DE112022001753T5

DE112022001753T5 - Inbetriebnahme von Vorrichtungen für Prozessautomatisierungssysteme unter Verwendung von tragbaren Einrichtungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE112022001753T5
Application number: DE112022001753.8T
Authority: DE
Inventors: Joseph Malm; David Emerson; Andrew Keller; Patrick CLAY; Hidenori SAWAHARA; Vien Nguyen
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2022-03-24
Publication date: 2024-02-29
Also published as: CN117044177A; WO2022201099A1; US20220308555A1; JP2024513674A; US12013684B2; US20240302819A1

Abstract

Hierin werden Implementierungen zur Inbetriebnahme einer Vorrichtung, wie eines verteilten Steuerknotens (DCN), für den Betrieb auf einem Prozessautomatisierungsnetzwerk (PAS) unter Verwendung einer tragbaren Einrichtungsvorrichtung (PSD) und eines bandexternen Kommunikationskanals beschrieben. In verschiedenen Implementierungen können statische Informationen, die von einem passiven Datenspeicher des DCN übermittelt werden, verwendet werden, um einen bandexternen Kommunikationskanal zwischen dem DCN und der PSD aufzubauen. Der bandexterne Kommunikationskanal kann getrennt von einem Prozessautomatisierungsnetzwerks liegen, über das der DCN mit anderen Prozessautomatisierungsknoten des PAS kommunikativ gekoppelt werden soll. Der DCN kann für das Prozessautomatisierungssystem durch Austausch von Betriebstechnologie-(OT-)Daten zwischen dem DCN und der PSD über den bandexternen Kommunikationskanal in Betrieb genommen werden, um es dem DCN zu ermöglichen, mit einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk zusammenzuarbeiten, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.

Description

Hintergrund
Ein Prozessautomatisierungssystem kann eines oder mehrere Prozessautomatisierungsnetzwerke beinhalten. Ein Prozessautomatisierungsnetzwerk kann der primäre Kommunikationskanal/die primären Kommunikationskanäle sein, über den/die Vorrichtungen wie verteilte Steuerknoten (DCNs) mit anderen Knoten des Prozessautomatisierungssystems wie anderen DCNs, Sensoren, Aktoren usw. kommunizieren. Prozessautomatisierungsnetzwerke werden üblicherweise mithilfe von Kommunikationstechnologien implementiert, die zuverlässig und schnell sind und erhebliche Bandbreite aufweisen, wie beispielsweise Ethernet.
Kurzdarstellung
Bei einigen Prozessautomatisierungssystemen kann das Prozessautomatisierungsnetzwerk selbst verwendet werden, Vorrichtungen wie DCNs in Betrieb zu nehmen, um als Teil des Prozessautomatisierungssystems betrieben zu werden. Dies bereitet jedoch Schwierigkeiten, wenn eine hinzuzufügende Vorrichtung, wie ein DCN, nicht mit Parametern konfiguriert wurde, die notwendig sind, um dem Prozessautomatisierungsnetzwerk beizutreten, Daten über es zu empfangen und/oder zu übertragen. Dieses Problem wird manchmal dadurch gelöst, dass das hinzuzufügende Gerät mit einer bekannten, statischen Netzwerkkonfiguration vorkonfiguriert wird. Dies kann jedoch erfordern, dass ein fachkundiger Systemintegrator ein separates Teilnetz passend zur statischen Netzwerkkonfiguration der Vorrichtung einrichtet, bevor die Vorrichtung auf die bevorzugte Netzwerkkonfiguration des Prozessautomatisierungsnetzwerks eingestellt wird. Zusätzlich wird eine Vorrichtungskonfiguration, Anwendungsbereitstellung oder Anwendungsaktualisierung als manueller Prozess durch einen Systemintegrator durchgeführt, was neben anderen negativen Ergebnissen zu Fehlern, Irrtümern, übermäßiger Inanspruchnahme von Ressourcen führen kann.
Hierin werden Implementierungen zur Inbetriebnahme einer Vorrichtung, wie eines DCN, für den Betrieb auf einem Prozessautomatisierungsnetzwerk unter Verwendung einer tragbaren Einrichtungsvorrichtung (Portable Setup Device, PSD) und eines bandexternen Kommunikationskanals beschrieben. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, werden hierin Techniken zum Aufbauen des bandexternen Kommunikationskanal zwischen dem DCN und der PSD beschrieben, sodass die PSD Konfigurationsdaten erhalten, bereitstellen und/oder an den DCN weiterleiten kann. Diese PSD kann beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Tablet-Computer, ein Laptop-Computer, eine Smartwatch oder ein beliebiges anderes Mobilgerät sein, das in relativ enger Nähe zu dem DCN gebracht werden kann, der in Betrieb genommen wird.
Der bandexterne Kommunikationskanal kann außerhalb des Prozessautomatisierungsnetzwerks, das von Vorrichtungen wie DCNs zur Kommunikation miteinander verwendet wird, liegen und sich daher von diesen unterscheiden. In einigen Implementierungen kann der bandexterne Kommunikationskanal beispielsweise unter Verwendung einer Peer-to-Peer-(P2P-)Kommunikationstechnologie implementiert werden, wie Wi-Fi direct, Zwei-Wege-Nahfeldkommunikation (NFC), Bluetooth usw. (obgleich es nicht erforderlich ist, dass die bandexterne Kommunikation in allen Fällen P2P ist). Durch Nutzung eines solchen bandexternen Kommunikationskanals kann mehr der Vorrichtungskonfiguration ohne manuellen Eingriff oder Aufwand durchgeführt werden. Darüber hinaus ist das Prozessautomatisierungsnetzwerk selbst nicht mit Daten, die bei der Inbetriebnahme von Vorrichtungen wie DCNs ausgetauscht werden, belastet oder diesen ausgesetzt. Somit reduzieren die hierin beschriebenen Techniken Fehler, verringern Zeit, Aufwand und Fachkenntnisse, die erforderlich sind, um Vorrichtungen wie DCNs einzubinden und/oder zu ersetzen, und können erhöhte Sicherheit für das Prozessautomatisierungsnetzwerk bereitstellen.
In verschiedenen Implementierungen kann eine in Betrieb zu nehmende Vorrichtung, wie ein DCN, mit einem „passiven Datenspeicher“ ausgestattet sein, der statische Informationen beinhaltet, die zum Aufbauen des bandexternen Kommunikationskanals mit dem DCN verwendbar sind. Ein passiver Datenspeicher, der integral mit der Vorrichtung und/oder ihr angebracht sein kann, kann verschiedene Formen annehmen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf visuelle Zeichen wie Barcode oder Quick-Review-(QR-)Code oder ein passives elektronisches Tag, das die statischen Informationen unter Verwendung von Funkwellen, wie etwa einem Radiofrequenzidentifikations-(RFID-) oder Nahfeldkommunikations-(NFC-)Sender, übermittelt. Ebenso kann eine PSD einen oder mehrere Sensoren (z. B. Sichtsensoren, RFID-Sensoren usw.) beinhalten, die so konfiguriert sind, dass sie die von dem passiven Datenspeicher übermittelten statischen Informationen erkennen. In einigen Fällen, wie beispielsweise wenn der passive Datenspeicher ein RFID- oder NFC-Sender ist, können die Sensoren der PSD auch den passiven Datenspeicher aktivieren.
Durch die vom passiven Datenspeicher übermittelten statischen Informationen kann die PSD die bandexterne Verbindung mit dem DCN aufbauen. Die statischen Informationen können beispielsweise eine Kennung einer drahtlosen P2P-Schnittstelle des DCN beinhalten, wie eine Intemetprotokoll-(IP-)Adresse für Wi-Fi direct oder eine Bluetooth-Adresse (BD_ADDR) zur Kommunikation auf einem Piconet. Sobald die PSD den bandexternen Kommunikationskanal unter Verwendung dieser Daten aufbaut, kann sie Informationstechnologie-(IT-) und/oder Betriebstechnologie-(OT-)Konfigurationsdaten einer in Betrieb zu nehmenden Vorrichtung wie einem DCN über den bandexternen Kommunikationskanal bereitstellen (z. B. schicken, weiterleiten).
IT-Konfigurationsdaten können es einer Vorrichtung wie einem DCN, ermöglichen, sich an Netzwerkkommunikation mit anderen Knoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk zu beteiligen. Die IT-Konfigurationsdaten können Netzwerkparameter beinhalten, die zum Beitritt zu und/oder Kommunikation über das Prozessautomatisierungsnetzwerk verwendet werden können. Diese Parameter können beispielsweise eine IP-Adresse, eine IP-Subnetzmaske usw. beinhalten. IT-Konfigurationsdaten können auch nicht-OT-spezifische Daten beinhalten, die mit Hardware oder Software der Vorrichtung assoziiert sind, wie Aktualisierungen von Firmware oder Betriebssystem (OS), Redundanzrichtlinien, Sicherheitsrichtlinien usw.
