden können, damit das Instrument 101 vollständig mit der Steuerung 250 kommunizieren kann.
  • In dem Schritt 324 führt das Instrument 101 bei Bedarf eine oder mehrere Sicherheitsvorgänge durch. Beispielsweise kann sich das Instrument 101 selbst identifizieren, indem es eine Identität bzw. „ID“ an die Steuerung 250 sendet (z. B. eine MAC-Adresse des Instruments 101, eine IP-Adresse des Instruments 101, einen Benutzernamen für das Instrument 101 oder einen Benutzer des Instruments 101 oder irgendeine andere eindeutige oder relativ eindeutige Information, die mit dem Instrument 101 oder dem Benutzer verknüpft ist). Unter bestimmten Umständen kann das Instrument 101 die Authentifizierung von sich selbst erleichtern, indem es geheime Informationen, die mit der ID verknüpft sind (z. B. ein Passwort), an die Steuerung 250 sendet. Falls gewünscht, kann das Instrument 101 an die Steuerung 250 gesendete Nachrichten verschlüsseln und von der Steuerung 250 empfangene Nachrichten entschlüsseln. Wenn gewünscht, kann Schritt 324 jederzeit ausgeführt werden und kann auf Wunsch wiederholt werden. Beispielsweise kann das Instrument 101 den Schritt 324 vor oder nach dem Schritt 332 ausführen, sofern die Steuerung 250 erfordert, dass verschiedene Sicherheitsmaßnahmen erfüllt werden, bevor dem Instrument 101 bestimmte Überwachungs-, Steuerungs- oder Konfigurationsberechtigungen erteilt werden. In einigen Fällen führt das Instrument 101 den Schritt 324 nicht aus. In jedem Fall kann das Instrument 101 nach den Schritten 322 oder 324 mit dem Schritt 326 fortfahren.
  • In dem Schritt 326 empfängt das Instrument 101 Netzwerkeinstellungsinformationen von der Steuerung 250. Die empfangenen Informationen können die Einstellungen 268 auf der Whitelist oder einen Teil der Einstellungen 268 auf der Whitelist beinhalten. In einigen Fällen beinhalten die empfangenen Informationen die bestimmten Netzwerkeinstellungen, die die Kommunikation ermöglichen. In anderen Fällen beinhalten die empfangenen Informationen Informationen, die es dem Instrument 101 ermöglichen, die bestimmten Netzwerkeinstellungen zu erzeugen oder auf andere Weise zu identifizieren, die die Kommunikation ermöglichen. In jedem Fall implementiert das Instrument 101 nach dem Schritt 326 den Schritt 328.
  • In Schritt 328 analysiert das Instrument 101 die Einstellungsinformationen, die in den Schritten 318 oder 326 empfangen wurden, um (i) vorkonfigurierte Einstellungen zu identifizieren, die auf das Instrument 101 geladen werden können, um ihm zu ermöglichen, mit der Steuerung 250 zu kommunizieren, und (ii) die vorkonfigurierten Einstellungen in dem Speicher 202 zu speichern, so dass sie durch die Skid-ID referenzierbar sind (z. B. „SKD103“). Wie bereits erwähnt, beinhalten die empfangenen Informationen in einigen Fällen die bestimmten Netzwerkeinstellungen, die als Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen für den Skid 103 gespeichert werden (z. B. den Satz 225). Beispielsweise kann das Instrument 101 die empfangenen Informationen analysieren, um innerhalb der empfangenen Informationen eines oder mehrere des Folgenden zu identifizieren, je nach Ausführungsform: (i) eine bestimmte IP-Adresse und eine bestimmte Teilnetzmaske, gemäß der das Instrument 101 konfiguriert werden sollte; (ii) einen Bereich potenzieller IP-Adressen, die vom Instrument 101 verwendet werden können; (iii) eine Skid-IP-Adresse und eine Skid-Teilnetzmaske, die von der Steuerung 250 verwendet werden, die das Instrument 101 analysieren kann, um eine IP-Adresse für das Instrument 101 zu erzeugen; (iv) ein Token, das das Instrument 101 verwenden kann, um beispielsweise eine Datenbank nach der geeigneten IP-Adresse abzufragen. In jedem Fall, nachdem das Instrument 101 einen Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen identifiziert hat (z. B. eine IP-Adresse, eine Teilnetzmaske, ein Statisch/Dynamisch-Anzeigeelement oder eine Kombination davon), die es dem Instrument 101 ermöglichen, mit der Steuerung 250 zu kommunizieren, speichert das Instrument 101 den Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen im Speicher 202 (z. B. als Satz 225). Beispielsweise kann das Instrument 101 den Satz 225 speichern, der eine IP-Adresse (z. B. 192.168.1.3), eine Teilnetzmaske (z. B. 255.255.255.255), ein Statisch/Dynamisch-Anzeigeelement (z. B. „statisch“) und einen Skid-ID-Parameter mit einem Wert, der mit dem zugeordneten Skid korreliert ist (z. B. „SK103“), beinhalten kann. Nach dem Schritt 328 implementiert das Instrument einen Schritt 329.
  • In dem Schritt 329 kann das Instrument 101 eine Anforderung zum Laden der vorkonfigurierten Einstellungen erkennen. Wie bereits erwähnt, ist in einigen Fällen der Schritt 329 nicht implementiert und kann das Instrument 101 direkt vom Schritt 328 zum Schritt 330 übergehen.
  • Im Schritt 330 lädt das Instrument 101 den Satz vorkonfigurierter Einstellungen in den Speicher (z. B. den Satz 225). Das Instrument 101 implementiert dann den Schritt 304. Wenn der Schritt 304 nach den Schritten 330 und 328 implementiert wird, implementiert das Instrument 101 entweder (i) die Schritte 306 bis 328, wenn die vorkonfigurierten Einstellungen (z. B. der Satz 225) es dem Instrument 101 nicht ermöglichen, mit der Steuerung 250 zu kommunizieren, oder (ii) Schritt 332, wenn die vorkonfigurierten Einstellungen die Kommunikation zwischen dem Instrument 101 und der Steuerung 250 ermöglichen. In Bezug auf Ersteres können die Schritte 306 bis 328 erforderlich sein, beispielsweise wenn der Benutzer dem Instrument 101 während der manuellen Konfiguration falsche Einstellungen zur Verfügung gestellt hat (Schritt 314). In jedem Fall implementiert das Instrument 101 Schritt 332, wenn die vorkonfigurierten Einstellungen es dem Instrument 101 ermöglichen, mit der Steuerung 250 zu kommunizieren.
  • In dem Schritt 332 stellt das Instrument 101 eine Kommunikationsverbindung (z. B. die Verbindung 299) mit der Steuerung 250 her. Die Kommunikation über die Verbindung 299 entspricht im Allgemeinen dem TCP/IP-Protokoll, kann jedoch jedem beliebigen zusätzlichen oder alternativen gewünschten Protokoll oder Standard entsprechen (z. B. USB, Bluetooth, NFC, Wi-Fi, MODBUS/TCP, EtherNet/IP, HTTP, BootP, DHCP, DNS, SNTP, FTP, SNMP, SMTP usw.).
