DE102021210453A1 - CONTROL DEVICE, SYSTEM AND METHOD FOR CONFIGURING DEVICES OF A FIELDBUS NETWORK - Google Patents
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Abstract
Es sind ein Steuergerät (31; 32), ein System (1) und ein Verfahren zum Konfigurieren von Geräten (41; 42; 43) eines Feldbusnetzwerks (40) bereitgestellt. Das Steuergerät (31; 32) ist zum Antrieb mindestens einer Komponente (421; 431) einer Maschine in eine Bewegung ausgestaltet, wobei das Steuergerät (31; 32) aufweist eine erste Schnittstelle (310), die zur Kommunikation mit mindestens einem Feldbusgerät (41; 42; 43) gemäß dem ersten Kommunikationsprotokoll ausgestaltet ist, eine zweite Schnittstelle (312), die zur Kommunikation mit einem Gerätemanagementgerät (11) gemäß einem zweiten Kommunikationsprotokoll ausgestaltet ist, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheiden kann, und eine Speichereinrichtung (314) zur Speicherung der Konfigurationsdaten (81), und wobei das Steuergerät (31; 32) derart ausgestaltet ist, dass das Steuergerät (31; 32) dem Gerätemanagementgerät (11) steuerungsmäßig zumindest teilweise untergeordnet ist, wobei das Steuergerät (31; 32) ausgestaltet ist, bei der Inbetriebnahme des mindestens einen Feldbusgeräts (41; 42; 43) Konfigurationsdaten (81) aus dem jeweiligen Feldbusgerät (41; 42; 43) auszulesen und in ein von dem Gerätemanagementgerät (11) lesbares Format zu konvertieren, wobei die Konfigurationsdaten (81) Informationen über die Konfiguration des mindestens einen Feldbusgeräts (41; 42; 43) aufweisen, und wobei das Steuergerät (31; 32) ausgestaltet ist, unter Verwendung der in der Speichereinrichtung (314) gespeicherten Konfigurationsdaten (81) auszuwerten, ob und wenn ja wann ein von dem Gerätemanagementgerät (11) empfangener Befehl (S13_11) zur Änderung mindestens einer Konfiguration des mindestens eines Feldbusgeräts (41; 42; 43) ausgeführt werden darf, so dass das mindestens eine Feldbusgerät (41; 42; 43) keine Prüfung zum Ausführen des empfangenen Befehls (S13_11) vornehmen muss.A control device (31; 32), a system (1) and a method for configuring devices (41; 42; 43) of a fieldbus network (40) are provided. The control unit (31; 32) is designed to drive at least one component (421; 431) of a machine into motion, with the control unit (31; 32) having a first interface (310) which is used for communication with at least one fieldbus device (41 ; 42; 43) is designed according to the first communication protocol, a second interface (312) which is designed for communication with a device management device (11) according to a second communication protocol, which can differ from the first communication protocol, and a memory device (314) for storing the configuration data (81), and wherein the control device (31; 32) is designed in such a way that the control device (31; 32) is at least partially subordinate to the device management device (11) in terms of control, the control device (31; 32) being designed , upon commissioning of the at least one fieldbus device (41; 42; 43) configuration data (81) from the respective fieldbus device (41; 42; 43). read and converted into a format that can be read by the device management device (11), the configuration data (81) containing information about the configuration of the at least one fieldbus device (41; 42; 43), and wherein the control unit (31; 32) is designed to use the configuration data (81) stored in the storage device (314) to evaluate whether and if so when a command (S13_11) received from the device management device (11) for Changing at least one configuration of the at least one fieldbus device (41; 42; 43) may be executed, so that the at least one fieldbus device (41; 42; 43) does not have to carry out a check to execute the received command (S13_11).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät, ein System und ein Verfahren zum Konfigurieren von Geräten eines Feldbusnetzwerks. Das Feldbussystem kann insbesondere Geräte einer Maschine oder einer technischen Anlage zur Kommunikation miteinander verbinden.The present invention relates to a control device, a system and a method for configuring devices in a fieldbus network. In particular, the field bus system can connect devices of a machine or a technical installation to one another for communication.
Beim Betrieb von Maschinen und/oder technischen Anlagen wirkt in der Regel eine Vielzahl von Geräten zusammen, um eine technische Aufgabe zu lösen. Beispielsweise hat eine Maschine oder eine Anlage ein Steuergerät, welches als Reaktion auf eine vorbestimmte Eingabe an einem Bediengerät eine vorbestimmte Aufgabe ansteuert. Die Aufgabe kann insbesondere sein, eine Antriebseinrichtung anzusteuern, um eine Welle anzutreiben. Hierbei kann das Steuergerät die Ansteuerung abhängig von Daten vornehmen, die beispielsweise ein anderes Bediengerät oder ein Sensor liefert. Das von Bedienpersonal bedienbare Bediengerät kann insbesondere ein Schalter und/oder eine berührungsempfindliche Anzeigeeinrichtung und/oder ein Mikrofon sein oder aufweisen. Die Kommunikation zwischen dem Steuergerät, dem mindestens einen Bediengerät und dem Sensor kann dabei mit einem Feldbus realisiert werden.When operating machines and/or technical systems, a large number of devices usually work together in order to solve a technical task. For example, a machine or a system has a control unit which controls a predetermined task in response to a predetermined input on an operating device. In particular, the task can be to control a drive device in order to drive a shaft. In this case, the control unit can carry out the activation depending on data which, for example, is supplied by another operating device or a sensor. The operating device that can be operated by operating personnel can be or have a switch and/or a touch-sensitive display device and/or a microphone. The communication between the control device, the at least one operating device and the sensor can be implemented with a field bus.
Die Maschinen oder Anlage muss gegebenenfalls von Zeit zu Zeit umgerüstet werden, um beispielsweise ein anderes Produkt produzieren oder transportieren zu können. Gegebenenfalls ist zusätzlich oder alternativ Software zu aktualisieren, welche beim Betrieb der Maschine oder Anlage genutzt wird.The machine or system may have to be converted from time to time, for example to be able to produce or transport a different product. If necessary, software that is used during operation of the machine or system must be updated additionally or alternatively.
