EP4291959A1 - Verfahren zur einbindung in eine datenübertragung von einer anzahl von an einer i/o-station angeschlossenen i/o-modulen, ein stationskopf zur ausführung eines solchen verfahrens und ein system mit einem solchen stationskopf - Google Patents

Verfahren zur einbindung in eine datenübertragung von einer anzahl von an einer i/o-station angeschlossenen i/o-modulen, ein stationskopf zur ausführung eines solchen verfahrens und ein system mit einem solchen stationskopf

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Publication number
EP4291959A1
EP4291959A1 EP22707656.9A EP22707656A EP4291959A1 EP 4291959 A1 EP4291959 A1 EP 4291959A1 EP 22707656 A EP22707656 A EP 22707656A EP 4291959 A1 EP4291959 A1 EP 4291959A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
station
configuration
target configuration
data
modules
Prior art date
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Pending
Application number
EP22707656.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten MATTHIES
Stefan POLLERT
Klaus Wessling
Carsten Henning
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP4291959A1 publication Critical patent/EP4291959A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/20—Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/04—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output

Definitions

  • the I/O station is then in turn connected to the higher-level automation device via the communication bus.
  • the I/O station usually has a station head, e.g. B. in the form of a bus coupler or a decentralized controller via which the communication from and to the I / O station incl.
  • the associated organization between Communication bus and backplane bus takes place.
  • the process data which come from the field devices receiving input signals in the system and thus originate from a process to be automated, is known to be conventionally cyclic, possibly together with other data influencing the automation of this process, in particular I/O data to be transmitted acyclically -Station, eg with diagnostic data, transmitted to the automation device via the station head of the I/O station by means of the communication bus.
  • the process data that go to the field devices in the system that emit output signals and consequently influence the process to be automated is conventionally sent cyclically, possibly together with others, the automation data influencing this process, in particular data to be transmitted acyclically, are received and forwarded to the field devices connected to the I/O station.
  • This data and its processing can therefore also influence each other directly in terms of content and topicality.
  • a disadvantage of the known prior art is therefore that either the configuration of the I/O station in the engineering software as a whole must be adjusted accordingly if I/O modules are used to record and/or treat other and/or additional data in the I/O station can be added later.
  • an integration mode can then be activated, with activation of the integration mode or after its activation analyzing the number of I/O modules connected to the I/O station with regard to their configuration on the I/O station and it is also checked whether a target configuration for connecting a number of I/O modules to the I/O station for processing data that can be assigned according to this target configuration, in particular primary data, is stored in a memory. If such a target configuration is stored, it is checked in response to the target configuration stored in the memory whether the target configuration can be found based on the number of connected I/O modules.
  • the data to be processed according to the target configuration thus preferably corresponds to primary data which is processed using the number of I/O modules connected according to the target configuration.
  • the data that can be processed and assigned to the I/O modules according to the new configuration therefore preferably corresponds to secondary data.
  • the data i.e.
  • I/O Modules are identified and assigned to the respective configuration, in particular to be identified individually as primary data and secondary data and assigned separately to the respective configuration. It should be pointed out that the analysis of the I/O modules connected to the I/O station with regard to their configuration usually also includes the analysis of the respective types of I/O modules, as well as a target configuration or new configuration then also includes or defines certain types of I/O modules.
  • the I/O station can then be operated with each I/O module assigned to the target configuration in accordance with the target configuration, in particular exclusively in accordance with the target configuration furthermore, the I/O station can be operated with each I/O module assigned to the new configuration independently of and/or in addition to the target configuration according to the new configuration, in particular operated exclusively according to the new configuration in particular for the processing of data that can be assigned according to this new configuration and is independent of the target configuration.
  • the data assigned to a respective configuration in particular the primary data and secondary data, can consequently be processed, ie in particular used, independently of one another and/or in addition to one another within the I/O station.
  • the respective process data which is to be transmitted in particular cyclically, further, in particular acyclic, data that are related to this can expediently also be exchanged.
  • the station head is set up with an interface for coupling the first device by means of a first and/or second of these communication channels and/or with an interface for coupling the further device by means of the second of these communication channels.
  • the station head is also equipped with an activation device for activating the integration mode.
  • the integration mode can advantageously be selected manually by the operator, for example.
  • the activation device can also be designed mechanically, preferably as a mechanical switching or rotary coding device.
  • the rotary coding device can be arranged at the station head.
  • the activation device can also be designed digitally, preferably being operable via a user interface that can be displayed on a website. This advantageous configuration of the activation device means that it can be integrated into existing user interfaces in a particularly user-friendly manner.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an I/O station integrated into a system, in particular an automation system for process control, with a station head set up according to the invention for carrying out the method according to the invention; and
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a system, in particular
  • Automation system for process control integrated I/O station with station head set up according to the invention for carrying out methods according to the invention.