  • Nach dem Herstellen der Kommunikation kann das Instrument 101 alles Geeignete durchführen: (i) Überwachungs- oder Steuervorgänge, (ii) Lese- oder Schreibvorgänge (z. B. Lesen von Werten der Skid-Parameter 266 oder Schreiben in diese) oder (iii) Konfigurationsvorgänge. In Bezug auf Konfigurationsvorgänge kann das Instrument 101 die Skid-Konfiguration 264 von der Steuerung 250 herunterladen. Das Instrument 101 kann die Konfiguration 264 bei Bedarf im Speicher 202 speichern und kann die Konfiguration 264 aktualisieren oder ändern (z. B. basierend auf Benutzereingaben, die an den Sensoren 213 erkannt wurden), indem Routinen oder Parameter in der Konfiguration 264 hinzugefügt, gelöscht oder angepasst werden. Die Skid-Konfiguration 224, die in dem in 2 gezeigten Speicher 202 gespeichert ist, kann eine aktualisierte Version der Konfiguration 264 darstellen oder kann eine unterschiedliche Konfiguration darstellen. In jedem Fall kann das Instrument 101 die aktualisierte Konfiguration 264 oder die Konfiguration 224 auf die Steuerung 250 hochladen und die Steuerung 250 veranlassen, die Konfiguration 224 zu laden, wodurch die Steuerung 250 gemäß den in der aktualisierten Konfiguration 264 oder der Konfiguration 224 beinhalteten Routinen oder Parametern arbeitet.
  • Wenn der Benutzer mit der Interaktion mit dem Skid 103 fertig ist, kann er Einstellungen des Instruments 101 erneut schnell ändern, um mit dem Netzwerk 10, einem der Skids 104 oder 105 oder einem anderen Gerät zu kommunizieren. Beispielsweise kann der Benutzer das Instrument 101 mit einem neuen Skid verbinden, wodurch das Instrument 101 zu Schritt 301 zurückkehrt.
  • Als ein anderes Beispiel kann der Benutzer anfordern, die Netzwerkeinstellungen zu ändern, ohne eine drahtgebundene Verbindung zu einem anderen Skid herzustellen, wenn der Benutzer mit der Skid 103 interagiert. Beispielsweise kann er anfordern, dass das Instrument 101 zu den vorherigen Netzwerkeinstellungen (z. B. für das Netzwerk 10) zurückkehrt, die vor den aktuellen Netzwerkeinstellungen verwendet wurden. Zur Veranschaulichung zeigt 5 eine beispielhafte Anzeige 500 einer GUI, die an der Anzeige 211 bereitgestellt werden kann. Der Benutzer kann die Schaltfläche „Vorherige Einstellungen wiederherstellen“ betätigen, um einfach die Einstellungen wiederherzustellen, die vor den aktuell geladenen Einstellungen geladen wurden (z. B. den Satz 225). Die vorherigen Einstellungen können im Speicher 202 gespeichert werden (z. B. wenn das Instrument 101 einen neuen Satz von Netzwerkeinstellungen lädt). Nach dem Laden der vorherigen Einstellungen kann das Instrument 101 mit dem Schritt 304 fortfahren, um zu überprüfen, ob die Kommunikation mit dem Netzwerk 10 (oder dem Skid, Netzwerk oder Gerät, das den vorherigen Einstellungen zugeordnet ist) möglich ist.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeige 500 interaktive Elemente (z. B. Schaltflächen, Dropdown-Menüs usw.) beinhalten, die für jeden Satz gespeicherter vorkonfigurierter Einstellungen 225-229 eigen sind (und somit für jeden Skid, jedes Netzwerk oder jedes Gerät, für den bzw. das das Instrument 101 vorkonfigurierte Einstellungen hat, eigen). In einigen Fällen kann das Instrument 101 ein Suchfeld anzeigen, das es dem Benutzer ermöglicht, nach einem Tag zu suchen, das einem Skid oder Netzwerk zugeordnet ist (z. B. „SK103“). In jedem Fall lädt das Instrument 101 den entsprechenden Satz 225-229 und fährt mit dem Schritt 304 fort, wenn der Benutzer mit einem grafischen Element interagiert, das einem der Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen 225-229 entspricht. Wenn der geladene Satz nicht funktioniert, kann das Instrument 101 erneut mit dem Schritt 306 fortfahren.
  • Es ist zu beachten, dass das Verfahren 300 unter bestimmten Umständen alternative oder zusätzliche Vorgänge beinhalten kann. Beispielsweise kann das Instrument 101 zusätzlich zu oder anstelle von Schritt 301 versuchen, eine drahtlose Verbindung zu der Skid-Steuerung 250 herzustellen. In einer solchen Ausführungsform kann das Instrument 101 die drahtlose Verbindung ggf. nicht herstellen und kann in Reaktion auf diesen Fehler und in Reaktion darauf, dass bestimmt wurde, dass ein Benutzer das Instrument 101 kommunikativ mit der Steuerung 250 verbinden möchte, mit dem Schritt 306 des Verfahrens 300 fortfahren. In einigen Fällen kann das Instrument 101 eine drahtlose Verbindung mit eingeschränkten Kommunikationsfähigkeiten herstellen. Die eingeschränkte drahtlose Verbindung kann auf Wunsch nur bestimmte Arten von Nachrichten zwischen dem Instrument 101 und der Steuerung 250 ermöglichen (z. B. solche, die sich auf Geräte-/Netzwerkidentifikation, Geräte-/Netzwerkerkennung, Authentifizierungsvorgänge und andere Sicherheitsmaßnahmen beziehen). Diese Aktivierung nur bestimmter Arten von Nachrichten kann wünschenswert sein, selbst wenn beispielsweise das Instrument 101 gemäß Netzwerkeinstellungen konfiguriert ist, die mit den Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist am Skid 103 übereinstimmen. In solchen Fällen kann das Instrument 101 eine oder mehrere der Sicherheitsvorgänge ausführen, die unter Bezugnahme auf den Schritt 324 erörtert wurden, bevor mit dem Schritt 304 oder dem Schritt 332 fortgefahren wird.
  • WEITERE ÜBERLEGUNGEN
  • Obwohl diese ausführliche Beschreibung verschiedene Ausführungsformen berücksichtigt, sollte verstanden werden, dass der rechtliche Umfang eines beanspruchten Systems oder Verfahrens durch die Wörter der Ansprüche definiert ist, die am Ende dieses Patents dargelegt sind. Die ausführliche Beschreibung ist nur als Beispiel zu verstehen und beschreibt nicht jede mögliche Ausführungsform, da das Beschreiben jeder möglichen Ausführungsform unpraktisch wäre, wenn nicht gar unmöglich.
  • In dieser gesamten Schrift können mehrere Instanzen Komponenten, Vorgänge oder Strukturen implementieren, die als einzelne Instanz beschrieben sind. Obwohl einzelne Vorgänge von einem oder mehreren Verfahren als separate Vorgänge dargestellt und beschrieben sind, können einer oder mehrere der einzelnen Vorgänge bei gewissen Ausführungsformen gleichzeitig ausgeführt werden.
  • Wie hierin verwendet, bedeutet jede Bezugnahme auf „eine Ausführungsform“, dass ein bestimmtes Element, ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, wie in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben, in mindestens einer Ausführungsform beinhaltet ist. Die Verwendungen des Ausdrucks „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen in der Schrift beziehen sich nicht notwendigerweise alle auf dieselbe Ausführungsform.