Problematisch ist, wenn die Umrüstung der Maschinen oder Anlage an den Feldbus angeschlossene Geräte betrifft, da eine zentrale Verwaltung von Feldbusgeräten, wie beispielsweise Antriebsreglern, Buskopplern, usw., derzeit nicht möglich ist. Daher sind die Feldbusgeräte jeweils am Gerät zu aktualisieren, falls beispielsweise eine neue Softwareversion für die Feldbusgeräte zu installieren ist. Eine derartige lokale Aktualisierung ist sehr aufwändig in Bezug auf Zeit und Kosten. Zudem ist ein zuverlässiges Archivieren und somit Management von installierten Softwarefunktionen, die auch Patch genannt werden, nicht oder nicht vollständig und/oder nicht fehlerfrei möglich. Dies ist besonders nachteilig, wenn Geräte wegen Umrüstung einer Anlage oder Maschine oder wegen einem Defekt oder Sonstigem ausgetauscht werden müssen. Dadurch kann auch die notwendige Sicherheit für den Betrieb einer Maschine oder einer technischen Anlage nicht immer gewährleistet werden.It is problematic if the conversion of the machine or system affects devices connected to the fieldbus, since central management of fieldbus devices, such as drive controllers, bus couplers, etc., is currently not possible. The fieldbus devices must therefore be updated on the device, for example if a new software version is to be installed for the fieldbus devices. Such a local update is very expensive in terms of time and costs. In addition, reliable archiving and thus management of installed software functions, which are also called patches, is not possible or not possible completely and/or not free of errors. This is particularly disadvantageous when devices have to be exchanged due to the conversion of a system or machine or due to a defect or something else. As a result, the necessary safety for the operation of a machine or a technical system cannot always be guaranteed.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass sicherzustellen ist, dass Änderungen von Komponenten der Maschine oder Anlage oder die Abfrage von Daten an der Maschine oder Anlage nicht von unauthorisierten Personen durchgeführt werden dürfen. Abfragen in Bezug auf die Authorisierung führen jedoch zu zusätzlichem Aufwand und mindern die übertragbare Datenrate zwischen den Feldbusgeräten. Die Minderung der Datenrate kann den Betrieb der Geräte stören, schlimmstenfalls sogar die Betriebssicherheit beeinträchtigen.A further problem is that it must be ensured that changes to components of the machine or system or the querying of data on the machine or system may not be carried out by unauthorized persons. However, requests for authorization lead to additional work and reduce the data rate that can be transmitted between the fieldbus devices. The reduction in the data rate can disrupt the operation of the devices, and in the worst case even impair operational reliability.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuergerät, ein System und ein Verfahren zum Konfigurieren von Geräten eines Feldbussystems bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere sollen ein Steuergerät, ein System und ein Verfahren zum Konfigurieren von Geräten eines Feldbussystems bereitgestellt werden, mit welchen die notwendige Sicherheit für den Betrieb einer Maschine oder einer technischen Anlage unaufwändig und kostengünstig verbessert werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide a control device, a system and a method for configuring devices of a fieldbus system, with which the aforementioned problems can be solved. In particular, a control device, a system and a method for configuring devices of a fieldbus system are to be provided, with which the necessary safety for the operation of a machine or a technical installation can be improved in a simple and cost-effective manner.
Die genannte Aufgabe wird durch ein Steuergerät nach Anspruch 1 gelöst. Das Steuergerät ist zum Antrieb mindestens einer Komponente einer Maschine in eine Bewegung ausgestaltet, wobei das Steuergerät aufweist eine erste Schnittstelle, die zur Kommunikation mit mindestens einem Feldbusgerät gemäß dem ersten Kommunikationsprotokoll ausgestaltet ist, eine zweite Schnittstelle, die zur Kommunikation mit einem Gerätemanagementgerät gemäß einem zweiten Kommunikationsprotokoll ausgestaltet ist, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheiden kann, und eine Speichereinrichtung zur Speicherung der Konfigurationsdaten, und wobei das Steuergerät derart ausgestaltet ist, dass das Steuergerät dem Gerätemanagementgerät steuerungsmäßig zumindest teilweise untergeordnet ist, wobei das Steuergerät ausgestaltet ist, bei der Inbetriebnahme des mindestens einen Feldbusgeräts Konfigurationsdaten aus dem jeweiligen Feldbusgerät auszulesen und in ein von dem Gerätemanagementgerät lesbares Format zu konvertieren, wobei die Konfigurationsdaten Informationen über die Konfiguration des mindestens einen Feldbusgeräts aufweisen, und wobei das Steuergerät ausgestaltet ist, insbesondere nach zumindest einem Teil der Inbetriebnahme des Systems, unter Verwendung der in der Speichereinrichtung gespeicherten Konfigurationsdaten auszuwerten, ob und wenn ja wann ein von dem Gerätemanagementgerät empfangener Befehl zur Änderung mindestens einer Konfiguration des mindestens eines Feldbusgeräts ausgeführt werden darf, so dass das mindestens eine Feldbusgerät keine Prüfung zum Ausführen des empfangenen Befehls vornehmen muss.The stated object is achieved by a control unit according to
Mit dem Steuergerät ist keine Vor-Ort-Präsenz an einem Feldbusgerät oder im lokalen Netzwerk notwendig, um alle Geräte des Feldbusses auf den technischen Stand, insbesondere denselben aktuellen Stand, zu bringen, damit die notwendige Sicherheit für den Betrieb einer Maschine oder einer technischen Anlage gewährleistet ist. Dies ist über eine Fernaktualisierung erzielbar, was auch Remote-Update genannt werden kann. Dabei übernimmt ein Steuergerät des Systems die Sicherheitsfunktionen. Eine Anfrage von außen, insbesondere dem Gerätemanagement oder einer Bedienperson an das Steuergerät ist hierfür nicht gefordert. Daher sind hierfür keine Absicherungen, wie beispielsweise Firewalls erforderlich.With the control unit, no on-site presence at a fieldbus device or in the local network is necessary to open all fieldbus devices to bring the technical status, in particular the current status, so that the necessary safety for the operation of a machine or a technical system is guaranteed. This can be achieved via a remote update, which can also be called a remote update. A control unit of the system takes over the safety functions. A request from outside, in particular the device management or an operator to the control device is not required for this. Therefore, no safeguards such as firewalls are required for this.
Infolgedessen ist ein zentrales Ausrollen von Softwareaktualisierungen, beispielsweise Firmwareaktualisierungen, auf die unterlagerten Geräte ohne grundlegende Sicherheitsfunktionalität auf der Feldbusebene möglich.As a result, software updates, for example firmware updates, can be rolled out centrally to the subordinate devices without basic security functionality at the fieldbus level.
Das Steuergerät ermöglicht damit sehr unaufwändig und sicher eine Serieninbetriebname der Feldbusgeräte. Dabei bietet das System, insbesondere dessen Steuergerät, eine automatische Inventarisierung der Feldbusgeräte und deren Softwarestände. Damit werden zum Beispiel gezielt Softwareaktualisierungen nur oder bei allen den Geräten durchgeführt, welche die Softwareaktualisierung(en) benötigen und/oder bei welchen die Softwareaktualisierung(en) zulässig sind. Je nach Ergebnis einer Integritätsprüfung bzw. Prüfung der Authorisierung einer Bedienperson können/kann die Inventarisierung der Feldbusgeräte und deren Softwarestände und/oder das Ausführen von Softwareaktualisierungen oder sonstiger Befehlen gezielt blockiert und damit unterbunden werden, um die Sicherheit einer technischen Anlage oder Maschine zu gewährleisten.The control unit thus enables series commissioning of the fieldbus devices in a very simple and reliable manner. The system, in particular its control unit, offers an automatic inventory of the fieldbus devices and their software versions. In this way, for example, software updates are carried out in a targeted manner only or for all devices that require the software update(s) and/or for which the software update(s) are permitted. Depending on the result of an integrity check or check of the authorization of an operator, the inventory of the fieldbus devices and their software versions and/or the execution of software updates or other commands can be specifically blocked and thus prevented in order to ensure the safety of a technical system or machine.