OT-Konfigurationsdaten können hingegen einer Vorrichtung wie einem DCN ermöglichen, mit einem oder mehreren Aktoren oder Sensoren auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk zusammenzuarbeiten (z. B. Befehle und/oder Sensordaten auszutauschen), um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren. OT-Konfigurationsdaten für einen DCN können u. a. Folgendes beinhalten: Prozessautomatisierungsanwendungen, die auf einem DCN installiert und/oder von einem DCN betrieben werden sollen; eine Bereichsgrenze, die dem/von dem DCN auferlegt werden soll; eine bevorzugte Messeinheit, die von dem DCN verwendet werden soll; eine Aktualisierungsfrequenz, die durch den DCN implementiert werden soll; einen oder mehrere Analog-Digital-Umwandlungsparameter, die von dem DCN verwendet werden sollen; Informationen über (z. B. Rollen von) anderen Knoten im Prozessautomatisierungssystem; einen oder mehrere Signalkonditionierungsparameter, die von dem DCN verwendet werden sollen; Sicherheitsberechtigungsnachweise für den Betrieb im Prozessautomatisierungssystem; Fehlerkorrekturparameter (z. B. Fehlerkorrekturcodetechniken), die von dem DCN verwendet werden sollen; usw.
Zum Schutz vor nicht autorisierten PSDs sowie vor nicht autorisierten Prozessautomatisierungsknoten können verschiedene Sicherheitsmaßnahmen implementiert werden. Um sicherzustellen, dass nur autorisierte PSDs in der Lage sind, den bandexternen Kommunikationskanal mit DCNs aufzubauen, können in einigen Implementierungen die vom passiven Datenspeicher übermittelten statischen Informationen ganz oder teilweise verschlüsselt werden. Nur Vorrichtungen (z. B. PSDs), die mit geeigneten Berechtigungsnachweisen (z. B. öffentliche Schlüssel) versehen wurden, können diese statischen Informationen entschlüsseln. Diese Berechtigungsnachweise können autorisierten PSDs, z. B. von Lieferantensystemen, die mit den in Betrieb zu nehmenden DCNs assoziiert sind, als Teil einer Lieferung von DCN(s) an eine Prozessautomatisierungsanlage bereitgestellt werden. In einigen Implementierungen muss eine PSD möglicherweise vor Empfang der Berechtigungsnachweise authentifiziert werden, z. B. unter Verwendung eines Benutzernamens und/oder Passworts, einer Zwei-Faktor-Authentifizierung usw. Zusätzlich oder alternativ können verschiedene Techniken implementiert werden, um sicherzustellen, dass nur autorisierte DCNs für das Prozessautomatisierungssystem in Betrieb genommen werden können. In einigen Implementierungen können mindestens einige der statischen Informationen, die in dem passiven Datenspeicher enthalten sind (z. B. Seriennummer, Berechtigungsnachweise usw.), durch die PSD separat, z. B. gegenüber einer Liste von DCNs, die für die Prozessautomatisierungsanlage bereitgestellt werden sollen, gegengeprüft werden.
In einigen Implementierungen kann der Prozess der Inbetriebnahme des DCN unter Verwendung der PSD und des bandexternen Kommunikationskanals relativ frei von menschlichem Eingriff sein. Dies ist jedoch nicht erforderlich. In einigen Implementierungen kann die PSD eine Anzeige haben und eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) kann auf der Anzeige wiedergegeben werden und kann betriebsfähig sein, um zu steuern, wie mindestens einige der OT- und/oder IT-Daten auf dem DCN implementiert/gespeichert/installiert werden. Die GUI kann es beispielsweise einem Systemintegrator ermöglichen, verschiedene Netzwerk- und/oder OT-Parameter nach Bedarf anzupassen. In einigen Implementierungen kann die GUI betriebsfähig sein, um den Systemintegrator zu authentifizieren, sodass eine Inbetriebnahme erfolgen kann.
In einigen Implementierungen kann ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines DCN für den Betrieb als Teil eines Prozessautomatisierungssystems unter Verwendung eines oder mehrerer Prozessoren implementiert werden und kann Folgendes beinhalten: Erkennen statischer Informationen, die von einem passiven Datenspeicher des DCN übertragen werden, über einen oder mehrere Sensoren einer tragbaren Einrichtungsvorrichtung (PSD); basierend auf den statischen Informationen, Aufbauen eines bandexternen Kommunikationskanals zwischen dem DCN und der PSD, wobei der bandexterne Kommunikationskanal außerhalb eines Prozessautomatisierungsnetzwerks liegt, über das der DCN mit anderen Prozessautomatisierungsknoten des Prozessautomatisierungssystems kommunikativ gekoppelt werden soll; und Inbetriebnahme des DCN für das Prozessautomatisierungssystem, wobei die Inbetriebnahme den Austausch von Betriebstechnologie-(OT-)Daten zwischen dem DCN und der PSD über den bandexternen Kommunikationskanal beinhaltet, um dem DCN zu ermöglichen, mit einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk zusammenzuarbeiten, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.
In verschiedenen Implementierungen kann die Inbetriebnahme den Austausch von Informationstechnologie-(IT-)Daten zwischen dem DCN und der PSD über den bandexternen Kommunikationskanal beinhalten, um dem DCN zu ermöglichen, dem Prozessautomatisierungsnetzwerk beizutreten.
In verschiedenen Implementierungen können die OT-Daten eine oder mehrere OT-Fähigkeiten des DCN beinhalten, und das Verfahren kann ferner Folgendes beinhalten: Übertragen einer Anforderung für OT-Konfigurationsdaten von der PSD an ein entferntes Computersystem, wobei die Anforderung für OT-Konfigurationsdaten basierend auf der einen oder den mehreren OT-Fähigkeiten des DCN erzeugt wird; Empfangen der OT-Konfigurationsdaten an der PSD; und Schicken der OT-Konfigurationsdaten zum DCN über den bandexternen Kommunikationskanal, wobei das Schicken bewirkt, dass die OT-Konfigurationsdaten auf dem ersten DCN installiert werden, um die Zusammenarbeit zwischen dem DCN und einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten des Prozessautomatisierungssystems zu erleichtern, um den zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren. In verschiedenen Implementierungen kann die Anforderung von der PSD über das Prozessautomatisierungsnetzwerk an das entfernte Computersystem übertragen werden. In verschiedenen Implementierungen kann die Anforderung von der PSD über ein drahtloses Netzwerk, das vom Prozessautomatisierungsnetzwerk getrennt ist, an das entfernte Computersystem übertragen werden. In verschiedenen Implementierungen kann die PSD die Form eines Mobiltelefons annehmen und das drahtlose Netzwerk kann ein Mobilfunknetzwerk sein.
In verschiedenen Implementierungen kann der passive Datenspeicher visuelle Zeichen oder ein passives elektronisches Tag beinhalten, das die statischen Informationen unter Verwendung von Funkwellen übermittelt. In verschiedenen Implementierungen können die statischen Informationen, die von dem passiven Datenspeicher übermittelt werden, verschlüsselt werden, und das Verfahren kann das Entschlüsseln der statischen Informationen an der PSD beinhalten. In verschiedenen Implementierungen kann der bandexterne Kommunikationskanal unter Verwendung von Bluetooth, Zwei-Wege-Nahfeldkommunikation (NFC) oder Wi-Fi direct implementiert werden. In verschiedenen Implementierungen kann das Verfahren ferner das Wiedergeben einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) auf einer Anzeige der PSD beinhalten, wobei die GUI betriebsfähig ist, um mindestens einige der OT-Daten auf dem DCN zu implementieren.
In einem anderen Aspekt kann ein PSD einen oder mehrere Sensoren und Schaltungen beinhalten, um: von einem oder mehreren der Sensoren statische Informationen zu empfangen, die von einem passiven Datenspeicher eines verteilten Steuerknotens (DCN) erkannt werden, wobei der DCN für den Betrieb als Teil eines Prozessautomatisierungssystems in Betrieb genommen werden soll; basierend auf den statischen Informationen einen bandexternen Kommunikationskanals mit dem DCN aufzubauen, wobei der bandexterne Kommunikationskanal außerhalb eines Prozessautomatisierungsnetzwerks liegt, über das der DCN mit anderen Prozessautomatisierungsknoten des Prozessautomatisierungssystems kommunikativ gekoppelt werden soll; und Betriebstechnologie-(OT-)Konfigurationsdaten, die von einem entfernten Computersystem erhalten werden, über den bandexternen Kommunikationskanal an das DCN weiterzuleiten, um zu bewirken, dass die OT-Konfigurationsdaten auf dem DCN installiert werden, wodurch der DCN in Betrieb genommen wird, um mit einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk zusammenzuarbeiten, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.