  • Wie hierin verwendet, sollen die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „beinhaltet“, „beinhaltend“, „aufweist“, „aufweisend“ oder eine andere Variation davon eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken. Beispielsweise ist ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel oder eine Vorrichtung, die eine Liste von Elementen umfasst, nicht notwendigerweise nur auf diese Elemente beschränkt, sondern kann auch andere Elemente beinhalten, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder einem solchen Prozess, Verfahren, Artikel oder einer solchen Vorrichtung nicht ausdrücklich inhärent sind. Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, bezieht sich „oder“ auf ein inklusives Oder und nicht auf ein exklusives Oder. Zum Beispiel wird eine Bedingung A oder B durch eine beliebige der folgenden Bedingungen erfüllt: A ist wahr (oder vorhanden) und B ist falsch (oder nicht vorhanden), A ist falsch (oder nicht vorhanden) und B ist wahr (oder vorhanden) und sowohl A als auch B sind wahr (oder vorhanden).
  • Zusätzlich wird die Verwendung von „ein“, „eine“, „einer“, „eines“, „einen“ oder „einem“ verwendet, um Elemente und Komponenten der Ausführungsformen hierin zu beschreiben. Diese Beschreibung und die folgenden Ansprüche sollten so gelesen werden, dass sie eines oder mindestens eines davon beinhalten. Der Singular beinhaltet auch den Plural, sofern nicht offensichtlich ist, dass dies anders gemeint ist.
  • In verschiedenen Ausführungsformen können hier beschriebene Hardwaresysteme mechanisch oder elektronisch implementiert werden. Beispielsweise kann ein Hardwaresystem eine dedizierte Schaltung oder Logik umfassen, die permanent konfiguriert ist (z. B. als Spezialprozessor, wie beispielsweise ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), um bestimmte Vorgänge auszuführen). Ein Hardwaresystem kann auch eine programmierbare Logik oder Schaltung (z. B. wie sie in einem Universalprozessor oder einem anderen programmierbaren Prozessor beinhaltet ist) umfassen, die vorübergehend durch die Software konfiguriert wird, um bestimmte Vorgänge auszuführen. Es versteht sich, dass die Entscheidung, ein Hardwaresystem mechanisch, in dedizierten und permanent konfigurierten Schaltungen oder in vorübergehend konfigurierten Schaltungen (z. B. durch Software konfiguriert) zu implementieren, aus Kosten- und Zeitgründen erfolgen kann.
  • In dieser gesamten Schrift werden einige der folgenden Begriffe verwendet.
  • Kommunikationsschnittstelle. Einige der beschriebenen Geräte oder Systeme beinhalten eine „Kommunikationsschnittstelle“ (manchmal als „Netzwerkschnittstelle“ bezeichnet). Beispielsweise beinhalten das Instrument 101 und die Steuerung 250 des in 12 gezeigten Skids 103 jeweils eine Kommunikationsschnittstelle. Die beschriebenen Kommunikationsschnittstellen ermöglichen es dem System, zu dem sie gehören, Informationen oder Daten an ein anderes System zu senden oder Informationen/Daten von anderen Systemen zu empfangen. In einigen Fällen ermöglichen die Kommunikationsschnittstellen die Herstellung einer direkten Verbindung zu einem anderen System (z. B. zwischen dem Instrument 101 und dem Skid 103). In einigen Fällen ermöglichen die Kommunikationsschnittstellen die Verbindung über eine Verbindung zu einem Netzwerk (z. B. einem Personal Area Network (PAN), einem Local Area Network (LAN) oder einem Wide Area Network (WAN)) wie dem Netzwerk 10.
  • Falls gewünscht, können die beschriebenen Kommunikationsschnittstellen (i) Schaltungen, die die Verbindung über eine drahtgebundene Verbindung ermöglichen, die elektrische oder optische Signale zu einem anderen Gerät überträgt (z. B. über ein Koaxialkabel oder ein Glasfaserkabel), und die eine Kommunikation mit diesem anderen Gerät ermöglichen, oder (ii) Schaltungen, die eine drahtlose Kommunikation (z. B. Nah- oder Fernkommunikation) über elektromagnetische Signale wie Hochfrequenzsignale (HF-Signale) ermöglichen, beinhalten. Die beschriebenen Kommunikationsschnittstellen und -systeme können einem oder mehreren geeigneten Kommunikationsprotokollen, -standards oder -technologien entsprechen, wie den hier beschriebenen.
  • Kommunikationsprotokolle, -standards und -technologien. Beispielhafte Kommunikationsprotokolle, -standards oder -technologien, die von den beschriebenen Systemen verwendet werden können, beinhalten solche, die die Kommunikation über nanoskalige Netzwerke, Nahfeldnetzwerke, Personal Area Networks („PANs“), Local Area Networks („LANs“), Backbone-Netzwerke, Metropolitan Area Networks („MANs“), Wide Area Networks („WANs“), Internet Area Networks („IANs“) oder das Internet erleichtern.
  • Beispielhafte Protokolle und Standards für Nahfeldnetzwerke beinhalten typische Standards oder Protokolle zur Identifizierung von Funkfrequenzen („RFID“) und Protokolle oder Standards für die Nahfeldkommunikation („NFC“). Beispielhafte PAN-Protokolle und -Standards beinhalten 6LoWPAN, Bluetooth (d. h. einen drahtlosen Standard für den Datenaustausch zwischen zwei Geräten unter Verwendung von Funkwellen im Bereich von ungefähr 2,4 bis 2,485 GHz), IEEE 802.15.4-2006, ZigBee, das Thread-Protokoll, Ultrabreitband („UWB“), Universal Serial Bus („USB“) und drahtloses USB, ZigBee und ANT+. Beispielhafte LAN-Protokolle und -Standards beinhalten das 802.11-Protokoll und andere Hochfrequenzprotokolle/-systeme für die drahtlose Kommunikation in Bändern, die in einem Bereich von ungefähr 1 GHz bis 60 GHz liegen (z. B. darunter die Bänder von 900 MHz, 2,4 GHz, 3,6 GHz, 5 GHz oder 60 GHz) sowie Standards für geeignete Verkabelungen wie Koaxial- und Glasfaserkabel. Beispielhafte Technologien zur Erleichterung von drahtlosen WANs beinhalten diejenigen, die für LANs verwendet werden, sowie die Technologien 2G (z. B. GPRS und EDGE), 3G (z. B. UMTS und CDMA2000), 4G (z. B. LTE und WiMax) und 5G (z. B. IMT-2020). Man beachte, dass das Internet als WAN betrachtet werden kann.
  • Andere Kommunikationsprotokolle und -standards, die verwendet werden können, beinhalten BitTorrent, Bluetooth Bootstrap Protocol („BOOTP“), Domain Name System („DNS“), Dynamic Host Configuration Protocol („DHCP“), Ethernet, File Transfer Protocol („FTP“), Hypertext Transfer Protocol („HTTP“), Infrarot-Kommunikationsstandards (z. B. IrDA oder IrSimple), Transmission Control Protocol/Internet Protocol („TCP/IP“) (z. B. eines der in jeder der TCP/IP-Schichten verwendeten Protokolle, Real-time Transport Protocol („RTP“), Real-time Streaming Protocol („RTSP“), Simple Mail Transfer Protocol („SMTP“), Simple Network Management Protocol („SNMP“), Simple Network Time Protocol („SNTP“), Secure Shell Protocol („SSH“) und jedes andere Kommunikationsprotokoll oder jeden anderen Kommunikationsstandard oder eine beliebige Kombination davon.