Zudem ermöglicht das Steuergerät, dass Abfragen in Bezug auf die Authorisierung nicht, oder nur zu sicherheitsunkritischen Zeiten, zu zusätzlichem Aufwand im Feldbusnetzwerk führen. Dadurch kann die übliche Kommunikation im Feldbus ohne Sicherheitsabfragen beibehalten werden. Als Folge davon wird die übertragbare Datenrate im Feldbus durch etwaige Sicherheitsfunktionen nicht herabgesetzt. Die ist besonders vorteilhaft, wenn eine Verarbeitung von Daten in Echtzeit verlangt ist. Damit kann auch bei anstehenden Aktualisierungen ein reibungsloser und somit sicherer Betrieb der Geräte und daher auch der zugehörigen Maschine oder Anlage gewährleistet werden.In addition, the control unit ensures that queries relating to the authorization do not lead to additional work in the fieldbus network, or only at times that are not critical to safety. As a result, the usual communication in the fieldbus can be maintained without security prompts. As a result, the data rate that can be transmitted in the fieldbus is not reduced by any safety functions. This is particularly advantageous when real-time processing of data is required. In this way, smooth and therefore safe operation of the devices and therefore also of the associated machine or system can be guaranteed even with pending updates.
Im Ergebnis ermöglicht das Steuergerät, dass der Feldbus beispielsweise ein echtzeitfähiges Kommunikationsnetzwerk ist und als solches betrieben werden kann. Hierbei ist Echtzeit im Sinne von beispielsweise der DIN ISO/IEC 2382 zu verstehen als der Betrieb eines Rechensystems, bei dem Programme bzw. Software zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebsbereit sind, derart, dass die Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind. Hierbei können die Daten je nach Anwendungsfall nach einer zeitlich zufälligen Verteilung oder zu vorherbestimmten Zeitpunkten anfallen.As a result, the control unit enables the fieldbus to be, for example, a real-time capable communication network and to be operated as such. Real-time in the sense of DIN ISO/IEC 2382, for example, is to be understood as the operation of a computing system in which programs or software for processing incoming data are constantly ready for operation, such that the processing results are available within a specified period of time. Depending on the application, the data can be generated randomly or at predetermined times.
Insgesamt reduziert das Steuergerät den Aufwand bei Softwareaktualisierungen der Maschine oder einer technischen Anlage, insbesondere deren Feldbusgeräte, erheblich, ohne die Sicherheit der Maschine oder einer technischen Anlage zu reduzieren.Overall, the control device significantly reduces the effort involved in updating the software of the machine or a technical system, in particular its fieldbus devices, without reducing the safety of the machine or a technical system.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Steuergeräts sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous further refinements of the control device are specified in the dependent claims.
Gemäß einer Ausgestaltung weist der Befehl einen Befehl zum Starten einer Aktualisierung von Software des mindestens einen Feldbusgeräts auf.According to one configuration, the command has a command for starting an update of software for the at least one fieldbus device.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung weist der Befehl einen Befehl zur Änderung eines Parameters auf, der bei Ausführen von Software des mindestens einen Feldbusgeräts zu verwenden ist.According to another embodiment, the command has a command for changing a parameter that is to be used when executing software of the at least one fieldbus device.
Das Steuergerät kann ausgestaltet sein zu prüfen, ob eine Bedieneinrichtung, die über das Gerätemanagementgerät einen Zugriff auf das Steuergerät anfragt, zur Herstellung einer Verbindung über die zweite Schnittstelle authorisiert ist oder nicht.The control device can be designed to check whether an operating device that requests access to the control device via the device management device is authorized to establish a connection via the second interface or not.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät ausgestaltet, bei der Auswertung, ob und wenn ja wann ein von dem Gerätemanagementgerät empfangener Befehl zur Änderung mindestens einer Konfiguration des mindestens eines Feldbusgeräts ausgeführt werden darf, einen über die zweiten Schnittstelle empfangen Zeitstempel zu verwenden.According to one exemplary embodiment, the control device is designed to use a time stamp received via the second interface when evaluating whether and if so when a command received from the device management device to change at least one configuration of the at least one fieldbus device may be executed.
Optional ist das Steuergerät ausgestaltet, Daten mit Informationen über eine Authorisierung des Gerätemanagementgeräts von dem Gerätemanagementgerät anzufordern und die angeforderten Daten in Bezug darauf auszuwerten, ob der von dem Gerätemanagementgerät empfangene Befehl zur Änderung mindestens einer Information der Konfiguration des mindestens einen Feldbusgeräts ausgeführt werden darf oder nicht.Optionally, the control device is designed to request data with information about an authorization of the device management device from the device management device and to evaluate the requested data in relation to whether the command received from the device management device to change at least one piece of information about the configuration of the at least one fieldbus device may be executed or not .
Das Steuergerät kann ausgestaltet sein, an das Gerätemanagementgerät von Zeit zu Zeit eine Anfrage zu senden, ob mindestens eine Information der Konfiguration des mindestens einen Feldbusgeräts zu ändern oder nicht, wobei das Steuergerät ausgestaltet ist, nach Empfang eines Befehls zur Änderung der mindestens einen Information der Konfiguration als Reaktion auf die Anfrage zu prüfen, ob und wenn ja wann der von dem Gerätemanagementgerät empfangene Befehl zur Änderung mindestens einer Konfiguration des mindestens eines Feldbusgeräts ausgeführt werden darf.The control unit can be configured to send an inquiry to the device management device from time to time as to whether or not to change at least one piece of information in the configuration of the at least one fieldbus device, the control unit being configured after receiving a command to change the at least one piece of information in the Configuration in response to the request to check whether and if so when the command received from the device management device to change at least one configuration of at least one fieldbus device may be executed.
Möglicherweise ist das Steuergerät ausgestaltet, die Änderung der mindestens einen Information der Konfiguration des mindestens einen Feldbusgeräts auszuführen, wenn sich das mindestens eine Feldbusgerät für eine vorbestimmte Zeit in einem Bereitschaftsbetriebszustand befindet.The control device may be designed to change the at least one piece of information in the configuration of the at least one fieldbus device when the at least one fieldbus device is in a standby operating state for a predetermined time.
Das Steuergerät kann ausgestaltet sein, die Konfigurationsdaten, die in das von dem Gerätemanagementgerät lesbare Format konvertiert sind, in der Speichereinrichtung zu speichern.The control device can be designed to store the configuration data, which are converted into the format that can be read by the device management device, in the memory device.
Das zuvor beschriebene Steuergerät kann Teil einer Maschine sein, wobei das Steuergerät mindestens eine Bewegungs- und/oder CNC-Steuerung und/oder SPS-Steuerung für das mindestens eine Feldbusgerät aufweist.The control unit described above can be part of a machine, with the control unit having at least one motion and/or CNC control and/or PLC control for the at least one fieldbus device.
Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein System nach Anspruch 11 gelöst. Das System hat mindestens zwei Feldbusgeräte, die zum Antrieb mindestens einer Komponente einer Maschine in eine Bewegung ausgestaltet sind, ein Steuergerät zum Steuern mindestens einer Funktion von mindestens einem der mindestens zwei Feldbusgeräte, wobei das Steuergerät (31; 32)den mindestens zwei Feldbusgeräten steuerungsmäßig übergeordnet ist, einen Feldbus, an welchen die mindestens zwei Feldbusgeräte und das Steuergerät angeschlossen sind, um über den Feldbus gemäß einem ersten Kommunikationsprotokoll miteinander zu kommunizieren, und ein Gerätemanagementgerät zur Überwachung der Funktion des Systems und zur Herstellung einer Verbindung mit dem Steuergerät für mindestens eine Bedieneinrichtung, falls die Bedieneinrichtung zum Zugriff auf das Steuergerät authorisiert ist, wobei das Steuergerät ausgestaltet ist, bei der Inbetriebnahme des Systems Konfigurationsdaten mit Informationen über die Konfiguration der mindestens zwei Feldbusgeräte aus den mindestens zwei Feldbusgeräten auszulesen und in ein von dem Gerätemanagementgerät lesbares Format zu konvertieren, wobei das Steuergerät aufweist eine erste Schnittstelle, die zur Kommunikation mit den mindestens zwei Feldbusgeräten gemäß dem ersten Kommunikationsprotokoll ausgestaltet ist, eine zweite Schnittstelle, die zur Kommunikation mit dem Gerätemanagementgerät gemäß einem zweiten Kommunikationsprotokoll ausgestaltet ist, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheiden kann, und eine Speichereinrichtung zur Speicherung der Konfigurationsdaten, und wobei das Steuergerät ausgestaltet ist, insbesondere nach zumindest einem Teil der Inbetriebnahme des Systems, unter Verwendung der in der Speichereinrichtung gespeicherten Daten auszuwerten, ob und wenn ja wann ein von dem Gerätemanagementgerät empfangener Befehl zur Änderung mindestens einer Konfiguration mindestens eines Feldbusgeräts der mindestens zwei Feldbusgeräte ausgeführt werden darf, so dass das mindestens eine Feldbusgerät keine Prüfung zum Ausführen des empfangenen Befehls vornehmen muss.The aforementioned object is also achieved by a system according to
Das System erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf das Steuergerät genannt sind. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Systems sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The system achieves the same advantages as previously mentioned in relation to the controller. Advantageous further configurations of the system are specified in the dependent claims.
Das Steuergerät des Systems kann ein Steuergerät sein, wie zuvor beschrieben.The controller of the system may be a controller as previously described.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Konfigurieren von Geräten eines Feldbusnetzwerks nach Anspruch 13 gelöst. Das Verfahren wird mit einem Steuergerät ausgeführt wird, das zum Steuern mindestens eines Feldbusgeräts ausgestaltet ist, das zum Antrieb mindestens einer Komponente einer Maschine in eine Bewegung ausgestaltet ist, wobei das Steuergerät eine erste Schnittstelle, die zur Kommunikation mit mindestens einem Feldbusgerät gemäß dem ersten Kommunikationsprotokoll ausgestaltet ist, eine zweite Schnittstelle, die zur Kommunikation mit einem Gerätemanagementgerät gemäß einem zweiten Kommunikationsprotokoll ausgestaltet ist, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheiden kann, und eine Speichereinrichtung zur Speicherung der Konfigurationsdaten aufweist, und wobei das Steuergerät derart ausgestaltet ist, dass das Steuergerät dem Gerätemanagementgerät steuerungsmäßig zumindest teilweise untergeordnet ist, und wobei das Verfahren die Schritte aufweist Auslesen, bei der Inbetriebnahme des mindestens einen Feldbusgeräts, von Konfigurationsdaten aus dem jeweiligen Feldbusgerät und Konvertieren der Konfigurationsdaten in ein von dem Gerätemanagementgerät lesbares Format, wobei die Konfigurationsdaten Informationen über die Konfiguration des mindestens einen Feldbusgeräts aufweisen, und Auswerten, unter Verwendung der in der Speichereinrichtung gespeicherten Konfigurationsdaten, ob und wenn ja wann ein von dem Gerätemanagementgerät empfangener Befehl zur Änderung mindestens einer Konfiguration des mindestens eines Feldbusgeräts ausgeführt werden darf, so dass das mindestens eine Feldbusgerät keine Prüfung zum Ausführen des empfangenen Befehls vornehmen muss.The object is also achieved by a method for configuring devices of a fieldbus network according to
Das Verfahren erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf das Steuergerät genannt sind.The method achieves the same advantages as previously mentioned in relation to the control unit.
Der Schritt des Auswertens kann insbesondere nach zumindest einem Teil der Inbetriebnahme des Systems ausgeführt werden.The evaluation step can be carried out in particular after at least part of the commissioning of the system.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich von Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with regard to exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild eines Systems mit einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; -
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Erfassen der Struktur von Geräten eines Feldbusses des Systems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; -
3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Aktualisieren von Geräten eines Feldbusses des Systems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; und -
4 ein Blockschaltbild eines Systems mit einer Vorrichtung gemäß gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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1 a block diagram of a system with a device according to a first embodiment; -
2 a flow chart for illustrating a method for detecting the structure of devices of a field bus of the system according to the first embodiment; -
3 a flowchart to illustrate a method for updating devices of a fieldbus of the system according to the first embodiment; and -
4 a block diagram of a system with a device according to a second embodiment.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols unless otherwise stated.