In einem anderen Aspekt kann ein DCN Folgendes beinhalten: erste und zweite Kommunikationsschnittstellen; einen passiven Datenspeicher, der drahtlos von einem Sensor einer tragbaren Einrichtungsvorrichtung (PSD) lesbar ist, wobei der passive Datenspeicher so konfiguriert ist, dass er statische Informationen über das Aufbauen eines bandexternen Kommunikationskanals mit der ersten Kommunikationsschnittstelle des DCN übermittelt, wobei der bandexterne Kommunikationskanal außerhalb eines Prozessautomatisierungsnetzwerks liegt, über das der DCN mit anderen Prozessautomatisierungsknoten des Prozessautomatisierungssystems über die zweite Kommunikationsschnittstelle kommunikativ gekoppelt werden soll; und die Schaltung konfiguriert ist, um: dem bandexternen Kommunikationskanal zwischen der ersten Kommunikationsschnittstelle und der PSD beizutreten; über den bandexternen Kommunikationskanal, Betriebstechnologie-(OT-) und Informationstechnologie-(IT-)Konfigurationsdaten zu empfangen, die von der PSD von einem entfernten Computersystem weitergeleitet werden; basierend auf IT-Konfigurationsdaten die zweite Kommunikationsschnittstelle mit dem Prozessautomatisierungsnetzwerk kommunikativ zu koppeln; und basierend auf den OT-Konfigurationsdaten Daten mit einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk auszutauschen, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.
Zusätzlich beinhalten einige Implementierungen einen oder mehrere Prozessoren von einer oder mehreren Rechenvorrichtungen, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren betriebsfähig sind Anweisungen auszuführen, die in einem zugeordneten Speicher gespeichert sind, und wobei die Anweisungen so konfiguriert sind, dass sie die Durchführung irgendeiner der vorgenannten Verfahren bewirken. Einige Implementierungen beinhalten auch ein oder mehrere nichtflüchtige computerlesbare Speichermedien, auf denen Computeranweisungen gespeichert sind, die von einem oder mehreren Prozessoren zum Durchführen eines der vorgenannten Verfahren ausgeführt werden können.
Es versteht sich von selbst, dass alle Kombinationen der vorstehenden Konzepte und der zusätzlichen Konzepte, die hierin näher beschrieben werden, als Teil des hierin offenbarten Gegenstands vorgesehen sind. Zum Beispiel sind alle Kombinationen des beanspruchten Gegenstands, der am Ende dieser Offenbarung erscheint, als Teil des hierin offenbarten Gegenstands vorgesehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 und 2 zeigen schematisch, wie ausgewählte Aspekte der vorliegenden Offenbarung in einem bestimmten Szenario gemäß verschiedenen Ausführungsformen implementiert werden können.
3 zeigt schematisch ein weiteres Beispiel, wie hierin beschriebene Techniken gemäß verschiedenen Ausführungsformen implementiert werden können.
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren zum Durchführen ausgewählter Aspekte der vorliegenden Offenbarung.
5 veranschaulicht ein weiteres beispielhaftes Verfahren zum Durchführen ausgewählter Aspekte der vorliegenden Offenbarung.
6 veranschaulicht ein weiteres beispielhaftes Verfahren zum Durchführen ausgewählter Aspekte der vorliegenden Offenbarung.
7 veranschaulicht schematisch eine beispielhafte Computerarchitektur, auf der ausgewählte Aspekte der vorliegenden Offenbarung implementiert werden können.

Ausführliche Beschreibung
Ein „zumindest teilweise automatisierter Prozess“, wie hierin verwendet, beinhaltet jeden Prozess, der innerhalb eines Prozessautomatisierungssystems durch mehrere Vorrichtungen mit geringem oder keinem menschlichen Eingriff kooperativ implementiert ist. Ein gängiges Beispiel für einen zumindest teilweise automatisierten Prozess ist eine Prozessschleife, bei der ein oder mehrere Aktoren automatisch (ohne menschlichen Eingriff) basierend auf der Ausgabe eines oder mehrerer Sensoren betrieben werden. Einige zumindest teilweise automatisierte Prozesse können Teilprozesse eines gesamten Prozessautomatisierungssystem-Arbeitsablaufs sein, wie beispielsweise eine einzelne zuvor erwähnte Prozessschleife. Andere zumindest teilweise automatisierte Prozesse können den gesamten oder einen wesentlichen Teil eines gesamten Prozessautomatisierungssystem-Arbeitsablauf umfassen. In einigen Fällen kann der Grad der Automatisierung eines Prozesses entlang eines Gradienten, eines Bereichs oder einer Automatisierungsskala vorliegen. Prozesse, die teilweise automatisiert sind, aber noch menschlichen Eingriff erfordern, können an oder nahe einem Ende der Skala liegen. Prozesse, die einen geringeren menschlichen Eingriff erfordern, können sich dem anderen Ende der Skala nähern, das völlig autonome Prozesse darstellt. Prozessautomatisierung kann allgemein zur Automatisierung von Prozessen in verschiedenen Bereichen, z. B. Herstellung, Entwicklung und/oder Veredelung von Chemikalien (z. B. chemische Verarbeitung), Katalysatoren, Maschinen usw. verwendet werden.
Unter jetziger Bezugnahme auf 1 ist eine beispielhafte Umgebung 100, in der verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung implementiert werden können, schematisch dargestellt. Ein Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 ist mit einem Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 in einer Prozessautomatisierungsanlage 108 betriebsfähig gekoppelt. Prozessautomatisierungsanlage 108 (hierin alternativ als „Prozessautomatisierungssystem 108“ bezeichnet) kann zahlreiche Formen annehmen und so ausgelegt sein, dass sie eine beliebige Anzahl von zumindest teilweise automatisierten Prozessen implementiert. Prozessautomatisierungsanlage 108 kann beispielsweise die Gesamtheit oder einen Teil einer chemischen Verarbeitungsanlage, einer Öl- oder Erdgasraffinerie, einer Katalysatorfabrik, einer Produktionsanlage usw. bilden.
Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 kann unter Verwendung verschiedener drahtgebundener und/oder drahtloser Netzwerke implementiert werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf den Standard des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.3 (Ethernet), IEEE 802.11 (Wi-Fi), Mobilfunknetzwerke wie 3GPP Long Term Evolution („LTE“) oder andere drahtlose Protokolle, die als 3G, 4G, 5G und höher bezeichnet werden, und/oder andere Arten von Kommunikationsnetzwerken mit verschiedenen Arten von Topologien (z. B. Mesh). Prozessautomatisierung wird häufig in Szenarios eingesetzt, in denen die Kosten für den Ausfall tendenziell groß sind, sowohl im Hinblick auf die menschliche Sicherheit als auch für die finanziellen Kosten für die Beteiligten. Dementsprechend kann in verschiedenen Implementierungen Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 mit Redundanzen und/oder Backups konfiguriert werden, um hohe Verfügbarkeit (HA) und/oder hohe Dienstqualität (QoS) bereitzustellen.
Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 kann ein Inbetriebnahmemodul 104 und eine Datenbank 105 beinhalten, die Informationen speichert, die vom Inbetriebnahmemodul 104 verwendet werden, um neue Vorrichtungen für Prozessautomatisierungsanlage 108 bereitzustellen. Verschiedene Aspekte von Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102, wie Inbetriebnahmemodul 104, können unter Verwendung einer beliebigen Kombination von Hardware und Software implementiert werden. In einigen Implementierungen kann Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 über mehrere Computersysteme hinweg als Teil einer so genannten „Cloud-Infrastruktur“ oder einfach der „Cloud“ implementiert werden. Dies ist jedoch nicht erforderlich, und in 1 ist Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 beispielsweise innerhalb von Prozessautomatisierungsanlage 108 implementiert, z. B. in einem einzelnen Gebäude oder über ein einzelnes Gelände mit Gebäuden oder eine andere industrielle Infrastruktur. In einer solchen Implementierung kann Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 auf einem oder mehreren lokalen Computersystemen implementiert sein, wie auf einem oder mehreren Servercomputern.
Neben Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 sind eine Vielzahl anderer Knoten/Vorrichtungen betriebsfähig/kommunikativ mit Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 gekoppelt. In 1 sind beispielsweise N (positive ganze Zahl) DCNs 110-1 bis 110-N betriebsfähig/kommunikativ mit Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 gekoppelt. Jeder DCN kann eine Schaltung oder Logik 112 beinhalten, die verschiedene Formen annehmen kann, wie Prozessor(en), die Anweisungen im Speicher ausführen, ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und so weiter. Jeder DCN 110 kann eine bestimmte Rolle haben, die er in der Prozessautomatisierungsanlage 108 spielt. So können beispielsweise „Rechen“-DCNs eine Prozessschleife (z. B. eine chemische Prozessschleife) steuern, in der verschiedene „Feld“-Vorrichtungen (z. B. Vorrichtungen mit Sensoren und/oder Aktoren) miteinander in Verbindung stehen, um eine gewisse Anzahl von Funktionssteuerblöcken (FBs) auszuführen.
