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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle eines automatisierten IO-Gerätesystems zur Ausführung eines Produktionsprozesses.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, ein bestehendes IO-Gerätesystem mit neuen Geräten, typischerweise Sensoren oder Aktoren, zu ergänzen und diese entsprechend an den Feldbus des IO-Gerätesystems anzuschließen und zu konfigurieren bzw. umzukonfigurieren. Dazu werden Beschreibungsdateien (z.B. gsdml-Dateien) für das jeweilige Feldbus-Gerät zur Verfügung gestellt. Die Beschreibungsdatei kann in die Programmierumgebung eines PLC (programmable logic controller) geladen werden, damit der Benutzer die eigentliche Konfigurierung durchführen kann, die das Gerät schließlich im Zusammenhang mit dem IO-Gerätesystem zum Laufen bringt. Die Konfigurierung erfordert wiederum eine Reihe von Feldbus-Gerät-spezifischen Parametern, die der Benutzer aus der IO-Device-Description (IODD) herauslesen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, vor diesem Hintergrund ein Verfahren zur Kontrolle eines automatisierten IO-Gerätesystems bereitstellen zu können, das eine komfortablere und nicht fehleranfällige Geräte-Implementierung und Gerätekontrolle erlaubt.
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Die Aufgabe wird, ausgehend von Kontrollverfahren der eingangs genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Dementsprechend zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Parameter aus der IODD (IO-Device Description) einschließlich der Artikelnummer des Gerätes in die applikationsspezifische Beschreibungsdatei, typischerweise eine gsdml-Datei, übernommen werden.
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Bei dem IO- (Input-/Output-) Gerätesystem handelt es sich zum Beispiel um eine Anlage bzw. eine Maschine zur Ausführung eines Produktionsprozesses mit spezifischen Produktionsparametern. Zur Überwachung des Produktionsprozesses werden zum Beispiel Sensoren und andere Geräte verwendet. Die einzelnen Geräte sind über Netzwerk bzw. einen Bus miteinander verbunden. Oftmals sind die Geräte als Input-/Output-Link-Geräte in der Bus-Hierarchie auf eine Slave-Konfiguration eingestellt, während ein Teil des bestehenden IO-Systems den IOL-Master bildet, z. B. der IO-Controller, der über eine Kontrollsoftware verfügt. Denkbar ist zum Beispiel die Verwendung von Feldbus-Systemen, die über einen industriellen Ethernet-Standard wie Profinet verbunden werden, das TCP/IP- und IT-Standards verwendet.
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Für ein Feldgerät (IO-Device) wird eine Beschreibungsdatei (z.B. im gsdml-Format) grundsätzlich zur Verfügung gestellt, um diese lesbar, auswertbar und konfigurierbar zu machen. Verwendet wird erfindungsgemäß eine Beschreibungsdatei für ein Feldgerät, das hier an das Profinet-Netzwerk des Gerätesystems angeschlossen ist.
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Herkömmlicherweise wurde bislang nach dem Stand der Technik eine weitere Form der Beschreibungsdatei, die sogenannte IODD, die über weitere Parameter des Feldgerätes verfügt sowie ferner Angabe wie die Artikelnummer des Feldgerätes, die Software-/ Hardware-Version usw.
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Die IODD werden in einer Konfigurationsdatenbank zur Verfügung gestellt. Gemäß der Erfindung kann die Implementierung eines Feldgerätes zunächst dadurch vereinfacht werden, dass das Auffinden der zu einem Feldgerät gehörenden IODD entfällt.
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Erfindungsgemäß wird zunächst eine Konfigurationssoftware, insbesondere eine, MES-Software (Manufactoring Execution Software), ein Engineering-Tool (z.B. das sog. „TIA-Portal“ (Totally Integrated Automation) der Fa. Siemens) ausgeführt, die über das Netzwerk nach weiteren Feldgeräten scannt, die mit dem Feldbus verbunden sind und erkennt diese. Die Konfigurationssoftware greift auch auf die Konfigurationsdatenbank zu und sucht die für das erkannte Feldgerät passende IODD heraus. Die Konfigurationsdatenbank kann als interne Datenbank des Support-Tools ausgebildet sein und/oder das Support-Tool greift auf eine externe Konfigurationsdatenbank zu. Denkbar ist auch, dass das Support-Tool über eine interne Konfigurationsdatenbank verfügt und ergänzend für spezielle IODD bei speziellen Anwendungen auf eine externe Konfigurationsdatenbank zugreift.