Das Kommunikationsnetzwerk 10 ist extern von dem Verwaltungsnetzwerk 20, dem Steuerungsnetzwerk 30 und dem Maschinengerätenetzwerk 40 angeordnet. Das Extern-Kommunikationsnetzwerk 10 verbindet mit mindestens einem Gerätemanagementgerät 11, 12, 13, 14. Das mindestens eine Gerätemanagementgerät 11 bis 14 ist beispielsweise ein Server, mit welchem die Verbindung 60 in das Steuerungsnetzwerk 30 aufgebaut werden kann. Möglicherweise ist das mindestens eine Gerätemanagementgerät 11 an einem externen Standort einer Firma angeordnet. Möglicherweise ist mindestens ein Gerät der Geräte 11 bis 14 eine Cloud, insbesondere eine extern angeordnete und verwaltete Speichereinrichtung. Ganz allgemein kann das Gerätemanagement, insbesondere mindestens einer der Geräte 11 oder Geräte 12 bis 14, in einer Cloud- oder Werksinfrastrukur gelagert sein. Insbesondere das Gerätemanagementgerät 11 dient zur Überwachung der Funktion des Systems 1. Das Gerät 11 hat mindestens eine Schnittstelle 111 und eine Speichereinrichtung 114. Die mindestens eine Schnittstelle 111 wird zur Herstellung mindestens einer der Verbindungen 50, 60 zwischen den Netzwerken 20, 30 verwendet. In der Speichereinrichtung 114 sind die Daten 81, 83, 85 und/oder eine Datenbank 115 speicherbar. Insbesondere sind die Konfigurationsdaten 81 in der Datenbank 115 speicherbar. Insbesondere sind die Daten 83, 85 in derselben Datenbank 115 speicherbar oder in mindestens einer anderen in der Speichereinrichtung 114 gespeicherten, jedoch nicht dargestellten Datenbank. Mindestens eines der Geräte 12 bis 14 kann zumindest teilweise identisch zu dem Gerät 11 ausgestaltet sein.The
Das Verwaltungsnetzwerk 20 kann auch Officenetzwerk genannt werden. Das Verwaltungsnetzwerk 20 kann das Intranet einer Firma oder einer Behörde sein. In dem Verwaltungsnetzwerk 20 ist mindestens ein netzwerkfähiges Bediengerät 21 bis 25 angeordnet, mit welchem eine Bedienperson 5, insbesondere ein Administrator, sich mit dem Netzwerk 10 verbinden kann. Dadurch kann sich die Bedienperson 5 auch mit zumindest dem Netzwerk 30, gegebenenfalls auch mit dem Netzwerk 40 verbinden. Die netzwerkfähigen Bediengeräte 21, 22 sind beispielsweise Geräte wie ein berührungsempfindlicher Bildschirm, ein per Sprache steuerbarer Bildschirm, ein mobiler Computer, insbesondere ein Laptop, ein Smartphone oder dergleichen. Die netzwerkfähigen Bediengeräte 23, 24, 25 sind beispielsweise Personalcomputer (PC) oder festinstallierte berührungsempfindliche Bildschirmgeräte, oder dergleichen.The
Bei dem Beispiel von
Das Steuerungsnetzwerk 30 hat mindestens ein Steuergerät 31, 32. Das Steuergerät 31 kann eine erste Schnittstelle 310, eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) 311, mindestens eine zweite Schnittstelle 312, eine Managementvorrichtung 313 und eine Speichereinrichtung 314 aufweisen. In der Speichereinrichtung 314 sind die Daten 81, 83, 85 speicherbar, insbesondere in mindestens einer Datenbank 315. Die mindestens eine zweite Schnittstelle 312 dient zum Anschluss an mindestens das Netzwerk 40 und/oder an ein anderes Steuergerät 31, 32 des Steuerungsnetzwerks 30. Ein Beispiel hierfür ist in
Das Maschinengerätenetzwerk 40 ist ein Feldbusnetzwerk und hat einen Feldbus 80, wie insbesondere Ethercat, Sercos, oder einen sonstigen Feldbus 80. Die Geräte 41, 42, 43 sind Geräte einer Maschine oder technischen Anlage. Die Geräte 41 bis 43 sind mit jeweils einer der Schnittstellen 410, 420, 430 über den Feldbus 80 miteinander verbunden, so dass Daten 81, 83 zwischen den Geräten 41 bis 43 über den Feldbus 80 übertragbar sind. Bei dem Beispiel von
Bei dem Feldbus 80 von
Im Ergebnis ist das Maschinengerätenetzwerk 40 dem Steuerungsnetzwerk 30 unterlagert. Somit kann nur von dem mindestens einen Steuergerät 31, 32 aus auf mindestens eines der Geräte 41 bis 43 des Maschinengerätenetzwerks 40 zugegriffen werden. Das Steuergerät 32 kann ein dem Steuergerät 31 übergeordnetes oder nebengeordnetes oder untergeordnetes Steuergerät sein. An das Steuergerät 32 kann ein anderes Feldbusnetzwerk 40 angeschlossen sein, auch wenn dies in
Bei dem Beispiel von
Bei dem Beispiel von
Ist das System 1 im Automatisierungsumfeld angeordnet, wie bei dem Beispiel von
Die Verbindungen 50, 60 werden im Betrieb des Systems 1 je nach Bedarf, insbesondere nur zeitweise, aufgebaut. Dies ist durch die gestrichelten Linien in
Nach dem Beginn des Verfahrens wird bei einem Schritt S1 eine Anfrage oder ein Befehl S1_1 an das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, gesendet, eine Katalogisierung oder Registrierung der am unterlagerten Feldbus 80 betriebenen Geräte zu starten und dann auszuführen. Diese Geräte sind bei dem Beispiel von
Bei dem Schritt S2 sendet das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, einen Befehl S2_1 mit Konfigurationsdaten 81 und/oder Authorisierungsdaten 85 an das Gerätemanagement, insbesondere für das Gerät 11. Das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, ist optional ausgestaltet, in einer Abfrage S2_1 an das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, die Authorisierungsdaten 85 abzufragen, um eine sichere Verbindung 60 mit dem Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, zu errichten. Hierfür fragt das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, die Authorisierungsdaten 85 ab, die Informationen zu der Authorisierung der Bedienperson 5 enthalten. In step S2, the
Derartige Informationen können einen Benutzernamen und/oder ein Passwort und/oder biometrische Daten und/oder eine IP-Adresse und/oder sonstige Informationen sein oder aufweisen, mit welchen die Zulässigkeit des Befehls S12_1 der Bedienperson 5 prüfbar ist. Ergibt die Prüfung der Daten 85 durch das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, dass die Bedienperson 5 eine authorisierte Bedienperson ist und somit der Zugriff auf den Feldbus 80 gewährt werden kann, wertet das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, den Befehl S2_1 der Bedienperson 5 als zulässig aus. Mit anderen Worten, das Steuergerät 31 führt eine Integritätsprüfung aus. Die Integritätsprüfung wird somit nicht vom Gerätemanagement ausgeführt, insbesondere dem Gerät 11.Such information can be or have a user name and/or a password and/or biometric data and/or an IP address and/or other information with which the admissibility of the command S12_1 of the