Jeder DCN 110 kann verschiedene Eingabe/Ausgabe-(E/A-) und andere Hardwarekomponenten haben, die mindestens einige seiner OT-Fähigkeiten und allgemeiner seine Rolle in der Prozessautomatisierungsanlage 108 vorschreiben. Die OT-Fähigkeiten können sich je nach Branche sehr unterscheiden. In einigen Fällen können OT-Fähigkeiten Folgendes beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt: eine Anzahl von E/A-Kanälen; einen oder mehrere Arten von einem oder mehreren E/A-Kanälen (z. B. Arten von Aktoren, Arten von Sensoren, usw.); eine Bereichsgrenze; eine nominale Messeinheit; eine nominale Aktualisierungsfrequenz; einen oder mehrere Analog-Digital-Umwandlungsparameter; einen oder mehrere Signalkonditionierungsparameter; unterstützte Open-Standard-Protokolle, wie die Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) und/oder Modbus; oder irgendeine Kombination davon. In 1 beinhaltet beispielsweise der erste DCN 110-1 eine Flusstransmitter-(FT-)Komponente 114-1 und einen Aktor (z. B. ein Ventil) 116-1. Der zweite DCN 110-2 beinhaltet eine FT-Komponente 114-2, jedoch keinen Aktor. Der dritte DCN 110-3 beinhaltet einen Sensor 118-3, jedoch keinen Aktor.
Aktoren 116 können jede elektrische, hydraulische, mechanische und/oder pneumatische Komponente sein, die steuerbar ist, um einen Aspekt eines Prozessautomatisierung-Arbeitsablaufs zu beeinflussen, der an der Prozessautomatisierungsanlage 108 auftritt. In vielen Fällen kann ein Aktor 116 seine Funktion als Reaktion auf verschiedene Signale durchführen, wie beispielsweise Sensorsignale oder Befehle von Rechen-DCNs (die selbst auf Sensorsignale überwachen können). Einige nicht einschränkende Beispiele für Aktoren 116 beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, Ventile, Kolben, Rotoren, Schalter, Heizer, Kühler, Rührer, Injektoren, Vorrichtungen zur Erzeugung von Vakuum, Riemen, Schienen, Getrieben, Greifer, Motoren, Relais, Servomechanismen usw. Ein Sensor 118 kann verschiedene Formen annehmen. Einige Beispiele von Sensoren 118 können Folgendes beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf einen Drucksensor, einen Temperatursensor, einen Durchflusssensor (z. B. FT-Komponente 114), verschiedene Arten von Näherungssensoren, einen Lichtsensor (z. B. eine Fotodiode), einen Druckwellensensor (z. B. Mikrofon), einen Feuchtigkeitssensor (z. B. einen Humistor), ein Strahlungsdosimeter, einen Laserabsorptionssspektrographen (z. B. eine optische Multipass-Zelle) und so weiter.
Im Gegensatz zu DCNs 110-1 bis 110-3 beinhaltet DCN 110-N keinen Eingang/Ausgang (Aktoren oder Sensoren). Stattdessen kann DCN 110-N ein „reiner Rechen“-DCN sein, dessen Rolle darin besteht, die Zusammenarbeit zwischen sich und einem oder mehreren anderen DCNs 110 auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 zu erleichtern, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren. DCN 110-N kann beispielsweise eine einzelne Prozessschleife (z. B. eine chemische Prozessregelschleife) steuern, die einen oder mehrere andere DCNs 110 beinhaltet. In einigen Fällen kann ein solcher Rechen-DCN 110 eine Rolle ähnlich einem Autopiloten auf einem Flugzeug ausführen - der Rechen-DCN 110 kann verschiedene Signale empfangen und basierend auf diesen Signalen und verschiedenen Kriterien und/oder Schwellenwerten verschiedene Aktoren steuern. Der Rechen-DCN 110 kann beispielsweise verschiedene Sensoren 118 und/oder FT-Komponenten 114 überwachen, um Daten über chemische Niveaus, Durchflussraten (z. B. über Ventile), Tanktemperaturen, Steuerraten usw. zu ermitteln, und kann einen oder mehrere Aktoren 116 basierend auf diesen Daten und/oder Vergleichen dieser Daten mit verschiedenen Kriterien und/oder Schwellenwerten steuern. Der Rechen-DCN 110-N kann beispielsweise Aktor 116-1 steuern, indem er entsprechende Befehl(e) an DCN 110-1 überträgt, die optional einem Protokoll entsprechen können, das für DCN 110-1 spezifisch ist.
Wie zuvor erwähnt, kann das Hinzufügen von DCNs zu dem Prozessautomatisierungsnetzwerk 106, ob als neue Ergänzungen, Ersatz oder Upgrades, z. B. dadurch, dass der Indienststellungsprozess mindestens teilweise durch das Austauschen von Daten über das Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 ausgeführt wird, kompliziert und umständlich sein. Dementsprechend werden hierin Implementierungen zur Inbetriebnahme einer Vorrichtung, wie eines DCN 110, für den Betrieb auf einem Prozessautomatisierungsnetzwerk unter Verwendung einer tragbaren Einrichtungsvorrichtung (PSD) 120 und eines bandexternen Kommunikationskanals 109 beschrieben. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, werden hierin Techniken zum Aufbauen des bandexternen Kommunikationskanal 109 zwischen dem DCN 110 und der PSD 120 beschrieben, sodass PSD 120 Konfigurationsdaten erhalten, bereitstellen und/oder an den DCN 110 weiterleiten kann. Ein DCN 110 kann unter Verwendung der hierin beschriebenen Techniken unter einer Vielzahl von Umständen in Betrieb genommen werden, wie Erweiterung der Fähigkeiten der Prozessautomatisierungsanlage 108, Ersetzen bei Leistungsschwäche, Fehlfunktionen, deaktivierten oder veralteten Knoten, Wiederverwendung von Knoten, Bringen der Prozessautomatisierungsanlage 108 in Übereinstimmung mit verschiedenen Standards usw.
1 und 2 zeigen ein Szenario, in dem der erste DCN 110-1 für den Betrieb in der Prozessautomatisierungsanlage 108 in Betrieb genommen wird. In 1 und 2 beinhaltet jeder DCN 110 eine jeweilige Kommunikationsschnittstelle 113, die verwendbar ist, um einen bandexternen Kommunikationskanal 109 zwischen DCN 110-1 und PSD 120 aufzubauen. Wie bereits erwähnt, kann PSD 120 verschiedene Formfaktoren annehmen. In 1 nimmt PSD 120 die Form eines Mobiltelefons an, jedoch kann PSD 120 in anderen Implementierungen ein Mobilgerät mit einem anderen Formfaktor sein, wie ein Tablet-Computer, ein Laptop-Computer, ein tragbares intelligentes Gerät, wie z. B. eine Smartwatch oder eine kopfmontierte Anzeige usw. Schnittstellen 113-1 bis 113-N können alle die gleiche Kommunikationstechnologie unterstützen oder sie können unterschiedliche Kommunikationstechnologien unterstützen und können drahtlose Personal-Area-Network-(PAN-)Schnittstellen sein oder nicht. Schnittstelle 113-1 kann beispielsweise Bluetooth-Kommunikation ermöglichen und Schnittstelle 113-2 kann NFC- oder Wi-Fi direct-Kommunikation ermöglichen.
Der bandexterne Kommunikationskanal 109, der zwischen Schnittstelle 113 von DCN 110-1 und PSD 120 aufgebaut wird, liegt außerhalb von Prozessautomatisierungsnetzwerk 106. Der bandexterne Kommunikationskanal 109 kann vorübergehend sein oder nicht. In Szenarios, in denen Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 unter Verwendung von Ethernet implementiert wird, kann eine Verbindung 107 zwischen einem DCN 110 und Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 in einigen Implementierungen eine registrierte (RJ) 45-Buchsenverbindung sein. In verschiedenen Implementierungen kann der bandexterne Kommunikationskanal 109 unter Verwendung verschiedener Kommunikationstechnologien implementiert werden, wie NFC, Bluetooth, Wi-Fi direct usw. In vielen Implementierungen kann der bandexterne Kommunikationskanal 109 drahtlos sein, obwohl dies nicht in allen Fällen erforderlich ist.
Jeder DCN 110 in 1 und 2 beinhaltet einen passiven Datenspeicher 115. Der passive Datenspeicher 115 kann ein Mechanismus sein, der statische Informationen übermittelt, die anderen Vorrichtungen, wie z. B. PSD 120, ermöglichen, einen bandexternen Kommunikationskanal 109 mit dem DCN 110 aufzubauen. In verschiedenen Implementierungen kann der passive Datenspeicher 115 integral mit und/oder auf einem jeweiligen DCN 110 angebracht sein. Der passive Datenspeicher 115 kann in der Lage sein, diese statischen Informationen an andere Vorrichtungen innerhalb eines bestimmten Bereichs zu übermitteln, z. B. in relativ enger Nähe.
Der passive Datenspeicher 115 wird hierin als „passiv“ bezeichnet, da er nur in der Lage sein kann, eine Ein-Wege-Kommunikation durchzuführen - er ist möglicherweise nicht in der Lage, Daten zu empfangen. In vielen Implementierungen kann der passive Datenspeicher 115 stromlos sein. Der passive Datenspeicher 115 kann beispielsweise die Form von visuellen Zeichen wie Barcode oder Quick-Review-(QR-)Code oder eines passiven elektronischen Tags annehmen, das die statischen Informationen unter Verwendung von Funkwellen, wie etwa eines Radiofrequenzidentifikations-(RFID-), eines Nahfeldkommunikations-(NFC-)Senders usw., übermittelt. In anderen Implementierungen kann der passive Datenspeicher 115 mit Strom versorgt werden und kann die Form eines Niedrigenergiesenders, wie beispielsweise eines Bluetooth-Beacon, annehmen.