  • the present invention which is used in particular with industrial bus systems such as Profinet RT (Real Time) and Profinet IRT (Isochronous Real Time), in principle also with any other bus systems that can be used as a communication bus, such as Profibus, is described below or also with Ethernet-based communication or data transmission system, in particular in the field of (process) automation technology, for example with Industrial Ethernet, is described in more detail with reference to preferred exemplary embodiments.
  • industrial bus systems such as Profinet RT (Real Time) and Profinet IRT (Isochronous Real Time)
  • Ethernet-based communication or data transmission system in particular in the field of (process) automation technology, for example with Industrial Ethernet, is described in more detail with reference to preferred exemplary embodiments.
  • the figures show preferred embodiments of an I/O station 1 integrated into a system, in particular an automation system for process control, with a station head 16 set up according to the invention, specifically for carrying out methods according to the invention for integrating a number of at the I/O station 1 according to I/O modules connected to a configuration 3 (Fig. 1) or 3' (Fig.
  • the respective data that can be assigned to an actual, target and new configuration in practical implementation expediently generally includes data to be transmitted cyclically, in particular process data, and possibly also data to be transmitted acyclically.
  • data to be transmitted cyclically in particular process data, and possibly also data to be transmitted acyclically.
  • further data that is related to this, in particular acyclic data, such as diagnostic data can expediently also be exchanged.
  • Such data which can be assigned to a common process and is to be exchanged with at least one higher-level device, in particular the automation device provided for its automation, can also be referred to as primary data within the scope of the invention if this data and/or its processing are mutually exclusive in terms of content and can directly influence the topicality.
  • Data to be transmitted parallel to this, but also assigned to the same process but also to another process for further processing independently and without direct influence on the content and the topicality of the primary data can therefore also be referred to as secondary data within the scope of the invention.
  • the analysis of the I/O modules connected to the I/O station with regard to their configuration usually also includes the analysis of the respective types of I/O modules, as well as a target Configuration or re-configuration then includes or defines certain types of I/O modules.
  • I/O station 1 shows the I/O station 1 with a number of I/O modules I/O 1 , I/O 2, I/O 3, for processing data assignable according to this configuration.
  • 2 shows the I/O station 1 with a number of I/O modules I/O 1 , I/O 2 , I/O a , I/O b, I/O 3, I/O c for processing data assignable according to this configuration.
  • Figs. 1 and 2 each show the station head 16 for such an I/O station 1.
  • a station head 16 is in particular part of such an I/O station 1 and usually ensures communication with a device 22 superordinate to the I/O station, in particular an automation device such as a PLC, for data transmission between this and the I/O station.
  • O modules O modules.
  • the station head 16 is preferably set up here in the form of a bus coupler or a decentralized controller.
  • the I/O modules ie according to FIG. 1 to the I/O modules I/O 1 , I/O 2 , I/O 3 or also according to FIG. 2 to the I/O O-modules I / O 1, I / O 2, I / O a, I / O b, I / O 3, I / O c, different, not shown for reasons of clarity field devices of a system connected, the interconnection of I/O modules within the I/O station usually initially via the so-called backplane bus, which is also not shown for reasons of clarity.
  • the backplane bus of the I/O station is then in turn connected externally via the station head 16 via a communication channel 18, in particular a bus system, to the superordinate device 22.
  • the station head 16 itself is set up to be able to be operated in an integration mode.
  • the integration mode is used here Incorporation into a data transmission of the number of I/O modules connected to the I/O station 1 according to the configuration 3 or 3′ for processing data which can be assigned according to this configuration.
  • the number of I/O modules connected to the I/O station 1 with regard to their configuration is 3 or 3' on the I/O station 1 analyzed and it is checked whether a target configuration 6 for connecting a number of I/O modules 2 to the I/O station 1 for processing data 4 that can be assigned according to this target configuration 6 is stored in a memory.
  • the integration mode is therefore also intended within the scope of the invention to first check whether a configuration is already stored that needs to be protected together with the data that can be assigned to this configuration, i.e. to encapsulate, so to speak, so that after integration of the data sent to the I/O - I/O modules connected to the station in the data transmission, all data that can be assigned to this configuration to be protected can be processed as primary data and data that relate to I/O modules that do not belong to this configuration to be protected, i.e. after storing such a configuration to be protected configuration are or have been subsequently added to the I/O station as secondary data can be processed.
  • Such a memory in which such a target configuration 6 can be stored, can in particular be integrated directly in the station head 16 or be part of a device that is superimposed on the I/O station 1 and can be coupled to the station head 16, e.g. according to the exemplary embodiment according to Fig 1 of the higher-level device 22. If the memory is thus, for example, a component of the higher-level device 22, it must first be coupled to the device 22 for data exchange in order to check whether a target configuration 6 is stored.