Die Konfigurationsdaten 81 in dem Befehl S2_1 enthalten Informationen über das Steuergerät 31 in einem für das Gerätemanagement, insbesondere für das Gerät 11, lesbaren Format. Die Informationen in den Daten 81 sind beispielsweise Konfigurationsinformationen des Steuergeräts 31, wie installierte Hardware, insbesondere Prozessorfabrikat, Prozessorleistung, Speicherkapazität, Anschlussoptionen, oder dergleichen, installierte Software und deren Versionen und/oder Softwarestände, Reserveplätze für Hardware, Typenschild, Informationen über die Anwenderapplikation und/oder Anwendersoftware, usw. Zudem können Informationen über das Gerät 41 in dem für das Gerätemanagement, insbesondere für das Gerät 11, lesbaren Format enthalten sein. Die Informationen sind beispielsweise Konfigurationsinformationen des Geräts 41, ähnlich wie bei dem Steuergerät 31. Die Informationen über das Gerät 41 hat das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, zuvor bei dem Gerät 41 beschafft, in das für das Gerätemanagement, insbesondere für das Gerät 11, lesbare Format konvertiert und in der Speichereinrichtung 314, insbesondere in der Datenbank 315, gespeichert.The
Das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, führt somit einen Schritt S3 aus. Hierbei werden die Konfigurationsdaten 81 in der Speichereinrichtung 114, insbesondere der Datenbank 115, gespeichert. Zudem sendet das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, einen Befehl S2_10, um eine Routine S21 auszuführen.The device management, in particular the
Bei der Routine S21 sendet das Steuergerät 31 und/oder das erste Gerät 41 eine Anfrage oder einen Befehl S2_11 an das zweite Gerät 42 des Feldbusses 80. Nach Empfang einer Antwort S4_1 mit Konfigurationsdaten 81 des Geräts 42, sendet das Steuergerät 31 eine Anfrage oder einen Befehl S2_2 an das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11. Das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, führt somit erneut den Schritt S3 aus, jedoch nun für das zweite Gerät 42 des Feldbusses 80, wie nachfolgend beschrieben. Ähnliches wird mit einem Befehl S2_12 des Steuergeräts 31 und/oder des ersten Geräts 41 an das dritte Gerät 43 des Feldbusses 80 ausgeführt. Nach Empfang einer Antwort S5_1 mit Konfigurationsdaten 81 des Geräts 43, sendet das Steuergerät 31 eine Anfrage oder einen Befehl S2_3 an das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 42. Das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, führt somit erneut den Schritt S3 aus, jedoch nun für das dritte Feldbusgerät 43, wie nachfolgend beschrieben.In routine S21,
Infolge der Anfrage oder dem Befehl S2_11 liest das Steuergerät 31 bei der Routine S21 Informationen über das zweite Gerät 42 bei dem zweiten Gerät 42 aus. In anderen Worten, das zweite Gerät 42 gibt an das Steuergerät 31 in der Antwort S4_1 Konfigurationsdaten 81 aus. Das Gerät 42 führt somit einen Schritt S4 aus. Zudem konvertiert das Steuergerät 31 bei der Routine S21 die in den Daten 81 enthalten Informationen über das zweite Gerät 42 in ein für das Gerätemanagement, insbesondere für das Gerät 11, lesbares Format. Die Informationen sind beispielsweise Konfigurationsinformationen des Geräts 42, wie installierte Hardware, insbesondere Prozessorfabrikat, Prozessorleistung, Speicherkapazität, Anschlussoptionen, oder dergleichen, installierte Software und deren Versionen und/oder Softwarestände, Reserveplätze für Hardware, Typenschild, Informationen über die Anwenderapplikation, usw. Das Steuergerät 31 speichert die bei dem Gerät 42 beschafften Informationen unverändert und/oder die Informationen, die in das für das Gerätemanagement, insbesondere für das Gerät 11, lesbare Format konvertiert sind, als Konfigurationsdaten 81 in der Speichereinrichtung 314, insbesondere in der Datenbank 315. Zudem sendet das Steuergerät 31 einen Befehl S2_2 mit den Daten 81 des Geräts 42 an das Gerät 11, wobei die Daten 81 die Informationen über das Gerät 42 in einem für das Gerätemanagement, insbesondere für das Gerät 11, lesbaren Format enthalten. Das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, führt somit erneut den Schritt S3 aus.As a result of the request or the command S2_11, the
Alternativ oder zusätzlich sendet das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, eine Anfrage oder einen Befehl S2_11 an das erste Gerät 41 des Feldbusses 80, so dass in der Antwort S4_1 Konfigurationsdaten 81 des ersten Geräts 41 enthalten sind. Dann können auch die Schritte S21, S2_2 für die Konfigurationsdaten 81 des Geräts 41 durchgeführt werden.Alternatively or additionally, the
Infolge der Anfrage oder dem Befehl S2_12 liest das Steuergerät 31 bei der Routine S21 Informationen über das dritte Gerät 43 bei dem dritten Gerät 43 aus. In anderen Worten, das dritte Gerät 43 gibt an das Steuergerät 31 in der Antwort S5_1 Konfigurationsdaten 81 aus. Das Gerät 43 führt somit einen Schritt S5 aus. Zudem konvertiert das Steuergerät 31 bei der Routine S21 die in den Daten 81 enthalten Informationen über das dritte Gerät 43 in ein für das Gerätemanagement, insbesondere für das Gerät 11, lesbares Format. Die Informationen sind beispielsweise Konfigurationsinformationen des Geräts 43, wie installierte Hardware, insbesondere Prozessorfabrikat, Prozessorleistung, Speicherkapazität, Anschlussoptionen, oder dergleichen, installierte Software und deren Versionen und/oder Softwarestände, Reserveplätze für Hardware, Typenschild, Informationen über die Anwenderapplikation usw. Das Steuergerät 31 speichert die bei dem Gerät 43 beschafften Informationen unverändert und/oder die Informationen, die in das für das Gerätemanagement, insbesondere für das Gerät 11, lesbare Format konvertiert sind, als Konfigurationsdaten 81 in der Speichereinrichtung 314, insbesondere in der Datenbank 315. Zudem sendet das Steuergerät 31 einen Befehl S2_3 mit den Daten 81 des Geräts 43 an das Gerät 11, wobei die Daten 81 die Informationen über das Gerät 43 in einem für das Gerätemanagement, insbesondere für das Gerät 11, lesbaren Format enthalten. Das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, führt somit erneut den Schritt S3 aus.As a result of the request or the command S2_12, the
Somit werden bei der Inbetriebnahme des Systems 1, insbesondere bei der Inbetriebnahme des Maschinengerätenetzwerks 40, vom Steuergerät 31 Informationen gesammelt und vom Steuergerät 31, insbesondere dessen Vorrichtung 313, in ein für das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, lesbares Format konvertiert und an das Gerätemanagement übertragen. Das Steuergerät 31 nimmt hierbei eine Gateway-Funktion ein und bildet somit stellvertretend das unsichere Feldbusgerät in Richtung Netzwerk 10, insbesondere zu einer Cloud-Infrastruktur, sicher ab.Thus, when the
Die Verbindung 60 zwischen dem Steuergerät 31 und dem Gerätemanagementdienst, insbesondere dem Gerät 11, ist initial einmalig durchzuführen und über geeignete Sicherheitsmechanismen abzusichern, wie zuvor beschrieben. Nicht abschließende Beispiele hierfür sind zuvor genannt. Somit wird verhindert, dass unbefugte Befehle, die auch Kommandos genannt werden können, oder Informationen an das Steuergerät 31 und dann an eines der Geräte 41 bis 43 gesendet werden können. Die unterlagerten Feldbusgeräte 41 bis 43 werden bei Zulässigkeit der Befehle oder Informationen automatisch über die Feldbuskonfigurationserkennung erkannt und im Gerätemanagementdienst, insbesondere dem Gerät 11, abgebildet, wie zuvor beschrieben. Die Feldbuskonfigurationserkennung kann auch Feldbusscan genannt werden.The