PSD 120 kann einen oder mehrere Sensoren beinhalten, die so konfiguriert sind, dass sie die statischen Informationen erkennen, die durch den passiven Datenspeicher 115 übermittelt werden, wie durch den Ein-Wege-Pfeil 117 in 1 dargestellt. In einigen Fällen, wie beispielsweise wenn der passive Datenspeicher ein stromloser Sender wie ein RFID- oder NFC-Sender ist, können die Sensoren der PSD auch den passiven Datenspeicher aktivieren. In 1 beinhaltet PSD 120 einen oder mehrere Sichtsensoren 122 (z. B. nach vom und/oder nach hinten weisende digitale Kameras, die bei Smartphones üblich sind), die in der Lage sind, statische Informationen zu erkennen, die durch visuelle Zeichen wie Barcodes oder QR-Codes übermittelt werden. Alternativ können digitale Bilder, die von Sichtsensor(en) 122 erfasst werden, einer optischen Zeichenerkennung (OCR) unterzogen werden, um die statischen Informationen zu erkennen, z. B. in Form von Text, der auf einer Oberfläche von DCN 110 angeordnet ist. PSD 120 beinhaltet auch einen Funksensor 124, der betrieben werden kann, um statische Informationen aus passiven Datenspeichern 115 zu erkennen, die andere Formen annehmen, wie RFID-Tags, NFC-Tags, Bluetooth-Beacons usw.
PSD 120 kann die bei 117 gesammelten statischen Informationen verwenden, um einen bandexternen Kommunikationskanal 109 mit der ersten Schnittstelle 113-1 des ersten DCN 110-1 aufzubauen. Der erste DCN 110-1 und PSD 120 können dann den bandexternen Kommunikationskanal 109 verwenden, um IT- und/oder OT-Daten auszutauschen, die verwendbar sind, um den ersten DCN 110-1 für den Betrieb in der Prozessautomatisierungsanlage 108 in Betrieb zu nehmen. In einigen Implementierungen kann PSD 120 eine IP- und/oder OT-Konfiguration erhalten, die erforderlich ist, um den ersten DCN 110-1 von einem entfernten Computersystem, wie Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102, in Betrieb zu nehmen. In einigen solchen Implementierungen, und wie in 2 dargestellt, kann PSD 120 ein Inbetriebnahme-Kommunikationskanalnetzwerk 125 mit dem Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 aufbauen und/oder ihm beitreten. Das Inbetriebnahme-Kommunikationskanalnetzwerk 125 kann von Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 getrennt sein oder nicht und kann auf verschiedene Weise implementiert sein. In einigen Implementierungen kann das Inbetriebnahme-Kommunikationskanalnetzwerk 125 drahtlos zwischen PSD 120 und Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 aufgebaut werden, z. B. über ein oder mehrere Wi-Fi- oder Mobilfunknetzwerke.
Der erste DCN 110-1 kann beispielsweise Daten, die seine OT-Fähigkeiten angeben, über den bandexternen Kommunikationskanal 109 an PSD 120 übertragen. Basierend auf diesen OT-Fähigkeiten kann PSD 120 das Inbetriebnahme-Kommunikationskanalnetzwerk 125 verwenden, um z. B. vom Inbetriebnahmemodul 104 oder einem anderen DCN 110 OT-Konfigurationsdaten anzufordern, die PSD 120 dann über den bandextemen-Kommunikationskanal 109 an den ersten DCN 110-1 übertragen (z. B. schicken, weiterleiten) kann. Diese OT-Konfigurationsdaten können z. B. von dem ersten DCN 110-1 verwendet werden, um mit anderen Prozessknoten (z. B. DCNs 110-2 bis 110-N) zusammenzuarbeiten, um zumindest teilweise automatisierte Prozesse in der Prozessautomatisierungsanlage 108 zu implementieren.
Ähnlich kann PSD 120 das Inbetriebnahme-Kommunikationskanalnetzwerk 125 verwenden, um z. B. vom Inbetriebnahmemodul 104 OT-Konfigurationsdaten anzufordern, die PSD 120 dann über den bandextemen-Kommunikationskanal 109 an den ersten DCN 110-1 übertragen (z. B. schicken, weiterleiten) kann. In verschiedenen Implementierungen können die IT-Konfigurationsdaten Netzwerkparameter wie eine IP-Adresse (z. B. eine neue IP-Adresse, wenn der erste DCN 110-1 der Prozessautomatisierungsanlage 108 hinzugefügt wird, oder eine IP-Adresse eines anderen Knotens durch den ersten DCN 110-1) und/oder eine Subnetzmaske sowie andere Netzwerkparameter und/oder Tools, wie einen öffentlichen Verschlüsselungsschlüssel, ein Zertifikat, zeitsensible Netzwerkparameter, Domänennamensystem-(DNS-)Nachschlagetabellen usw. beinhalten. Diese IT-Konfigurationsdaten können auf dem ersten DCN 110-1 installiert werden, sodass der erste DCN 110-1 Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 beitreten und Daten über dieses austauschen kann.
In einigen Implementierungen kann, z. B. bevor PSD in der Lage ist, OT- und/oder IT-Konfigurationsdaten an den ersten DCN 110-1 über den bandexternen Kommunikationskanal 109 bereitzustellen, PSD 120 und/oder Inbetriebnahmemodul 104 den ersten DCN 110-1 authentifizieren, um sicherzustellen, dass der erste DCN 110-1 legitim ist und kein Sicherheitsrisiko für das Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 darstellt. In 1 ist beispielsweise PSD 120 über ein oder mehrere Netzwerke 126 (z. B. Mobilfunknetzwerke, das Internet) mit einem oder mehreren Lieferantensystemen 123 betriebsfähig gekoppelt. Lieferantensystem 123 kann mit einem Lieferanten (nicht dargestellt) einer oder mehrerer Komponenten (z. B. DCNs 110-1 bis 110-N), die in der Prozessautomatisierungsanlage 108 verwendet werden, assoziiert sein.
In einigen Fällen kann das Lieferantensystem 123 so konfiguriert sein, dass es verschiedene Arten von Berechtigungsnachweisen, die ihm durch PSD 120 (oder Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102) unter Verwendung einer Vielzahl verschiedener Authentifizierungstechniken weitergeleitet werden, authentifiziert. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann jeder DCN 110 mit einem öffentlichen Verschlüsselungsschlüssel von seinem jeweiligen Lieferanten versehen werden. PSD 120 und/oder Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 können diesen öffentlichen Schlüssel verwenden, um einige Handshake-Daten zu verschlüsseln, die dann an das jeweilige Lieferantensystem 123 gesendet werden. Lieferantensystem 123 kann seinen eigenen privaten Schlüssel verwenden, um die Handshake-Daten zu entschlüsseln. Wenn die Entschlüsselung erfolgreich ist, kann der DCN 110 authentifiziert werden und PSD 120 kann gestattet werden, ihre Rolle bei der Inbetriebnahme des DCN 110 durchzuführen. Andere Variationen der Verschlüsselung mit öffentlichem Schlüssel sind denkbar. In anderen Implementierungen kann PSD 120 andere Berechtigungsnachweise bereitstellen, wie ein digitales Zertifikat, das ein jeweiliges Lieferantensystem 123 validieren kann, bevor es PSD 120 gestattet wird, hierin Techniken durchzuführen, um den DCN zur Prozessautomatisierungsanlage 108 in Betrieb zu nehmen.
In einigen Implementierungen kann Lieferantensystem 123 nicht nur die Legitimität eines DCN 110 überprüfen, sondern auch, ob DCN 110 gewünschten/geforderten Kriterien entspricht, die mit der Prozessautomatisierungsanlage 108 assoziiert sind. Verschiedene Identifikationsinformationen, die mit dem hinzugefügten DCN 110 assoziiert sind, wie eine Seriennummer, eine Modellnummer, eine Chargennummer usw., können beispielsweise mit einem Kauf- und/oder Arbeitsauftrag, der für die Prozessautomatisierungsanlage 108 erstellt wurde, querverwiesen werden. Zusätzlich oder alternativ können IT- und/oder OT-Fähigkeiten des hinzugefügten DCN 110 mit bekannten Parametern der Prozessautomatisierungsanlage 108 und/oder des Prozessautomatisierungsnetzwerks 106 verglichen werden, um Kompatibilität sicherzustellen. In einigen Implementierungen kann Lieferantensystem 123 digitale Schlüssel/Zertifikate und/oder andere Daten, die diese Daten beinhalten, an das Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 schicken, sodass das Inbetriebnahmemodul 104 diese Überprüfungen lokal durchführen kann. Als ein Beispiel kann das Lieferantensystem 123 für eine große Bestellung von DCNs eine Datei oder Liste relevanter Informationen über die neuen DCNs (z. B. Seriennummern/Modellnummern, Fähigkeiten usw.) bereitstellen, die lokal durch Inbetriebnahmemodul 104 verwendet werden können, um diese Überprüfungen durchzuführen.