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Die Erfindung zeichnet sich nun dadurch aus, dass eine applikationsspezifische Beschreibungsdatei erzeugt wird, in die nun zusätzlich die Parameter eingefügt werden, welche in der zum aktuell zu konfigurierenden, meist neu an das Netzwerk angeschlossenen Feldgerät passenden IODD gespeichert sind. Die applikationsspezifische Beschreibungsdatei kann typischerweise im gsdml-Formal vorliegen bzw. erzeugt werden.
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Zu diesem Zweck greift die Konfigurationssoftware auf ein Support-Tool, insbesondere PCT-Tool (z.B. auf einem LR-Device), zurück, das die applikationsspezifische Beschreibungsdatei erzeugt, in dem diese Beschreibungsdatei für das Feldgerät durch die Parameter der IODD aus der Konfigurationsdatenbank ergänzt wird.
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Zunächst kann je nach Ausführungsbeispiel eine eindeutige Zuordnung einer IODD zu einem Feldgerät über eine Identifikationsnummer wie die Artikelnummer erfolgen. Die Zuordnung der IODD aus der Konfigurationsdatenbank zum passenden, erkannten Feldgerät kann auch unter Berücksichtigung von Produktionsparametern, insbesondere kritischen Produktionsparametern, des jeweiligen Produktionsprozesses erfolgen.
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Das Support-Tool greift dabei über das Gateway, das den Zugang zum Netzwerk bzw. Feldbus ermöglicht, auf die angeschlossenen Feldgeräte zu. Gleichzeitig ist es zum Auffinden der IODD mit der Konfigurationsdatenbank verbunden, z.B. über eine Ethernet-Verbindung. Die Konfigurationsdatenbank kann in Form einer externen Datenbank vorliegen (External description files data base), auf die z.B. über das Internet zugegriffen werden muss. Die Konfigurationsdatenbank kann z.B. in einer Cloud hinterlegt sein.
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Zur Ausführung des Kontrollvorgangs wird dann die erzeugte applikationsspezifische Beschreibungsdatei an den IO-Controller und/oder die Kontrollsoftware geladen. Die applikationsspezifische Beschreibungsdatei wird dazu vom Support-Tool an die Konfigurationssoftware (z.B. das Engineering-Tool) übertragen, sodass der IO-Controller bzw. die Kontrollsoftware die Konfiguration über die Konfigurationssoftware (z.B. das Engineering-Tool) lädt.
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In vorteilhafter Weise wird dadurch die Konfiguration eines neu angeschlossenen oder neu zu konfigurierenden Feldgerätes wesentlich komfortabler und zuverlässiger gestaltet, zumal:
- - nicht über Fremdtools konfiguriert werden muss,
- - sondern vielmehr mit der vorhandenen Konfigurationssoftware (z.B. dem Engineering-Tool) die gesamte Geräte-Implementierung erfolgen kann,
- - keine Zeit mehr in das Auffinden der richtigen IODD gesteckt werden muss,
- - nicht mehr die Gefahr besteht, dass die falsche IODD, die nicht zum Feldgerät passt, beim manuellen Heraussuchen verwendet wird, und
- - die Konfiguration und Implementierung eines Feldgerätes somit insgesamt wesentlich komfortabler erfolgen kann.
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Mit der Konfigurationssoftware (Engineering-Tool) kann je nach Ausführungsform besonders einfach und schnell eine graphische Programmierung durchgeführt werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann z.B. ein neu angeschlossenes Feldgerät, z.B. ein weiterer Sensor oder Aktor, einer Gruppe von bereits vorhandenen Sensoren oder Aktoren, die zur Ausführung einer bestimmten Applikation (z.B. die Überwachung des Füllzustandes bzw. der Befüllung eines Tanks) gehören, zugeordnet werden. Die IODD und die darin gespeicherten Parameter richten sich dann auch nach dieser Applikation, sodass die IODD vorteilhafterweise an den Produktionsprozess angepasst ist.
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Insbesondere kann der IO-Controller bzw. die Kontrollsoftware als Teil einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS bzw. PLC - programmable logic controller) zur Kontrolle, d.h. zur Steuerung und/oder Regelung des Produktionsprozesses, ausgebildet sein, da diese eine flexiblere Handhabung und Konfigurierung, gerade beim Austausch oder beim Hinzufügen von Feldgeräten ermöglicht, etwa im Unterschied zu einer verbindungsprogrammierten Steuerung.