  • Such a device 22 corresponds consequently preferably an automation device, which is intended to control a process according to the target configuration.
  • the memory itself is not shown in FIGS. been waived.
  • the station head 16 is also expediently set up when operating in integration mode to check whether this target configuration 6 is based on the number of I/O modules according to configuration 3 or 3' can be found. It is assumed that this is the case, for example, in the exemplary embodiment according to FIG. 1 but also in the exemplary embodiment according to FIG I/03 basically correspond to the target configuration 6 in their special configuration.
  • the target configuration also contains or defines the types of I/O modules provided for this purpose, i.e. specific types.
  • the station head 16 is operating in integration mode expediently also set up to then assign each identified I/O module required for finding the target configuration 6 to the target configuration 6, i.e. according to FIG. 1 all I/O modules connected according to configuration 3 or according to FIG. 2 the I/O modules connected according to configuration 3′, which are additionally identified by reference number 2.
  • the station head 16 is thus expediently also set up to enable the I/O station to be operated according to the target configuration 6, specifically with each of the target -Configuration 6 assigned I/O modules 2, i.e. taking into account these I/O modules, in particular exclusively taking into account these I/O modules 2, and on the other hand the operation of the I/O station according to the new configuration 14 enable, namely with each of the new configuration 14 assigned I/O modules 8, i.e. taking into account these I/O modules 8, in particular exclusively taking into account these I/O modules 8.
  • the operation of the I/O station according to the target configuration 6 and the operation of the I/O station according to the new configuration 14 can here, in particular depending on the specific design, preferably additionally, i.e. in particular parallel to one another, or alternatively, in particular, however, independently of one another, be made possible and therefore take place thereupon.
  • each I/O module 2 assigned to the target configuration 6 be considered or released exclusively for operating the I/O station according to the target configuration 6 and each I/O assigned to the new configuration 14 - Module 8 is only considered or released for the operation of the I/O station according to the new configuration 14.
  • the station head 16 also expediently provides resources for communicating via at least two communication channels 18 and 20, which in practical implementation comprise hardware and/or software components be able.
  • resources for communicating via at least two communication channels 18 and 20 which in practical implementation comprise hardware and/or software components be able.
  • the person skilled in the art basically consists of flardware and/or software components established operating resources for the transmission, distribution and processing of information are known, these are not shown in the figures for reasons of clarity, according to the exemplary embodiments shown in the figures, however, provision is made here in particular via a first communication channel, e.g.
  • the I/O station 1 via communication channel 18, for Operating the I/O station 1 with each I/O module 2 assigned to the target configuration 6 according to the target configuration 6, the data connection between each I/O module 2 assigned to the target configuration and a first, the I / O station 1 superimposed and can be coupled to the station head 16 device, ie according to the embodiments shown in the figures, the device 22 to effect.
  • a second communication channel is or can be used to operate the I/O station 1 with each I/O module 8 assigned to the new configuration 14 according to the new -Configuration 6 the data-technical connection between each of the new configuration associated I / O module 8 and a second, the I / O station 1 superimposed and can be coupled to the station head 16 device, ie according to the embodiments shown in the figures, the device 24, to be effected.
  • the station head 16 device ie according to the embodiments shown in the figures, the device 24, to be effected.
  • these at least two communication channels 18 and 20 are shown as physically different or separate communication channels.
  • the at least two communication channels can also, as already explained above, additionally or alternatively be designed as logically different or separate communication channels.
  • the internal data transmission between the station head 16 and the respective I/O modules can then expediently take place via the common backplane bus, via logically separate communication channels and/or appropriate addressing of the I/O modules.
  • the resources made available with the station headend therefore expediently include a type of communication switch for coupling a plurality of communication channels 18, 20 that are physically or logically routed to the outside and the common internal communication bus, i.e. in particular the common backplane bus.
  • a data-technical connection can be operated separately from the data-technical connection operated in relation to the I/O module assigned to the target configuration.
  • the further processing of primary data and secondary data can also be carried out separately but by the common device 22, or the processing of the primary data or secondary data is carried out by device 22 to another data processing device connected to it and not shown in the figures delivered.
  • the station head 16 is thus expediently equipped with a respective interface that but equally for reasons of Clarity is not shown in detail in the figures.
  • a respective interface can be set up in particular for coupling by means of a communication channel or a plurality of communication channels, in particular based on a field bus, such as Profibus, and/or Industrial Ethernet.
  • a significant improvement through application of the invention lies in the fact that I/O modules can also be easily added later, in particular for processing secondary data, without intervention in the engineering of the original target configuration.
  • the target configuration and thus an actual configuration found again in this regard remain the same for the engineering, that is to say in particular for a primary process, and are therefore still valid.
  • Additional secondary data to be processed, in particular according to a more extensive "new configuration" contained therein, is thus available for further processing independently, in particular via a separate communication channel and without affecting the content and the up-to-dateness of the primary data.