Unter jetziger Bezugnahme auf 3 ist ein beispielhafter Prozessablauf zwischen einem bereitzustellenden DCN 310, einem PSD 120, einem Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 und einem Inbetriebnahmemodul 104 schematisch dargestellt. In 3 läuft die Zeit auf der Seite nach unten. In einigen Fällen kann der Prozess mit DCN 310 (der einen Aktor 316 beinhaltet) beginnen, der physisch mit Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 verbunden ist, z. B. unter Verwendung von RJ-45-Verbindung 107, obwohl dies nicht erforderlich ist. Wenn eine solche physische Verbindung hergestellt wird, kann DCN 310 möglicherweise nicht in der Lage sein, anfänglich Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 beizutreten oder Daten mit diesem auszutauschen, da DCN 310 keine richtigen Netzwerkparameter aufweist.
Währenddessen wird in 3 PSD 120 in ausreichende Nähe (z. B. innerhalb der drahtlosen Reichweite oder nahe genug, um visuelle Zeichen zu erkennen) von DCN 310 gebracht, um die statischen Informationen zu erkennen, die durch den passiven Datenspeicher bereitgestellt werden (nicht dargestellt in 3, 115 in 1-2). Mithilfe dieser statischen Informationen (z. B. IP-Adresse, BD_ADDR) baut PSD den bandexternen Kommunikationskanal 109 mit DCN 310 auf.
In einigen Implementierungen und wie durch den nächsten Abwärts-Pfeil in 3 dargestellt, muss sich PSD 120 möglicherweise gegenüber Inbetriebnahmemodul 104(z. B. durch Präsentieren von Berechtigungsnachweisen gegenüber Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102) vor der Inbetriebnahme von DCN 310 authentifizieren . Verschiedene Arten von Authentifizierung können durch PSD 120 durchgeführt werden, wie beispielsweise Benutzername und/oder Passwort, digitale Zertifikatauthentifizierung, Zwei-Faktor-Authentifizierung usw. In einigen Implementierungen, in denen Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 ein Wi-Fi-Subnetz beinhaltet, muss PSD 120 möglicherweise bereits authentifiziert sein, um dem Wi-Fi-Subnetz beizutreten. In diesem Fall kann die Authentifizierung zu dem Zeitpunkt übertragen werden, in dem PSD 120 betrieben wird, um DCN 310 für das Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 bereitzustellen.
Sobald PSD 120 authentifiziert ist, kann sie z. B. von Inbetriebnahmemodul 104 über Inbetriebnahme-Kommunikationskanalnetz 125 wie in 3 gezeigt, oder über ein anderes Netzwerk IT-Konfigurationsdaten anfordern und/oder erhalten/empfangen. PSD 120 kann dann alle oder einen Teil dieser IT-Konfigurationsdaten über den bandexternen Kommunikationskanal 109 an DCN 310 übertragen (z. B. schicken, weiterleiten). Diese IT-Konfigurationsdaten sind von DCN 310 verwendbar, um Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 beizutreten.
Ähnlich kann PSD 120 z. B. von Inbetriebnahmemodul 104 über Inbetriebnahme-Kommunikationskanalnetzwerk 125 wie in 3 gezeigt, oder über ein anderes Netzwerk OT-Konfigurationsdaten anfordern und/oder erhalten/empfangen. PSD 120 kann dann alle oder einen Teil dieser OT-Konfigurationsdaten über den bandexternen Kommunikationskanal 109 an DCN 310 übertragen (z. B. schicken, weiterleiten). Diese OT-Konfigurationsdaten sind von DCN 310 verwendbar, um mit anderen Knoten auf Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 zusammenzuarbeiten, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.
In 3 werden die IT-Konfigurationsdaten durch PSD 120 zu DCN 310 vor OT-Konfigurationsdaten geschickt. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. In anderen Implementierungen können OT-Konfigurationsdaten vor IT-Konfigurationsdaten geschickt werden, oder IT- und OT-Konfigurationsdaten können durch PSD 120 parallel zu DCN 310 geschickt werden. Zusätzlich können, wie durch den gestrichelten Pfeil von Inbetriebnahmemodul 104 zu DCN 310 angegeben, in einigen Implementierungen, wenn DCN 310 erfolgreich Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 beigetreten ist, OT-Konfigurationsdaten direkt zu DCN 310 geschickt werden, anstatt durch PSD 120 an DCN 310 weitergeleitet zu werden.
Anschließend kann DCN 310 mit verschiedenen anderen Prozessautomatisierungsknoten zusammenarbeiten, die mit Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 kommunikativ gekoppelt sind, z. B. durch Austauschen von Befehlen und/oder Sensordaten mit diesen über Prozessautomatisierungsnetzwerk 106, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren. Sobald DCN 310 in der Lage ist, Daten über Prozessautomatisierungsnetzwerk 106 auszutauschen, kann in einigen Implementierungen DCN 310 oder PSD 120 den bandexternen Kommunikationskanal 109 schließen.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 400 zur Inbetriebnahme eines DCN für den Betrieb als Teil eines Prozessautomatisierungssystems gemäß hierin offenbarten Implementierungen veranschaulicht. Zur Vereinfachung werden die Operationen des Flussdiagramms unter Bezugnahme auf ein System, das die Operationen durchführt, beschrieben. Dieses System kann verschiedene Komponenten verschiedener Computersysteme beinhalten, wie eine oder mehrere Komponenten von Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 und/oder andere Vorrichtungen wie PSD 120 und/oder DCNs 110/310. Darüber hinaus, obgleich Operationen des Verfahrens 400 in einer bestimmten Reihenfolge gezeigt werden, ist dies nicht einschränkend zu verstehen. Eine oder mehrere Operationen können in eine neue Reihenfolge gesetzt, ausgelassen oder hinzugefügt werden.
Bei Block 402 kann das System, z. B. mittels PSD 120, über einen oder mehrere Sensoren (z. B. 122, 124) statische Informationen erkennen, die von einem passiven Datenspeicher (z. B. 115) des DCN übertragen werden. Basierend auf den statischen Informationen kann das System bei Block 404, z. B. mittels PSD 120, einen bandextemen Kommunikationskanal (z. B. 109) zwischen dem DCN und der PSD aufbauen. In verschiedenen Implementierungen kann der bandexterne Kommunikationskanal außerhalb eines Prozessautomatisierungsnetzwerks (z. B. 106) liegen, über das der DCN mit anderen Prozessautomatisierungsknoten des Prozessautomatisierungssystems kommunikativ gekoppelt werden soll.
Bei Block 406 kann das System, z. B. mittels PSD 120, den DCN für das Prozessautomatisierungssystem in Betrieb nehmen. In einigen Implementierungen kann die Inbetriebnahme von Block 406 bei Block 408 den Austausch von IT-Daten zwischen dem DCN und der PSD über den bandexternen Kommunikationskanal beinhalten, um dem DCN zu ermöglichen, dem Prozessautomatisierungsnetzwerk beizutreten. Ähnlich kann die Inbetriebnahme von Block 406 bei Block 410 den Austausch von OT-Daten zwischen dem DCN und der PSD über den bandexternen Kommunikationskanal beinhalten, um es dem DCN zu ermöglichen, mit einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk zusammenzuarbeiten, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.
In einigen Implementierungen kann das Verfahren 400 mehr oder weniger vollständig automatisiert sein. In einigen Implementierungen kann jedoch ein Benutzer wie ein Systemintegrator in der Lage sein, in den Inbetriebnahmeprozess einzugreifen, z. B. Parameter auf die spezifische Prozessautomatisierungsumgebung abzustimmen. Das System kann beispielsweise bei Block 412, z. B. mittels PSD 120, auf einer Anzeige eine GUI wiedergeben, die betriebsfähig ist, um IT- und/oder OT-Daten auf dem DCN zu implementieren. In einigen Implementierungen kann die PSD oder der DCN die IT/OT-Konfiguration auf eine bestimmte (Standard-)Weise konfigurieren, aber die GUI ermöglicht dem Benutzer, bei Bedarf Anpassungen vorzunehmen.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 500 veranschaulicht, das durch eine PSD, wie beispielsweise PSD 120, durchgeführt werden kann, um ausgewählte Aspekte der vorliegenden Offenbarung gemäß hierin offenbarten Implementierungen zu implementieren. Obgleich Operationen des Verfahrens 500 in einer bestimmten Reihenfolge gezeigt werden, ist dies nicht einschränkend zu verstehen. Eine oder mehrere Operationen können in eine neue Reihenfolge gesetzt, ausgelassen oder hinzugefügt werden.