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Gerade dann, wenn eine Applikation eines Produktionsprozesses mehrere IO-Link-Master-Gateways und entsprechend mehreren Feldgeräten, z.B. Sensoren oder Aktoren, umfasst, können diese applikationsspezifisch zusammengefasst werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die applikationsspezifischen Beschreibungsdateien (z.B. gsdml-Dateien) an diese Anwendung und somit an den Produktionsprozess angepasst. Es müssen gegebenenfalls nicht nur Parameter aus der IODD ergänzt werden, sondern es werden auch Parameter an den Produktionsprozess je nach Feldgerät angepasst oder es wird eine für den Produktionsprozess spezifische IODD zugeordnet und verwendet. Hierzu kann zwischen die Konfigurationssoftware (Engineering-Tool) und das Support-Tool eine Verarbeitung über ein weiteres Konfigurations- und Optimierungstool geschaltet sein, z.B. über einen Dateienexport in ein AML-Format und eine Verarbeitung mittels einer Software, wie sie unter dem Handelsnamen „EPLAN“ vertrieben wird. Dateien im AML-Format können an die Konfigurationssoftware, insbesondere auch ohne weitere Änderungen, übertragen werden.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann die bereits geänderte bzw. angepasste applikationsspezifische Beschreibungsdatei an das Konfigurations- und Optimierungstool übertragen werden. Eine Konvertierung vom XML-Format zu AML-Format ist hierbei möglich. Bei einer solchen Weiterbildung kann die Konfigurationssoftware auch die Zwischenschaltung eines weiteren Konfigurations- und Optimierungstool, wie hier die oben beschriebene Einbindung von einer Software wie „EPLAN“ umfassen. In vorteilhafter Weise kann somit die gesamte Applikation der SPS und den IO-Link-Master-Gateways ohne weiteren Eingriff übergeben werden.
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Das Support-Tool kann bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung zur Konfigurationsfunktion ein Konfigurationsmodell aufweisen, um auf das Feldgerät zuzugreifen und es zu konfigurieren. Ferner kann das Support-Tool einen Datenpuffer als Zwischenspeicher bei der Kommunikation mit dem IO-Feldgerät und/oder als Zwischenspeicher von Parametern für die Erzeugung der applikationsspezifischen Beschreibungsdatei verwenden. Bei diesen Varianten der Erfindung bildet das Support-Tool eine eigenständige, computerimplementierte Form eines Werkzeugs, mit dem die eine Beschreibungsdatei, die applikationsspezifisch durch das Support-Tool eingesetzt werden soll, erzeugt wird.
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Der Begriff des Parameters kann in diesem Zusammenhang sowohl feldgeräteigene Parameter als auch Produktionsparameter umfassen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann bei der Erzeugung der applikationsspezifischen Beschreibungsdatei mittels der in das Support-Tool integrierten Erzeugungsfunktion folgenden Aufbau besitzen:
- Das Support-Tool greift auf seinen Datenpuffer zu und entnimmt diesem die Parameter, die von dem entsprechenden Feldgerät ausgelesen wurden. Mit diesen Daten sucht das Support-Tool in der internen oder der externen Datenbank die IODD des entsprechenden Feldgerätes, indem zum Beispiel die Artikelnummer des Feldgerätes, die am Feldgerät vom Support-Tool ausgelesen und im Datenpuffer zwischengespeichert wurde, verwendet wird und damit die passende IODD in der internen oder externen Konfigurationsdatenbank gesucht wird.
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Eine bereits vorhandene Beschreibungsdatei (z.B. gsdml-Datei) des Feldgerätes kann sodann mit den Parametern des Zwischenspeichers und/oder der IODD ergänzt werden, und zwar nach folgender Struktur für das Template der applikationsspezifischen Beschreibungsdatei:
- - Header:
- Für den Header werden Daten bzw. Parameter aus dem Zwischenspeicher und/oder der internen bzw. externen Konfigurationsdatenbank benötigt.
- - Parameter-Abschnitt:
- Auch hierfür werden Daten bzw. Parameter aus dem Zwischenspeicher und/oder der internen bzw. externen Konfigurationsdatenbank benötigt.