  • Kommunikationsverbindung. Eine „Kommunikationsverbindung“ oder „Verbindung“ ist ein Weg oder ein Medium, der bzw. das zwei oder mehr Knoten verbindet. Eine Verbindung kann eine physische Verbindung oder eine logische Verbindung sein. Eine physische Verbindung ist die Schnittstelle oder das eine oder die mehreren Medien, über die Informationen übertragen werden, und kann drahtgebunden oder drahtlos sein. Beispielhafte drahtgebundene Verbindungen beinhalten: (i) ein Kabel mit einem Leiter (z. B. Kupfer) zur Übertragung elektrischer Energie, wie ein Koaxialkabel oder ein Twisted-Pair-Kabel (z. B. ein Ethernet-Kabel wie eine CAT3-CAT-7-Verkabelung); und (ii) ein Glasfaserkabel oder eine Verbindung zur Übertragung von Licht (z. B. typischerweise unter Verwendung von Glas als Übertragungsmedium).
  • Eine drahtlose Verbindung kann ein drahtloses elektromagnetisches Signal sein, das Informationen über Änderungen an einer oder mehreren Eigenschaften einer oder mehrerer elektromagnetischer Wellen trägt. Ein drahtloses elektromagnetisches Signal kann eine Mikrowelle oder eine Funkwelle sein und kann als Hochfrequenz- bzw. „HF“-Signal bezeichnet werden. Sofern nicht anders angegeben, können beschriebene HF-Signale mit einer Frequenz innerhalb eines oder mehrerer Bänder schwingen, die im Spektrum von ungefähr 30 kHz bis 3.000 GHz zu finden sind (z. B. ein 802.11-Signal im 2,4-GHz-Band). Beispielhafte HF-Bänder beinhalten das Niederfrequenzband („LF“-Band) bei 30 bis 300 kHz, Mittelfrequenzband („MF“-Band) bei 300 bis 3.000 kHz, Hochfrequenzband („HF“-Band) bei 3 bis 30 MHz, sehr hohe Frequenzband („VHF“-Band) bei 30 bis 300 MHz, Ultrahochfrequenzband („UHF“-Band) bei 300 bis 3.000 MHz, Superhochfrequenzband („SHF“-Band) bei 3 bis 30 GHz, extrem hohe Frequenzband („SHF“-Band) bei 30 bis 300 GHz und das gewaltig hohe Frequenzband („THF“-Band) bei 300 bis 3.000 GHz.
  • In einigen Fällen kann ein drahtloses elektromagnetisches Signal ein Lichtsignal sein, das mit einer Frequenz von ungefähr 300 GHz bis 30 PHz mit Wellenlängen von ungefähr 100 nm bis 1 mm schwingt, was sein kann: (i) ein Ultraviolettes-Licht-Signal („UV“-Signal) mit einer Wellenlänge ungefähr im Bereich von 10 nm bis 400 nm und einer Frequenz ungefähr im Bereich von 750 THz bis 30 PHz; (ii) ein Sichtbares-Licht-Signal mit einer Wellenlänge ungefähr im Bereich von 400 nm bis 700 nm und einer Frequenz ungefähr im Bereich von 430 THz bis 750 THz oder (iii) ein Infrarotsignal („IR“-Signal) mit einer Wellenlänge ungefähr im Bereich von 700 nm bis 1 mm und einer Frequenz ungefähr im Bereich von 300 GHz bis 430 THz. Sofern nicht anders angegeben, können die beschriebenen Lichtsignale einem beliebigen geeigneten Lichtsignalprotokoll oder -standard entsprechen, z. B. VLC-Standards (VLC, Visible Light Communication), Li-Fi-Standards (Li-Fi. Light-Fidelity), IrDA-Standards (IrDA, Infrared Data Association), IrSimple-Standards usw.
  • Eine logische Verbindung zwischen zwei oder mehr Knoten stellt eine Abstraktion der zugrunde liegenden physischen Verbindungen oder Zwischenknoten dar, die die zwei oder mehr Knoten verbinden. Beispielsweise können zwei oder mehr Knoten über eine logische Verbindung logisch verbunden sein. Die logische Verbindung kann über eine beliebige Kombination von physischen Verbindungen und Zwischenknoten (z. B. Router, Switches oder andere Vernetzungsgerätschaft) hergestellt werden.
  • Eine Verbindung wird manchmal als „Kommunikationskanal“ bezeichnet. In einem drahtlosen Kommunikationssystem bezieht sich der Begriff „Kommunikationskanal“ (oder nur „Kanal“) im Allgemeinen auf eine bestimmte Frequenz oder ein bestimmtes Frequenzband. Ein Trägersignal (oder eine Trägerwelle) kann mit der bestimmten Frequenz oder innerhalb des bestimmten Frequenzbandes des Kanals übertragen werden. In einigen Fällen können mehrere Signale über ein einzelnes Band/einen einzelnen Kanal übertragen werden. Beispielsweise können Signale manchmal gleichzeitig über ein einzelnes Band/einen einzelnen Kanal über verschiedene Unterbänder oder Unterkanäle übertragen werden. Als ein anderes Beispiel können Signale manchmal über dasselbe Band übertragen werden, indem Zeitschlitze zugewiesen werden, über die jeweilige Sender und Empfänger das betreffende Band verwenden.
  • Speicher und computerlesbare Medien. Im Allgemeinen bezieht sich der Ausdruck „Speicher“ oder „Speichergerät“, wie hier verwendet, auf ein System oder Gerät, das computerlesbare Medien oder Medium („CRM“) beinhaltet. „CRM“ bezieht sich auf ein Medium oder Medien, auf die das betreffende Computersystem zugreifen kann, um Informationen zu platzieren, zu speichern oder abzurufen (z. B. Daten, computerlesbare Anweisungen, Programmmodule, Anwendungen, Routinen usw.). Man beachte, dass sich „CRM“ auf Medien bezieht, die nicht transitorisch sind, und sich nicht auf körperlose transitorische Signale wie Funkwellen bezieht.
  • Das CRM kann in jeder Technologie, jedem Gerät oder jeder Gruppe von Geräten implementiert werden, die in dem relevanten Computersystem beinhaltet sind oder mit dem relevanten Computersystem in Kommunikation stehen. Das CRM kann flüchtige oder nichtflüchtige Medien sowie Wechselmedien oder nicht entfernbare Medien beinhalten. Das CRM kann RAM, ROM, EEPROM, Flash-Speicher oder andere Speichertechnologien, CD-ROM, Digital Versatile Disks (DVD) oder andere optische Festplattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetbänder, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichergeräte oder irgendein anderes Medium beinhalten, das zum Speichern von Informationen verwendet werden kann und auf das das Rechensystem zugreifen kann, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Das CRM kann kommunikativ mit einem Systembus verbunden sein, wodurch die Kommunikation zwischen dem CRM und anderen mit dem Systembus verbundenen Systemen oder Komponenten ermöglicht wird. In einigen Implementierungen kann das CRM über eine Speicherschnittstelle (z. B. eine Speichersteuerung) mit dem Systembus verbunden sein. Eine Speicherschnittstelle ist eine Schaltung, die den Datenfluss zwischen dem CRM und dem Systembus verwaltet.