Nach dem Beginn des Verfahrens von
Bei dem Schritt S12 bereitet sich das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, vor, auf Anfrage oder Abfrage des Steuergeräts 31 (Befehl S13_1) einen Befehl S12_1 mit Konfigurationsdaten 81 an das Steuergerät 31 zu senden. Die Daten 81 können eine ausführbare Datei enthalten, mit welcher die mindestens eine Komponente 420, 421, 422, 423 des zweiten Geräts 42, insbesondere die Software des Buskopplers 420 oder sonstige Software oder Firmware des zweiten Geräts 42, aktualisieren kann. Zusätzlich oder alternativ können die Daten 81 mindestens einen Parameter aufweisen, mit welchem zumindest ein Parameter der mindestens einen Komponente 420, 421, 422, 423 des zweiten Geräts 42 für die Software des Buskopplers 420 und/oder für sonstige Software oder Firmware des zweiten Geräts 42 geändert werden können/kann. Das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, führt somit einen Schritt S12 aus, um die Konfigurationsdaten 81 für das Steuergerät 31 bereitzuhalten. Danach geht der Fluss zu einem Schritt S13 weiter.In step S12, the device management, in particular the
Bei dem Schritt S13 fragt das Steuergerät 31 die mit mindestens einer Information geänderten Konfigurationsdaten 81 bei dem Gerätemanagement bzw. dessen Speichereinrichtung 114, insbesondere der Datenbank 115, an, so dass die geänderten Konfigurationsdaten 81 von dort abgerufen und dann in der Speichereinrichtung 314, insbesondere der Datenbank 315, gespeichert werden. Hierfür ist das Steuergerät 31 ausgestaltet, eine Abfrage S13_1 an das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, zu senden, um eine sichere Verbindung 60 mit dem Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, zu errichten. Das Steuergerät 31 kann die Anfrage/Abfrage S13_1 von Zeit zu Zeit wiederholen, insbesondere zyklisch oder in Abhängigkeit von mindestens einem vorbestimmten Betriebszustand der Geräte 41 bis 43 am Feldbus 40. Ein derartiger Betriebszustand kann sein, Bereitschaftszustand eines Antriebsreglers (Gerät 41), Abschluss eines Fertigungszyklus, usw. Wurden die Konfigurationsdaten 81 in der Speichereinrichtung 114, insbesondere der Datenbank 115, geändert, so gibt das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, die Konfigurationsdaten 81 oder nur die geänderten Konfigurationsdaten 81, insbesondere Informationen zu mindestens einer Änderung, als Reaktion (Befehl 12_1) auf eine Anfrage/Abfrage S13_1 an das Steuergerät 31 aus. Somit ist eine sichere Verbindung für das Steuergerät 31 herstellbar und zwar ohne Anfrage von Seiten des Gerätemanagements, und damit von außen, an das Steuergerät 31. Dadurch ist beispielsweise kein Kanal in Firewalls für Zugriffe von außen und damit ein Öffnen von Firewalls nicht erforderlich. Optional fragt das Steuergerät 31 zusätzlich die Authorisierungsdaten 85 ab, die Informationen zu der Authorisierung der Bedienperson 5 enthalten, welche die Konfigurationsdaten 81 geändert hat. Derartige Informationen können einen Benutzernamen und/oder ein Passwort und/oder biometrische Daten und/oder eine IP-Adresse und/oder sonstige Informationen sein oder aufweisen, mit welchen die Zulässigkeit des Befehls S12_1 der Bedienperson 5 prüfbar ist. Ergibt die Prüfung der Daten 85 durch das Steuergerät 31, dass die Bedienperson 5 eine authorisierte Bedienperson ist und/oder dass eine Aktualisierung der mindestens einen Komponente 420 des zweiten Geräts 42 überhaupt zulässig ist, und somit der Zugriff auf den Feldbus 80 gewährt werden kann, wertet das Steuergerät 31 den Befehl S12_1 der Bedienperson 5 als zulässig. Zusätzlich oder alternativ prüft das Steuergerät 31, ob die Konfigurationsdaten 81 plausibel mit der bisherigen Konfiguration sind. Beispielsweise entscheidet das Steuergerät 31, dass eine Änderung von Parametern zur Änderung der Dimensionierungen der Maschinen- oder Antriebswelle 421 des zweiten Geräts 42 nicht zulässig ist, wenn die Welle 421 selbst nicht geändert, insbesondere ausgetauscht, wird. Das Steuergerät 31 kann somit eine Änderung der Parameter oder von bestimmten Befehlen (Kommandos) bei Bedarf blockieren. Gegebenenfalls kann für diese Prüfung zudem ein Erfassungsergebnis der Erfassungseinrichtung 422 ausgewertet werden. Infolgedessen prüft das Steuergerät 31 ob und wenn ja wann ein Befehl S13_10 an das zweite Gerät 42 gesendet werden darf, um eine Routine S131 auszuführen. Die Routine S131 ist alternativ oder zusätzlich insbesondere ausführbar, wenn das zweite Gerät 42 für eine vorbestimmte Zeit in eine Bereitschaftsbetriebsart geschaltet wurde oder werden kann, in der das zweite Gerät 42 für den Betrieb in dem Netzwerk 40 nicht benötigt wird. Optional ist auch mindestens ein anderes der Geräte 41, 43 für eine vorbestimmte Zeit in eine Bereitschaftsbetriebsart geschaltet. Dadurch wird der Betrieb in dem Netzwerk 40 nicht oder nur relativ geringfügig beeinträchtigt.In step S13,
Bei der Routine S131 sendet das Steuergerät 31 und/oder das erste Gerät 41 eine Anfrage oder einen Befehl S13_11 an das zweite Gerät 42 des Feldbusses 80. Infolgedessen führt das zweite Gerät 42 die Aktualisierung der mindestens einen Komponente 420, 421, 422, 423 des zweiten Geräts 42 aus. Zusätzlich oder alternativ kann der mindestens eine Parameter aktualisiert werden, wenn die Konfigurationsdaten 81 hierzu entsprechende Informationen enthalten, wie zuvor beschrieben. Das zweite Gerät 42 führt somit einen Schritt S14 aus und gibt eine Rückmeldung S14_1 an das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, und/oder das erste Gerät 41 zurück. Somit ist die Routine S131 beendet, so dass der Fluss mit dem Schritt S13 fortgesetzt werden kann.In routine S131,
Bei dem Schritt S13 sendet das Steuergerät 31 und/oder das erste Gerät 41 infolge der Rückmeldung S14_1 eine Rückmeldung S13_2 an das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, ob die angeforderte Aktualisierung der mindestens einen Komponente 420, 421, 422 des zweiten Geräts 42 erfolgreich ausgeführt wurde oder nicht. Zusätzlich oder alternativ kann die Rückmeldung S13_2 eine Information zu der Art eines etwaigen Fehlers bei der Aktualisierung der mindestens einen Komponente des zweiten Geräts 42 enthalten. Insbesondere kann die Art des Fehlers bei der Aktualisierung, sein, dass die Prüfung der Daten 85 ergeben hat, dass die Bedienperson 5 nicht authorisiert ist und/oder der Befehl S12_1 nicht zulässig ist oder Sonstiges. Danach geht der Fluss zu dem Schritt S12 zurück.In step S13, as a result of the feedback S14_1, the