Bei Block 502 kann die PSD (z. B. 120) von einem oder mehreren ihrer Sensoren (z. B. 122, 124) statische Informationen empfangen, die von einem passiven Datenspeicher (z. B. 115) eines verteilten Steuerknotens (DCN) erkannt werden, wobei der DCN für den Betrieb als Teil eines Prozessautomatisierungssystems in Betrieb genommen werden soll. Basierend auf den statischen Informationen kann bei Block 504 die PSD einen bandexternen Kommunikationskanal (z. B. 109) mit dem DCN aufbauen. Wie zuvor erwähnt, kann der bandexterne Kommunikationskanal außerhalb eines Prozessautomatisierungsnetzwerks liegen, über das der DCN mit anderen Prozessautomatisierungsknoten des Prozessautomatisierungssystems kommunikativ gekoppelt werden soll.
Bei Block 506 kann die PSD ein entferntes Computersystem identifizieren und/oder authentifizieren, wie z. B. mit Prozessautomatisierungsmanagementsystem 102 und/oder Lieferantensystem 123. Unter der Annahme, dass die Authentifizierung erfolgreich ist, kann die PSD bei Block 508 Betriebstechnologie-(OT-)Konfigurationsdaten, die sie vom entfernten Computersystem erhalten hat, über den bandexternen Kommunikationskanal an den DCN weiterleiten. Dies kann bewirken, dass die OT-Konfigurationsdaten auf dem DCN installiert werden, z. B. durch die PSD und/oder durch den DCN, wodurch der DCN in Betrieb genommen wird, um mit einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk zusammenzuarbeiten, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess durchzuführen.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 600 veranschaulicht, das durch einen DCN, wie irgendeiner der DCNs 110-1 bis 110-N oder DCN 310, durchgeführt werden kann, um ausgewählte Aspekte der vorliegenden Offenbarung gemäß hierin offenbarten Implementierungen zu implementieren. Obgleich Operationen des Verfahrens 600 in einer bestimmten Reihenfolge gezeigt werden, ist dies nicht einschränkend zu verstehen. Eine oder mehrere Operationen können in eine neue Reihenfolge gesetzt, ausgelassen oder hinzugefügt werden.
Bei Block 602 kann der DCN einem bandexternen Kommunikationskanal, der zwischen einer ersten Kommunikationsschnittstelle (z. B. drahtlose PAN-Schnittstelle wie 113 in 1-2) und PSD (z. B. 120) aufgebaut ist, beitreten. Bei Block 604 kann der DCN über den bandexternen Kommunikationskanal OT- und IT-Konfigurationsdaten empfangen, die von der PSD von einem entfernten Computersystem weitergeleitet werden, z. B. wie in 3 dargestellt.
Basierend auf IT-Konfigurationsdaten, die bei Block 604 empfangen werden, kann der DCN eine andere Kommunikationsschnittstelle (z. B. 107 in 1-2) mit dem Prozessautomatisierungsnetzwerk kommunikativ koppeln. Basierend auf den bei Block 604 empfangenen OT-Konfigurationsdaten kann der DCN Daten mit einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk austauschen, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.
7 ist ein Blockdiagramm eines exemplarischen Computergeräts 710, das optional verwendet werden kann, um einen oder mehrere Aspekte der hierin beschriebenen Techniken durchzuführen. Computergerät 710 beinhaltet in der Regel mindestens einen Prozessor 714, der über das Bus-Untersystem 712 mit einer Anzahl von Peripheriegeräten kommuniziert. Diese Peripheriegeräte können ein Speicheruntersystem 724 umfassen, einschließlich beispielsweise eines Speicheruntersystems 725 und eines Dateispeicheruntersystems 726, Benutzeroberflächen-Ausgabevorrichtungen 720, Benutzeroberflächen-Eingabevorrichtungen 722 und eines Netzwerkschnittstellenuntersystems 716. Die Eingabe- und Ausgabegeräte ermöglichen die Interaktion des Benutzers mit dem Computergerät 710. Das Netzwerkschnittstellen-Untersystem 716 stellt eine Schnittstelle für externe Netzwerke bereit und ist mit entsprechenden Schnittstellengeräten in anderen Computergeräten verbunden.
Die Benutzeroberflächen-Eingabevorrichtungen 722 können eine Tastatur, Zeigegeräte, wie eine Maus, ein Trackball, ein Touchpad oder ein Grafiktablett, einen Scanner, einen in die Anzeige integrierten Touchscreen, Audioeingabevorrichtungen wie Spracherkennungssysteme, Mikrofone bzw. andere Arten von Eingabevorrichtungen aufweisen. Im Allgemeinen soll die Verwendung des Begriffs „Eingabegerät“ alle möglichen Gerätearten und Möglichkeiten der Eingabe von Informationen in ein Computergerät 710 oder in ein Kommunikationsnetzwerk beinhalten.
Die Benutzeroberflächen-Ausgabevorrichtungen 720 können ein Anzeigeuntersystem, einen Drucker, ein Faxgerät oder nicht-visuelle Anzeigen, wie beispielsweise Audioausgabevorrichtungen, umfassen. Das Anzeige-Untersystem kann eine Kathodenstrahlröhre (CRT), ein Flachdisplaygerät, wie etwa eine Flüssigkristallanzeige (LCD), ein Projektionsgerät oder einen sonstigen Mechanismus für das Erstellen eines sichtbaren Bildes beinhalten. Das Anzeige-Untersystem kann auch eine nicht visuelle Anzeige, beispielsweise über Audioausgabegeräte, bereitstellen. Im Allgemeinen soll die Verwendung des Begriffs „Ausgabegerät“ alle möglichen Gerätearten und Möglichkeiten der Ausgabe von Informationen aus einem Computergerät 710 oder einer anderen Maschine oder einem anderen Computergerät beinhalten.
Das Speicheruntersystem 724 speichert Programmier- und Datenkonstrukte, welche die Funktionalität einiger oder aller hierin beschriebenen Module bereitstellen. Zum Beispiel kann das Speicheruntersystem 624 die Logik umfassen, um ausgewählte Aspekte der Verfahren der 4 bis 5 auszuführen, und um verschiedene Komponenten, die in den 1 bis 3 dargestellt sind, zu implementieren.
Diese Softwaremodule werden im Allgemeinen vom Prozessor 714 allein oder in Kombination mit anderen Prozessoren ausgeführt. Der in dem Speicheruntersystem 724 verwendete Speicher 725 kann eine Anzahl von Speicher umfassen, die einen Hauptspeicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 730 zum Speichern von Anweisungen und Daten während der Programmausführung und einen Festwertspeicher (ROM) 732, in dem feste Anweisungen gespeichert sind, umfassen. Ein Dateispeicheruntersystem 726 kann persistenten Speicher für Programm- und Datendateien bereitstellen und ein Festplattenlaufwerk, ein Diskettenlaufwerk zusammen mit entsprechenden Wechseldatenträgern, ein CD-ROM-Laufwerk, ein optisches Laufwerk oder wechselbare Medienkassetten umfassen. Die Module, die die Funktionalität bestimmter Implementierungen realisieren, können durch das Dateispeicheruntersystem 726 in dem Speicheruntersystem 724 oder in anderen Maschinen gespeichert werden, auf die der Prozessor 714 zugreift.
Das Bus-Untersystem 712 stellt einen Mechanismus bereit, der es unterschiedlichen Komponenten und Untersystemen von Computergerät 710 erlaubt, wie beabsichtigt miteinander zu kommunizieren. Obwohl das Bus-Untersystem 712 schematisch als ein einzelner Bus dargestellt ist, können alternative Implementierungen des Busuntersystems mehrere Busse verwenden.
Computergerät 710 kann unterschiedlicher Art sein, einschließlich einer Arbeitsstation, eines Servers, eines Computerclusters, eines Blade-Servers, einer Serverfarm, und sonstigen anderen Datenverarbeitungssystemen oder Computergeräten. Aufgrund der sich ständig verändernden Beschaffenheit von Computern und Netzwerken ist die Beschreibung des in 7 abgebildeten Computergeräts 710 nur als ein spezifisches Beispiel zur Veranschaulichung einiger Implementierungen gedacht. Es sind viele andere Konfigurationen des Computergeräts 710 möglich, die mehr oder weniger Komponenten als das in 7 abgebildete Computergerät aufweisen.