  • Netzwerk. Wie hierin verwendet und sofern nicht anders angegeben, bezieht sich der Begriff „Netzwerk“ bei Verwendung im Zusammenhang mit einem oder mehreren Systemen oder Geräten, die Informationen oder Daten kommunizieren, auf eine Sammlung von Knoten (z. B. Geräte oder Systeme, die Informationen senden, empfangen oder weiterleiten können) und Verbindungen, die verbunden sind, um die Telekommunikation zwischen den Knoten zu ermöglichen.
  • Ein Netzwerk kann dedizierte Router, Switches oder Hubs, die für die Weiterleitung oder Leitung des Datenverkehrs zwischen Knoten verantwortlich sind, und optional dedizierte Geräte, die für die Konfiguration und Verwaltung des Netzwerks verantwortlich sind, beinhalten. Einige oder alle Knoten können auch so ausgelegt sein, dass sie als Router fungieren, um den zwischen anderen Netzwerkgeräten gesendeten Datenverkehr zu leiten. Netzwerkgeräte können drahtgebunden oder drahtlos miteinander verbunden sein, und Netzwerkgeräte können unterschiedliche Routing- und Übertragungsfunktionen aufweisen. Beispielsweise können dedizierte Router Übertragungen mit hohem Volumen durchführen, während einige Knoten im gleichen Zeitraum relativ wenig Datenverkehr senden und empfangen können. Darüber hinaus können die Verbindungen zwischen Knoten in einem Netzwerk unterschiedliche Durchsatzfähigkeiten und unterschiedliche Dämpfungseigenschaften aufweisen. Ein Glasfaserkabel kann beispielsweise aufgrund des Unterschieds in den inhärenten physikalischen Einschränkungen des Mediums eine Bandbreite bereitstellen, die mehrere Größenordnungen höher als eine drahtlose Verbindung ist. Ein Netzwerk kann Netzwerke oder Teilnetzwerke beinhalten, beispielsweise ein Local Area Network (LAN) oder ein Wide Area Network (WAN).
  • Knoten. Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff „Knoten“ auf einen Verbindungspunkt, einen Umverteilungspunkt oder einen Kommunikationsendpunkt. Ein Knoten kann ein beliebiges Gerät oder System (z. B. ein Computersystem) sein, das Informationen senden, empfangen oder weiterleiten kann. Beispielsweise sind Endgeräte oder Endsysteme, die eine Nachricht erstellen oder letztendlich empfangen, Knoten. Zwischengeräte, die die Nachricht empfangen und weiterleiten (z. B. zwischen zwei Endgeräten), werden im Allgemeinen auch als „Knoten“ betrachtet.
  • Prozessor. Die verschiedenen Vorgänge der hier beschriebenen beispielhaften Verfahren können zumindest teilweise von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Im Allgemeinen werden die Begriffe „Prozessor“ und „Mikroprozessor“ synonym verwendet und beziehen sich jeweils auf einen Computerprozessor, der zum Abrufen und Ausführen von im Speicher gespeicherten Anweisungen konfiguriert ist. Durch Ausführen dieser Anweisungen können die Prozessoren verschiedene Vorgänge oder Funktionen ausführen, die durch die Anweisungen definiert sind. Der eine oder die mehreren Prozessoren können je nach bestimmter Ausführungsform vorübergehend konfiguriert sein (z. B. durch Anweisungen oder Software) oder permanent konfiguriert sein, um die relevanten Vorgänge oder Funktionen auszuführen (z. B. ein Prozessor für einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis bzw. ASIC). Ein Prozessor kann Teil eines Chipsatzes sein, der beispielsweise auch eine Speichersteuerung oder eine E/A-Steuerung beinhalten kann. Ein Chipsatz ist eine Sammlung elektronischer Komponenten in einem integrierten Schaltkreis, der typischerweise so konfiguriert ist, dass er E/A- und Speicherverwaltungsfunktionen bereitstellt, sowie mehrerer Universal- oder Spezialregister, Zeitgeber usw. Im Allgemeinen können ein oder mehrere der beschriebenen Prozessoren über einen Systembus kommunikativ mit anderen Komponenten (wie Speichergeräten und E/A-Geräten) verbunden werden.
  • Die Leistung bestimmter der Vorgänge kann auf den einen oder die mehreren Prozessoren verteilt werden, die sich nicht nur auf einer einzelnen Maschine befinden, sondern auf mehreren Maschinen bereitgestellt werden. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können sich der eine oder die mehreren Prozessoren an einem einzelnen Ort befinden (z. B. in einer Heimumgebung, einer Büroumgebung oder als Serverfarm), während in anderen Ausführungsformen die Prozessoren auf eine Reihe von Orten verteilt sein können.
  • Wörter wie „Verarbeiten“, „Rechnen“, „Berechnen“ „Bestimmen“, „Darbieten“, „Anzeigen“ oder dergleichen können sich auf Aktionen oder Prozesse einer Maschine (z. B. eines Computers) beziehen, die als physikalische (z. B. elektronische, magnetische oder optische) Größen dargestellte Daten innerhalb eines oder mehrerer Speicher (z. B. flüchtiger Speicher, nichtflüchtiger Speicher oder eine Kombination davon), Register oder anderer Maschinenkomponenten, die Informationen empfangen, speichern, übertragen oder anzeigen, manipuliert oder umwandelt.
  • Routine. Sofern nicht anders angegeben, bezieht sich eine in dieser Offenbarung beschriebene „Routine“ oder „Anwendung“ auf einen Satz computerlesbarer Anweisungen, die in einem CRM gespeichert werden können. Im Allgemeinen speichert das CRM einen computerlesbaren Code („Code“), der die Anweisungen darstellt oder diesen entspricht, und der Code ist ausgelegt, um von einem Prozessor ausgeführt zu werden, um die Funktionen zu erleichtern, die als durch die Routine oder Anwendung dargestellt oder mit ihr verbunden beschrieben werden. Jede Routine oder Anwendung kann über eine eigenständige ausführbare Datei, eine Suite oder ein Bündel ausführbarer Dateien, eine oder mehrere nicht ausführbare Dateien, die von einer ausführbaren Datei oder einem ausführbaren Programm verwendet werden, oder eine Kombination davon implementiert werden. In einigen Fällen können, sofern nicht anders angegeben, eine oder mehrere der beschriebenen Routinen in einen oder mehreren EPROMs, EEPROMs, anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs) oder anderen Hardware- oder Firmwareelementen fest einprogrammiert sein.