Bei dem Schritt S12 sendet das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, infolge der Rückmeldung S13_1 eine Rückmeldung S12_2 an das Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, ob die angeforderte Aktualisierung der mindestens einen Komponente des zweiten Geräts 42 erfolgreich ausgeführt wurde oder nicht. Zusätzlich oder alternativ kann die Rückmeldung S12_2 eine Information zu der Art eines etwaigen Fehlers bei der Aktualisierung der mindestens einen Komponente des zweiten Geräts 42 enthalten. Danach ist das Verfahren beendet.In step S12, the device management, in particular the
Das Verfahren von
Basierend auf dem sicheren Übertragungskanal den das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, mit der Verbindung 60 zu dem Gerätemanagement, insbesondere das Gerät 11, aufbaut oder aufgebaut hat, ist es zusätzlich möglich, in den Konfigurationsdaten 81 Informationen und/oder Befehle an mindestens eines der Feldbusgeräte 41 bis 43 zu senden. Hierüber können zum Beispiel Softwareparameter oder Applikationsparameter angepasst werden, wie zuvor beschrieben. Zusätzlich oder alternativ können Aktionen wie mindestens eine Softwareaktualisierung (Update) zu vorgegebenen Zeitpunkten angestoßen werden. Das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, agiert in diesem Szenario jeweils als Gateway und übersetzt die Information(en) und/oder Befehl(e) in feldbusspezifische Dienste. Das Gateway kann hier die zusätzliche Sicherheitsmechanismen implementieren und so zum Beispiel eine Integritätsprüfung oder Authorisierungsprüfung vor der Ausführung einer Softwareaktualisierung (Update) oder Parameteraktualisierung durchführen.Based on the secure transmission channel that the
Die von dem Steuergerät 31, insbesondere der Vorrichtung 313, durchgeführten Verfahren oder Verfahrensschritte von
Die Geräte 41 bis 43 sind über einen zentralen Dienst verwaltbar, der beispielsweise mit dem Steuergerät 31, insbesondere mit der Vorrichtung 313, ausführbar ist.The
Das Steuergerät 32 kann auf dieselbe Weise ausgestaltet sein, wie zuvor für das Steuergerät 31 beschrieben.The
Hierbei kann den Konfigurationsdaten 81 und/oder den Nutzdaten 83 und/oder den Authorisierungsdaten 85 ein Zeitstempel 810 im Systemzeit-Format mitgegeben werden bzw. sein. Das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, kann prüfen, ob der Zeitstempel 810 der Konfigurationsdaten 81 und/oder der Nutzdaten 83 und/oder der Authorisierungsdaten 85 eine vorbestimmte Zeitdauer im Vergleich zu der derzeitigen Zeit überschreitet. Ist die vorbestimmte Zeitdauer überschritten, kann das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, bestimmen, dass das Aufrufen und Durchführen mindestens einer der Routinen S2_10, S13_10 nicht mehr zulässig ist. Andernfalls bestimmt das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, dass das Aufrufen und Durchführen mindestens einer der Routinen S2_10, S13_10 zulässig ist. Das Steuergerät 31, insbesondere die Vorrichtung 313, führt somit eine Plausibilitätsprüfung mit mindestens einem Filter aus.A
Ansonsten ist das System 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf die gleiche Weise ausgeführt, wie zuvor in Bezug auf das System 2 des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.Otherwise, the
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel sind mindestens zwei der Kommunikationsprotokolle in den Netzwerken 10, 20, 30, 40 und/oder bei den Verbindungen 50, 60, 70, 80 identisch. Insbesondere wird über die Verbindung 60 echtzeitfähiges Ethernet verwendet, insbesondere EtherCAT, EtherNet/IP, VARAN, PROFINET, usw. Mindestens eine der Verbindungen 50, 60, 70, 80 ist für beispielsweise Echtzeit-Audio/Video-Streams oder Echtzeit-Kontrollstreams einsetzbar.According to a third exemplary embodiment, at least two of the communication protocols in the
Ansonsten ist das System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf die gleiche Weise ausgeführt, wie zuvor in Bezug auf das System 1 des ersten Ausführungsbeispiels und/oder das System 2 des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben.Otherwise, the system according to the present embodiment is implemented in the same manner as previously described with respect to the
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Systems 1 und der damit ausgeführten Verfahren können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale und/oder Funktionen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Modifikationen beliebig kombiniert werden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.All previously described configurations of the
Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.The parts shown in the figures are shown diagrammatically and their precise configuration can deviate from the forms shown in the figures, as long as the functions described above are guaranteed.
Bei den Geräten 31, 32, 41 bis 43 müssen die Schnittstellen 312, 322, 410, 420, 430 nicht in die Geräte 31, 32, 41 bis 43 integriert sein. Zudem muss die Vorrichtung 313 nicht in das Steuergerät 31 integriert sein. Zumindest eine der Schnittstellen 312, 322, 410, 420, 430 und/oder die Vorrichtung 313 können/kann separat von dem zugehörigen Geräte 31, 32, 41 bis 43 vorgesehen sein.In the
Das Steuergerät 31 ist insbesondere für Anwendungen ausgestaltet, die mehrere Bewegungs- und/oder CNC-Steuerungen für mehrere Geräte 41 bis 43 aufweisen. Hierbei kann das Steuergerät 31 für eine steuerungsübergreifende Synchronisierung der Antriebseinrichtungen der Geräte 41 bis 43 ausgestaltet sein.The
Mindestens eines der Steuergeräte 31, 32 kann, zusätzlich oder alternativ zu mindestens einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) 311, 321, mindestens eine numerische Steuerung (NC) aufweisen.At least one of the
Das System 1 kann eine Industrieanlage sein, wie zuvor beschrieben. Das System 1 kann insbesondere ein Fahrzeug aufweisen.The
Die System 1 kann zusätzlich oder alternativ eine Bewegungslogiksteuerung für beispielsweise Transportsysteme oder zur Führung von Werkzeugen, usw. aufweisen.The
Claims (14)
Priority Applications (1)
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DE102021210453.3A DE102021210453A1 (en) | 2021-09-21 | 2021-09-21 | CONTROL DEVICE, SYSTEM AND METHOD FOR CONFIGURING DEVICES OF A FIELDBUS NETWORK |
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US20070156881A1 (en) | 2006-01-02 | 2007-07-05 | Seong Taeg Nou | Method for checking vehicle status in home telematics system |
US20180152341A1 (en) | 2015-09-14 | 2018-05-31 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Gateway device, firmware update method, and recording medium |
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Patent Citations (2)
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Replay attack. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 1 July 2021, 02:33 UTC. URL: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Replay_attack&oldid=1031337508 [abgerufen am 07.07.2022] |
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