- - Angabe weiterer optionaler Komponenten
- - Sonstige Abschnitte mit Angaben oder Definitionen: z.B. die Festlegung von Konstanten.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert. Im Einzelnen zeigt:
- 1: eine schematische Darstellung des Kontrollverfahrens gem. der Erfindung.
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1 zeigt einzelne Feldgeräte 1, die über ein Gateway 2 im Rahmen des IO-Gerätesystems kommunizieren, insbesondere mit dem IO-Controller 3, hier einer speicherprogrammierbaren Steuerung, die ebenfalls über das Gateway 2 kommuniziert. Bei der Kommunikation werden Daten ausgetauscht.
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Zur Konfiguration wird über das Gateway 2 in der Regel Parameter P (z.B. Artikelnummer, produktionsspezifische Daten, Feldgerät-spezifische Angaben) zwischen den Feldgeräten 1 und dem Controller 3 ausgetauscht.
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Zur Konfiguration, etwa eines neu hinzugeschalteten Feldgerätes 1, wird eine Konfigurationssoftware, hier ein Engineering-Tool 4 eingesetzt. Die mit diesem Engineering-Tool 4 erzeugte Konfiguration kann vom IO-Controller 3 geladen und verwendet werden. Die Konfigurationssoftware 4 bedient sich nun gemäß der Erfindung des Support-Tools 5, welches über eine Konfigurationsfunkton 6, einen Datenpuffer 7 zum Zwischenspeichern der Feldgerät-spezifischen bzw. produktionsprozessspezifischen Parameter und gegebenenfalls weitere Funktionen 8 verfügt.
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Über das Gateway 2 kann der IO-Controller 3 ein neues Feldgerät 1 erkennen. Auch das von der Konfigurationssoftware 4 verwendete Support-Tool 5 greift über das Gateway 2 auf die Feldgeräte 1 zu. Vom Feldgerät 1, das zu konfigurieren bzw. einzubinden ist, werden Parameter P an das Support-Tool 5 übertragen.
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Das Support-Tool 5 ordnet dem Feldgerät 1 eine IODD zu und greift zu diesem Zweck auf eine interne Konfigurationsdatenbank 9 oder optional auf eine externe Konfigurationsdatenbank 10 über eine Ethernet-Verbindung 11 zu. Das Support-Tool 5 verfügt ferner über eine Erzeugungsfunktion 12, um die Feldgerät-spezifische Beschreibungsdatei, die gsdml-Datei durch die Parameter P der IODD zu ergänzen und daraus eine applikationsspezifische Beschreibungsdatei zu erzeugen, die der Konfigurationssoftware 4 zur Verfügung steht. Das gesamte Konfigurationspaket kann sodann an den Controller 3 übergeben werden.
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Die Konfigurationssoftware 4 kann aber auch ein zwischengeschaltetes Konfigurations- und Optimierungstool 13 zur Verfügung stellen. Die Beschreibungsdatei wird vom Support-Tool 5 nach ihrer Generierung vom XML-Format ins AML-Format übertragen und vom Konfigurations- und Optimierungstool 13 geladen. Die Beschreibungsdatei kann, auch im AML-Format über das Engineering-Tool 4 schließlich an den Controller 3 übergeben werden.
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Das neu angeschlossene Feldgerät 1 ist komfortabel, ohne größeren Zeitaufwand und ohne erhöhte Fehleranfälligkeit durch die erfindungsgemäße Automatisierung in das IO-Gerätesystem eingebunden. Dabei ist allen Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung gemeinsam, dass die Parameter aus der IODD, insbesondere einschließlich der Artikelnummer des Gerätes, in die applikationsspezifische Beschreibungsdatei, typischerweise eine gsdml-Datei, übernommen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Feldgerät
- 2
- Gateway
- 3
- Controller / speicherprogrammierbare Steuerung
- 4
- Konfigurationssoftware / Engineering-Tool
- 5
- Support-Tool
- 6
- Konfigurationsfunktion
- 7
- Datenpuffer als Zwischenspeicher
- 8
- optionale Funktionen
- 9
- interne Konfigurationsdatenbank
- 10
- externe Konfigurationsdatenbank
- 11
- Ethernet-Verbindung
- 12
- Erzeugungsfunktion
- 13
- Konfigurations- und Optimierungstool
- P
- Parameter