Obwohl hier verschiedene Implementierungen beschrieben und dargestellt sind, kann eine Vielfalt von weiteren Mechanismen und/oder Strukturen verwendet werden, um die Funktion durchzuführen und/oder um die Ergebnisse zu erlangen und/oder um einen oder mehrere der hier beschriebenen Vorteile zu erlangen, und es ist beabsichtigt, dass jede solcher Variationen und/oder Modifikationen innerhalb des Umfangs der Implementierungen, wie hierin beschrieben, umfasst ist. Genauer gesagt sollen jegliche hierin beschriebene Parameter, Ausmaße, Materialien und Konfigurationen als beispielhaft betrachtet werden, und die aktuellen Parameter, Ausmaße, Materialien und/oder Konfigurationen sollen von der spezifischen Anwendung oder von Anwendungen, bei welchen die erfindungsgemäße Lehre angewendet wird, abhängen. Fachleute werden anerkennen oder dazu in der Lage sein, sicherzustellen, unter Gebrauch von einer lediglich routinemäßigen Handlung, zu vielen Äquivalenten der hier beschriebenen spezifischen Implementierungen zu gelangen. Es ist daher zu verstehen, dass die zuvor genannten Ausführungsformen lediglich beispielhaft dargelegt sind, und dass, innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente, erfindungsgemäße Implementierungen andersartig in die Praxis umgesetzt werden können als spezifisch beschrieben und beansprucht. Implementierungen der vorliegenden Offenbarung sind auf jedes individuelle Merkmal, System, Artikel, Material, Satz und/oder Verfahren, wie hier beschrieben, gerichtet. Zusätzlich ist eine jegliche Kombination von zwei oder mehreren solcher Merkmale, Systeme, Artikel, Materialien, Sätze und/oder Verfahren, vorausgesetzt, dass solche Merkmale, Systeme, Artikel, Materialien, Sätze und/oder Verfahren nicht gegenseitig inkonsistent sind, innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen.

Claims

Verfahren zur Inbetriebnahme eines verteilten Steuerknotens (DCN) für den Betrieb als Teil eines Prozessautomatisierungssystems, wobei das Verfahren unter Verwendung eines oder mehrerer Prozessoren implementiert wird und Folgendes umfasst: Erkennen, über einen oder mehrere Sensoren einer tragbaren Einrichtungsvorrichtung (PSD), statischer Informationen, die von einem passiven Datenspeicher des DCN übermittelt werden; basierend auf den statischen Informationen, Aufbauen eines bandexternen Kommunikationskanals zwischen dem DCN und der PSD, wobei der bandexterne Kommunikationskanal außerhalb eines Prozessautomatisierungsnetzwerks liegt, über das der DCN mit anderen Prozessautomatisierungsknoten des Prozessautomatisierungssystems kommunikativ gekoppelt werden soll; und Inbetriebnahme des DCN für das Prozessautomatisierungssystem, wobei die Inbetriebnahme den Austausch von Betriebstechnologie-(OT-)Daten zwischen dem DCN und der PSD über den bandexternen Kommunikationskanal beinhaltet, um es dem DCN zu ermöglichen, mit einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk zusammenzuarbeiten, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Inbetriebnahme ferner den Austausch von Informationstechnologie-(IT-)Daten zwischen dem DCN und der PSD über den bandexternen Kommunikationskanal beinhaltet, um dem DCN zu ermöglichen, dem Prozessautomatisierungsnetzwerk beizutreten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die OT-Daten eine oder mehrere OT-Fähigkeiten des DCN beinhalten und das Verfahren Folgendes beinhaltet: Übertragen einer Anforderung für OT-Konfigurationsdaten von der PSD an ein entferntes Computersystem, wobei die Anforderung für OT-Konfigurationsdaten basierend auf der einen oder den mehreren OT-Fähigkeiten des DCN erzeugt wird; Empfangen der OT-Konfigurationsdaten an der PSD; und Schicken der OT-Konfigurationsdaten an den DCN über den bandexternen Kommunikationskanal, wobei das Schicken bewirkt, dass die OT-Konfigurationsdaten auf dem ersten DCN installiert werden, um die Zusammenarbeit zwischen dem DCN und einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten des Prozessautomatisierungssystems zu erleichtern, um den zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Anforderung von der PSD über das Prozessautomatisierungsnetzwerk an das entfernte Computersystem übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Anforderung von der PSD zu dem entfernten Computersystem über ein drahtloses Netzwerk übertragen wird, das von dem Prozessautomatisierungsnetzwerk getrennt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die PSD ein Mobiltelefon umfasst und das drahtlose Netzwerk ein Mobilfunknetzwerk umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der passive Datenspeicher visuelle Zeichen oder ein passives elektronisches Tag umfasst, das die statischen Informationen unter Verwendung von Funkwellen übermittelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die statischen Informationen, die durch den passiven Datenspeicher übermittelt werden, verschlüsselt sind und das Verfahren ferner das Entschlüsseln der statischen Informationen an der PSD beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der bandexterne Kommunikationskanal unter Verwendung von Bluetooth, Zwei-Wege-Nahfeldkommunikation (NFC) oder Wi-Fi direct implementiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend das Wiedergeben einer graphischen Benutzerschnittstelle (GUI) auf einer Anzeige der PSD, wobei die GUI betriebsfähig ist, um mindestens einige der OT-Daten auf dem DCN zu implementieren.
Tragbare Einrichtungsvorrichtung (PSD), die einen oder mehrere Sensoren und Schaltungen umfasst, um: statische Informationen zu empfangen, die von einem passiven Datenspeicher eines verteilten Steuerknotens (DCN) erkannt werden, wobei der DCN für den Betrieb als Teil eines Prozessautomatisierungssystems in Betrieb genommen werden soll. basierend auf den statischen Informationen, einen bandexternen Kommunikationskanal mit dem DCN aufzubauen, wobei der bandexterne Kommunikationskanal außerhalb eines Prozessautomatisierungsnetzwerks liegt, über das der DCN mit anderen Prozessautomatisierungsknoten des Prozessautomatisierungssystems kommunikativ gekoppelt werden soll; und Betriebstechnologie-(OT-)Konfigurationsdaten weiterzuleiten, die von einem entfernten Computersystem an den DCN über den bandexterne Kommunikationskanal erhalten werden, um zu bewirken, dass die OT-Konfigurationsdaten auf dem DCN installiert werden, wodurch der DCN in Betrieb genommen wird, um mit einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk zusammenzuarbeiten, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.
PSD nach Anspruch 11, wobei die PSD die OT-Konfigurationsdaten von dem entfernten Computersystem über das Prozessautomatisierungsnetzwerk empfängt.
PSD nach Anspruch 11 oder 12, wobei die PSD die OT-Konfigurationsdaten von dem entfernten Computersystem über ein drahtloses Netzwerk empfängt, das von dem Prozessautomatisierungsnetzwerk getrennt ist.
PSD nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei einer oder mehrere der Sensoren ein Sichtsensor ist und der passive Datenspeicher einen Barcode oder einen Quick-Review-(QR-)Code umfasst.
PSD nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Schaltung so konfiguriert ist, dass sie das entfernte Computersystem basierend auf den statischen Informationen identifiziert.
PSD nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Schaltung so konfiguriert ist, dass sie das entfernte Computersystem basierend auf Daten identifiziert, die über den bandexternen Kommunikationskanal ausgetauscht werden.
PSD nach einem der Ansprüche 11-16, wobei die Schaltung so konfiguriert ist, dass sie Informationstechnologie-(IT-)Daten von dem entfernten Computersystem über den bandexternen Kommunikationskanal an den DCN weiterleitet, wobei die IT-Daten dem DCN ermöglichen, dem Prozessautomatisierungsnetzwerk beizutreten.
PSD nach einem der Ansprüche 11 bis 17, ferner umfassend eine Anzeige, wobei die Schaltung so konfiguriert ist, dass sie auf der Anzeige eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI) wiedergibt, die betriebsfähig ist, um zu steuern, wie die OT-Konfigurationsdaten auf dem DCN installiert werden.
Verteilter Steuerknoten (DCN), umfassend: erste und zweite Kommunikationsschnittstellen; einen passiven Datenspeicher, der drahtlos von einem Sensor einer tragbaren Einrichtungsvorrichtung (PSD) lesbar ist, wobei der passive Datenspeicher so konfiguriert ist, dass er statische Informationen über das Aufbauen eines bandexternen Kommunikationskanals mit der ersten Kommunikationsschnittstelle des DCN übermittelt, wobei der bandexterne Kommunikationskanal außerhalb eines Prozessautomatisierungsnetzwerks liegt, über das der DCN mit anderen Prozessautomatisierungsknoten des Prozessautomatisierungssystems über die zweite Kommunikationsschnittstelle kommunikativ gekoppelt werden soll; und Schaltung konfiguriert, um: dem bandexternen Kommunikationskanal zwischen der ersten Kommunikationsschnittstelle und der PSD beizutreten; über den bandexternen Kommunikationskanal Betriebstechnologie-(OT-) und Informationstechnologie-(IT-)Konfigurationsdaten, die von der PSD von einem entfernten Computersystem weitergeleitet werden, zu empfangen; basierend auf IT-Konfigurationsdaten die zweite Kommunikationsschnittstelle mit dem Prozessautomatisierungsnetzwerk kommunikativ zu koppeln; und basierend auf den OT-Konfigurationsdaten Daten mit einem oder mehreren der anderen Prozessautomatisierungsknoten auf dem Prozessautomatisierungsnetzwerk auszutauschen, um einen zumindest teilweise automatisierten Prozess zu implementieren.
DCN nach Anspruch 19, wobei die erste Kommunikationsschnittstelle eine drahtlose Personal-Area-Network-(PAN-)Schnittstelle umfasst und die zweite Kommunikationsschnittstelle eine Ethernet-Schnittstelle umfasst.