  • Sofern nicht anders angegeben, kann jede Routine oder Anwendung verkörpert sein als: (i) ein eigenständiges Softwareprogramm, (ii) ein Modul oder Untermodul eines Softwareprogramms, (iii) eine Routine oder Unterroutine eines Softwareprogramms oder (iv) eine Ressource, die von einem Softwareprogramm über einen „Anruf“ aufgerufen wird oder auf die so zugegriffen wird, um das System zu veranlassen, die der Ressource zugeordnete Aufgabe oder Funktion zu implementieren. Der Anruf kann (i) ein „Funktionsanruf“, der aufgerufen wird, um die Ausführung einer Ressource (z. B. eines Satzes von Anweisungen) zu bewirken, die in einer Bibliothek gespeichert ist, auf die das Softwareprogramm zugreifen kann; (ii) ein „Systemanruf“, der aufgerufen wird, um die Ausführung einer Systemressource zu bewirken (z. B. häufig im privilegierten Kernelbereich ausgeführt und nur vom Betriebssystem ausführbar); (iii) ein „Fernanruf“, der aufgerufen wird, um eine logische oder physische Entität mit einem anderen Adressraum zum Ausführen einer Ressource zu veranlassen; oder (iv) eine Kombination davon sein. Beispielsweise kann eine Routine, die von einem Prozessor eines Geräts ausgeführt wird, einen „Fernanruf“ aufrufen, um die Ausführung einer Ressource auf (i) einem zweiten Gerät (z. B. einem Serverhost, einem Endbenutzergerät, einer Vernetzungskomponente, einem Peripheriegerät in Kommunikation mit dem Gerät oder einem anderen physischen Gerät); (ii) einer virtuellen Maschine auf demselben oder einem anderen Gerät; (iii) einem Prozessor (z. B. CPU oder GPU), der sich vom ursprünglichen Prozessor unterscheidet und der intern oder extern zu dem Gerät sein kann, das die Routine ausführt; oder (iv) einer Kombination davon zu bewirken.
  • Jede Routine kann durch Code dargestellt werden, der in einer beliebigen gewünschten Sprache implementiert ist, wie beispielsweise Quellcode (z. B. zur Ausführung interpretierbar oder in einen Code niedrigerer Ebene kompilierbar), Objektcode, Bytecode, Maschinencode, Mikrocode oder dergleichen. Der Code kann in einer geeigneten Programmier- oder Skriptsprache geschrieben sein (z. B. C, C++, Java, Actionscript, Objective-C, Javascript, CSS, Python, XML, Swift, Ruby, Elixir, Rust, Scala oder andere).
  • Benutzeroberfläche (UI). Im Allgemeinen bezieht sich eine Benutzeroberfläche auf die Komponenten eines Computersystems, über die ein Benutzer und das Computersystem interagieren. Die UI-Komponenten können Hardware, Software oder eine Kombination davon sein und können UI-Eingabekomponenten, UI-Ausgabekomponenten oder eine Kombination davon beinhalten.
  • Beispielhafte UI-Ausgabekomponenten beinhalten: (i) visuelle Ausgabekomponenten wie Lichter (z. B. LEDs) und elektronische Anzeigen (z. B. LCD, LED, CRT, Plasma, Projektionsanzeigen, Heads-up-Anzeigen usw.), (ii) Audioausgabekomponenten wie Lautsprecher und (iii) bewegungserzeugende Komponenten wie Motoren, die eine haptische Rückmeldung liefern.
  • Beispielhafte UI-Eingabekomponenten beinhalten: (i) mechanische oder elektrische Komponenten zum Erkennen von physischen Eingaben oder Berührungseingaben, wie z. B. Hardware-Aktuatoren (z. B. solche, die für eine Tastatur, eine Maus, „harte“ Tasten auf einem Tablet oder Telefon usw. verwendet werden), oder elektrische Sensoren (z. B. Widerstands- oder kapazitive Berührungssensoren); (ii) Audiosensoren (z. B. Mikrofone) zum Erkennen von Audioeingaben, wie beispielsweise Sprachbefehlen; (iii) Bildsensoren zum Erkennen von Bild- oder Videoeingaben, wie sie beispielsweise in einer Kamera zu finden sind (z. B. Aktivieren von Gesichtserkennungseingaben oder Gesteneingaben, ohne dass der Benutzer das Gerät berühren muss); und (iv) Bewegungssensoren (z. B. Beschleunigungsmesser, Gyroskope usw.) zum Erkennen der Bewegung des Computersystems selbst (z. B. Ermöglichen, dass ein Benutzer Eingaben durch Drehen oder anderweitiges Bewegen des Computersystems bereitstellt).
  • Einige Systeme bieten eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) über eine UI-Ausgabekomponente wie eine elektronische Anzeige. Im Allgemeinen wird eine GUI über eine Routine generiert und ermöglicht es einem Benutzer, mit Anzeigeelementen und anderen grafischen Elementen zu interagieren, die auf der elektronischen Anzeige angezeigt werden. Im Allgemeinen können die grafischen Elemente einer GUI GUI-Ausgabeelemente (d. h., die dem Benutzer irgendeine Art von Information übermitteln), GUI-Steuerelemente (d. h., die für den Benutzer „interagierbar“ sind, um die Ausführung einer Aktion durch das System zu bewirken); oder beides sein (z. B. kann ein Symbol ein Bild beinhalten, das einen Browser darstellt, und mit dem interagiert werden kann, um den Browser zu starten).
  • Beispiele für GUI-Steuerelemente beinhalten Schaltflächen (z. B. Optionsfelder, Kontrollkästchen usw.), Schieberegler, Listenfelder, Drehfeldelemente, Dropdown-Listen, Menüs, Menüleisten, Symbolleisten, interaktive Symbole, Textfelder, Fenster, die verschoben oder minimiert und maximiert werden können, usw.
  • Im Allgemeinen ist ein Fenster ein Bereich auf dem Bildschirm, in dem Informationen angezeigt werden, deren Inhalt unabhängig vom Rest des Bildschirms angezeigt wird. Im Allgemeinen ist ein Menü eine Liste von Auswahlmöglichkeiten, die ein Benutzer auswählen kann, um einen entsprechenden Befehl auszuführen (z. B. um das Menü zu erweitern und zusätzliche Auswahlmöglichkeiten anzuzeigen, um ein neues Fenster zu erstellen usw.). Im Allgemeinen ist ein Symbol ein kleines Bild, das ein Objekt wie eine Datei, eine Anwendung, eine Webseite oder einen Befehl darstellt. Ein Benutzer kann normalerweise mit einem Symbol interagieren (z. B. durch einfaches oder doppeltes Drücken oder Klicken), um einen Befehl auszuführen, ein Dokument zu öffnen oder eine Anwendung auszuführen.

Claims (21)

  1. Skid-Communicator-Instrument zur Kommunikation mit Skid-Steuerungen in Prozesssteuerungsumgebungen, wobei das Skid-Communicator-Instrument umfasst: eine Kommunikationsschnittstelle, die gemäß einem Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen konfiguriert ist; einen oder mehrere Prozessoren, die mit der Kommunikationsschnittstelle verbunden und konfiguriert sind zum: (i) Erkennen einer Verbindung zwischen der Kommunikationsschnittstelle und einer Skid-Steuerung für einen Skid in einer Prozesssteuerungsumgebung; (ii) Erkennen, dass der Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen keinen Kommunikationskanal zwischen dem Skid-Communicator-Instrument und der Skid-Steuerung über die drahtgebundene Verbindung ermöglicht; (iii) Durchführen einer Analyse mehrerer Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, um einen bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen zu identifizieren, die der Skid-Steuerung zugeordnet sind; und (iv) wenn der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen durch die Analyse identifiziert wird: (a) Konfigurieren der Kommunikationsschnittstelle automatisch gemäß dem bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, um den Kommunikationskanal über die Verbindung einzurichten; und (b) Steuern, Überwachen oder Konfigurieren des Betriebs des Skids durch Senden oder Empfangen von Skid-Daten über den Kommunikationskanal.
  2. Skid-Communicator-Instrument von Anspruch 1, wobei das Skid-Communicator-Instrument ferner eine Benutzeroberfläche beinhaltet, die mit dem einen oder den mehreren Prozessoren verbunden ist; wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner konfiguriert sind, um über die Benutzeroberfläche eine Anforderung zum Aktivieren des Kommunikationskanals zu erkennen; und wobei der eine oder die mehreren Prozessoren die Kommunikationsschnittstelle in Reaktion auf das Erkennen der Anforderung automatisch konfigurieren, und/oder wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner konfiguriert sind zum: Reagieren auf das Erkennen, dass der Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen den Kommunikationskanal nicht ermöglichen, durch Erzeugen einer Benachrichtigung, die auf der Benutzeroberfläche bereitgestellt wird und angibt, dass der Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen den Kommunikationskanal nicht ermöglicht; wobei die Benachrichtigung erzeugt und bereitgestellt wird, bevor der eine oder die mehreren Prozessoren die Anforderung zum Ermöglichen des Kommunikationskanals erkennen.
  3. Skid-Communicator-Instrument nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere nach Anspruch 1, wobei das Senden oder Empfangen der Skid-Daten über den Kommunikationskanal umfasst: Empfangen eines aus einem Skid-Parameter gelesenen Werts von der Skid-Steuerung; oder Senden eines Werts, der in einen Skid-Parameter geschrieben werden soll, an die Skid-Steuerung.
  4. Skid-Communicator-Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Skid-Daten eine Skid-Konfiguration umfassen, die eine oder mehrere Skid-Routinen und einen oder mehrere Skid-Parameter beinhaltet; und wobei das Senden oder Empfangen der Skid-Daten über den Kommunikationskanal umfasst: (i) Herunterladen der Skid-Konfiguration von der Skid-Steuerung; oder (ii) Hochladen der Skid-Konfiguration auf die Skid-Steuerung, und/oder wobei das Skid-Communicator-Instrument ferner eine Benutzeroberfläche beinhaltet, die mit dem einen oder den mehreren Prozessoren verbunden ist; und wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner konfiguriert sind zum: Anzeigen einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) zum Bearbeiten von Skid-Konfigurationen über die Benutzeroberfläche; Empfangen einer Anforderung zum Anpassen eines Werts der einen oder mehreren Routinen oder des einen oder der mehreren Parameter in der Skid-Konfiguration über die GUI; Aktualisieren der Skid-Konfiguration gemäß der Anforderung; und Hochladen der aktualisierten Skid-Konfiguration auf die Skid-Steuerung.
  5. Skid-Communicator-Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren konfiguriert sind, um die Analyse der mehreren Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen auszuführen, um den bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen zu identifizieren, durch: Identifizieren des bestimmten Satzes vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen aus den mehreren Sätzen vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen basierend auf dem bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, die mit einem Wert einer Skid-ID für die Skid-Steuerung korreliert sind, und/oder wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner konfiguriert sind, um den Wert der Skid-ID über die Kommunikationsschnittstelle zu erkennen, durch Senden einer Nachricht, die den Wert der Skid-ID anfordert, an die Skid-Steuerung; und Empfangen des Werts der Skid-ID von der Skid-Steuerung, und/oder wobei der eine oder die mehreren Prozessoren konfiguriert sind, um den Wert der Skid-ID über eine Benutzeroberfläche zu erkennen, die mit dem einen oder den mehreren Prozessoren verbunden ist, durch: Erkennen einer Benutzereingabe an der Benutzeroberfläche, die mit dem einen oder den mehreren Prozessoren verbunden ist, die den Wert der Skid-ID angibt.
  6. Skid-Communicator-Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere nach Anspruch 1, wobei der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen umfasst: eine Internet-Protocol-(IP-)Adresse; und eine Teilnetzmaske.
  7. Skid-Communicator-Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner konfiguriert sind zum: vor dem automatischen Konfigurieren der Kommunikationsschnittstelle gemäß dem Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen: Speichern des Satzes anfänglicher Netzwerkeinstellungen in einem Speicher; und nach dem Steuern, Überwachen oder Konfigurieren des Betriebs des Skids: (i) Empfangen einer Anforderung zum Wiederherstellen vorheriger Netzwerkeinstellungen für das Skid-Communicator-Instrument über eine mit dem einen oder den mehreren Prozessoren verbundene Benutzeroberfläche; und (ii) Konfigurieren der Kommunikationsschnittstelle automatisch gemäß dem Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen, die im Speicher gespeichert sind, in Reaktion auf das Empfangen der Anforderung zum Wiederherstellen.
  8. Skid-Communicator-Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere nach Anspruch 1, wobei der Skid ein erster Skid ist und die Skid-Steuerung eine erste Skid-Steuerung ist; wobei der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen ein erster Satz der mehreren Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen ist; und wobei die mehreren Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen ferner beinhalten: (i) einen zweiten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, die mit einer zweiten Skid-Steuerung für einen zweiten Skid korreliert sind; und (ii) einen dritten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, die mit einem Anlagennetzwerk in der Prozesssteuerungsumgebung korreliert sind.
  9. Skid-Communicator-Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner konfiguriert sind zum: wenn der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen nicht durch die Analyse identifiziert wird, Erzeugen des bestimmten Satzes vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen durch: (i) Anzeigen einer Aufforderung auf der Benutzeroberfläche, die einen Benutzer auffordert, Netzwerkeinstellungen für die Skid-Steuerung bereitzustellen; (iii) Empfangen eines Satzes von vom Benutzer bereitgestellten Netzwerkeinstellungen über die Benutzeroberfläche; und (iv) Speichern der vom Benutzer bereitgestellten Netzwerkeinstellungen im Speicher als den bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen.
  10. Skid-Communicator-Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner konfiguriert sind zum: wenn der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen nicht durch die Analyse identifiziert wird, Erzeugen des bestimmten Satzes vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen durch: (i) Senden einer Anforderung für einen Satz von Netzwerkeinstellungen, die einem Satz von Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist entsprechen, die von der Skid-Steuerung verwaltet werden, über die Kommunikationsschnittstelle an die Skid-Steuerung; (ii) Empfangen eines Satzes von vom Skid bereitgestellten Netzwerkeinstellungen über die Kommunikationsschnittstelle; und (iii) Speichern der vom Skid bereitgestellten Netzwerkeinstellungen im Speicher als den bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, und/oder wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner konfiguriert sind, um Informationen an die Skid-Steuerung zu senden, die es der Skid-Steuerung ermöglichen, das Skid-Communicator-Instrument zu identifizieren oder zu authentifizieren; und wobei die Skid-Steuerung konfiguriert ist, um die vom Skid bereitgestellten Netzwerkeinstellungen zu senden, nachdem das Skid-Communicator-Instrument basierend auf den Informationen identifiziert oder authentifiziert wurde.
  11. Verfahren zum schnellen Herstellen einer Verbindung zu Skid-Steuerungen und Herunterladen von Skid-Konfigurationen, wobei das Verfahren umfasst: Erkennen einer Verbindung zwischen dem Skid-Communicator-Instrument und einer Skid-Steuerung für einen Skid in einer Prozesssteuerungsumgebung durch ein Skid-Communicator-Instrument; Erkennen durch das Skid-Communicator-Instrument, dass ein Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen, gemäß denen das Skid-Communicator-Instrument konfiguriert ist, keinen Kommunikationskanal zwischen dem Skid-Communicator-Instrument und der Skid-Steuerung über die Verbindung ermöglicht; Analysieren mehrerer Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, um einen bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen zu identifizieren, die der Skid-Steuerung zugeordnet sind; und wenn der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen durch die Analyse identifiziert wird: (a) automatisches Konfigurieren des Skid-Communicator-Instruments durch das Skid-Communicator-Instrument gemäß dem bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, damit das Skid-Communicator-Instrument den Kommunikationskanal über die Verbindung einrichten kann; und (b) Steuern, Überwachen oder Konfigurieren des Betriebs des Skids durch Senden oder Empfangen von Skid-Daten über den Kommunikationskanal.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst: Erkennen einer Anforderung zum Ermöglichen des Kommunikationskanals durch das Skid-Communicator-Instrument; und wobei, wenn der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen identifiziert wird, die automatische Konfiguration in Reaktion darauf erfolgt, dass das Skid-Communicator-Instrument die Anforderung zum Ermöglichen des Kommunikationskanals erkennt, und/oder ferner umfassend: Antworten auf das Erkennen, dass der Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen den Kommunikationskanal nicht ermöglicht, durch: Erzeugen einer Benachrichtigung, die an einer Benutzeroberfläche des Skid-Communicator-Instruments bereitgestellt wird und anzeigt, dass der Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen den Kommunikationskanal nicht ermöglicht; wobei die erkannte Anforderung zum Ermöglichen des Kommunikationskanals über die Benutzeroberfläche in Reaktion auf die Aufforderung bereitgestellt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, insbesonders nach Anspruch 11, wobei das Senden oder Empfangen der Skid-Daten über den Kommunikationskanal umfasst: Empfangen eines aus einem Skid-Parameter gelesenen Werts von der Skid-Steuerung; oder Senden eines Werts, der in einen Skid-Parameter geschrieben werden soll, an die Skid-Steuerung.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, insbesondere nach Anspruch 11, wobei die Skid-Daten eine Skid-Konfiguration umfassen, die eine oder mehrere Skid-Routinen und einen oder mehrere Skid-Parameter beinhaltet; und wobei das Senden oder Empfangen der Skid-Daten über den Kommunikationskanal umfasst: (i) Herunterladen der Skid-Konfiguration von der Skid-Steuerung; (ii) Hochladen der Skid-Konfiguration auf die Skid-Steuerung, und/oder ferner umfassend: Anzeigen einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) zum Bearbeiten von Skid-Konfigurationen durch das Skid-Communicator-Instrument; Empfangen einer Anforderung zum Anpassen eines Werts der einen oder mehreren Routinen oder des einen oder der mehreren Parameter in der Skid-Konfiguration über das Skid-Communicator-Instrument; Aktualisieren der Skid-Konfiguration gemäß der Anforderung; und Hochladen der aktualisierten Skid-Konfiguration auf die Skid-Steuerung.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, insbesondere nach Anspruch 11, wobei das Analysieren der mehreren Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen zum Identifizieren des bestimmten Satzes vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen umfasst: Identifizieren des bestimmten Satzes vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen aus den mehreren Sätzen vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen basierend auf dem Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, die mit einem Wert einer Skid-ID für die Skid-Steuerung korreliert sind.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, insbesondere nach Anspruch 11, wobei der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen umfasst: eine Internet-Protocol-(IP-)Adresse; eine Teilnetzmaske; und eine Einstellung, die angibt, dass die IP-Adresse statisch ist.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, insbesondere nach Anspruch 11, das ferner umfasst: vor dem automatischen Konfigurieren der Kommunikationsschnittstelle gemäß dem Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen: Speichern des Satzes anfänglicher Netzwerkeinstellungen in einem Speicher; nach dem Steuern, Überwachen oder Konfigurieren des Betriebs des Skids: (i) Empfangen einer Anforderung zum Wiederherstellen vorheriger Netzwerkeinstellungen für das Skid-Communicator-Instrument über das Skid-Communicator-Instrument; und (ii) Konfigurieren des Skid-Communicator-Instruments automatisch gemäß dem Satz anfänglicher Netzwerkeinstellungen, die im Speicher gespeichert sind, in Reaktion auf das Empfangen der Anforderung zum Wiederherstellen.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, insbesondere nach Anspruch 11, wobei der Skid ein erster Skid ist und die Skid-Steuerung eine erste Skid-Steuerung ist; wobei der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen ein erster Satz der mehreren Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen ist; und wobei die mehreren Sätze vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen ferner beinhalten: (i) einen zweiten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, die mit einer zweiten Skid-Steuerung für einen zweiten Skid korreliert sind; und (ii) einen dritten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, die mit einem Anlagennetzwerk in der Prozesssteuerungsumgebung korreliert sind.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, insbesondere nach Anspruch 11, das ferner umfasst: wenn der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen nicht durch die Analyse identifiziert wird, Erzeugen des bestimmten Satzes vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen durch: (i) Anzeigen einer Aufforderung auf dem Skid-Communicator-Instrument, die einen Benutzer auffordert, Netzwerkeinstellungen für die Skid-Steuerung bereitzustellen; (iii) Empfangen eines Satzes von vom Benutzer bereitgestellten Netzwerkeinstellungen über das Skid-Communicator-Instrument; und (iv) Speichern der vom Benutzer bereitgestellten Netzwerkeinstellungen im Speicher als den bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, insbesondere nach Anspruch 11, das ferner umfasst: wenn der bestimmte Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen nicht durch die Analyse identifiziert wird, Erzeugen des bestimmten Satzes vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen durch: (i) Senden einer Anforderung für einen Satz von Netzwerkeinstellungen, die einem Satz von Netzwerkeinstellungen auf der Whitelist entsprechen, die von der Skid-Steuerung verwaltet werden, über die Kommunikationsschnittstelle an die Skid-Steuerung; (ii) Empfangen eines Satzes von vom Skid bereitgestellten Netzwerkeinstellungen über die Kommunikationsschnittstelle; und (iii) Speichern der vom Skid bereitgestellten Netzwerkeinstellungen im Speicher als den bestimmten Satz vorkonfigurierter Netzwerkeinstellungen, und/oder ferner umfassend: Senden von Informationen an die Skid-Steuerung, die es der Skid-Steuerung ermöglichen, das Skid-Communicator-Instrument zu identifizieren oder zu authentifizieren; und wobei die Skid-Steuerung konfiguriert ist, um die vom Skid bereitgestellten Netzwerkeinstellungen erst dann zu senden, nachdem das Skid-Communicator-Instrument basierend auf den Informationen identifiziert oder authentifiziert wurde.
  21. Computer-lesbares Speichermedium, welches Instruktionen enthält, die mindestens einen Prozessor dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20 zu implementieren, wenn die Instruktionen durch mindestens einen Prozessor ausgeführt werden.
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