  • OPC UA for another separate suitable communication channel 20 for this purpose, for which the secondary data can be made available according to the invention, OPC UA or an open network protocol for "machine-to-machine" communication can also be used, which in particular also enables the transmission of telemetry data in form of messages between devices, such as MQTT ("Message Queuing Telemetry Transport").
  • MQTT Message Queuing Telemetry Transport
  • the I/O modules connected according to a configuration are first analyzed according to their actual configuration, in particular also for identification and potential separation of this data that can be assigned in each case, for example in order to separate primary data from secondary data, i.e. in sequence preferred also identified.
  • the target configuration is either specified by a higher-level device 22, such as a PLC, or corresponds to the actual configuration, which then becomes the target configuration when the integration mode is activated.
  • the I/O modules connected according to a target configuration and the data assigned to them can thus be "encapsulated” according to the invention, in particular encapsulated as primary data to be communicated and processed, i.e. protected as such in particular.
  • particular data identified as primary data are the data and here in particular the process data of those I/O modules that are described in the target configuration, alternatively or additionally, however, also other, in particular acyclic, data associated with this.
  • all data relating to subsequently added I/O modules can also be assigned to the secondary data when the integration mode described is activated. Consequently, one or more I/O modules can easily be added to an I/O station without having to intervene in the engineering of the original target configuration.
  • the adapted structure of the data for their communication with higher-level devices can then be generated according to the order of the I / O modules in the station as shown in particular in FIG.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbindung in eine Datenübertragung von einer Anzahl von an einer I/O-Station (1) gemäß einer Konfiguration (3, 3') angeschlossenen I/O-Modulen (2) zur Verarbeitung von entsprechend dieser Konfiguration zuordenbaren Daten, umfassend mehrere hintereinander ausführbare Verfahrensschritte, die das erfindungsgemäße Verfahren definieren. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Stationskopf (16) zur Ausführung eines solchen Verfahrens und ein System mit einem solchen Stationskopf (16).

Description

Verfahren zur Einbindung in eine Datenübertragung von einer Anzahl von an einer I/O-Station angeschlossenen I/O-Modulen, ein Stationskopf zur Ausführung eines solchen Verfahrens und ein System mit einem solchen Stationskopf
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbindung in eine Datenübertragung von einer Anzahl von an einer I/O-Station angeschlossenen I/O-Modulen sowie ein Stationskopf für eine solche I/O-Station und ein System mit einem solchen Stationskopf.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Feldgeräte wie Messfühler oder Stellglieder zwecks Kommunikation mit einer übergeordneten Automatisierungseinrichtung, z.B. einer speicherprogrammierbaren Steuerung „SPS“, über einen Kommunikationsbus, insbesondere einem Feldbus, wie z.B. Profibus, oder Industrial Ethernet, wie z.B. Profinet, verbunden sind. Im Einzelnen sind hierbei die unterschiedlichen Feldgeräte einer Anlage zunächst mit einzelnen Ein-/Ausgangs-Modulen „I/O-Module“ direkt verbunden, die gemäß einer bestimmten Konfiguration innerhalb einer Ein-/Ausgangs-Station „I/O-Station“ oder auch mehreren solcher I/O-Stationen angeschlossen und verschaltet sind, sodass die Feldgeräte über diese I/O-Module folglich auch mit einer solchen I/O-Station in Verbindung stehen. Die Verschaltung innerhalb der I/O-Station erfolgt üblicherweise zunächst über einen sogenannten Backplane- Bus. Die I/O-Station ist dann wiederum, über den Kommunikationsbus mit der übergeordneten Automatisierungseinrichtung verbunden. Flierzu verfügt die I/O- Station üblicherweise über einen Stationskopf, z. B. in Art eines Buskopplers oder einer dezentralen Steuerung, über den die Kommunikation von und zu der I/O-Station einschl. der damit verbundenen Organisation zwischen Kommunikationsbus und Backplane-Bus erfolgt. Die Prozessdaten, die von den, in der Anlage Eingangssignale empfangenden Feldgeräten kommen, und somit aus einem zu automatisierenden Prozess stammen, werden bekanntermaßen herkömmlicherweise zyklisch, gegebenenfalls zusammen mit weiteren, die Automatisierung dieses Prozesses beeinflussenden Daten, insbesondere azyklisch zu übertragenden Daten der I/O-Station, z.B. mit Diagnosedaten, über den Stationskopf der I/O-Station mittels des Kommunikationsbusses an die Automatisierungseinrichtung übertragen.
Ebenso werden auch über den Stationskopf der I/O-Station mittels des Kommunikationsbusses von der Automatisierungseinrichtung die Prozessdaten, die an die, in der Anlage Ausgangssignale ausgebenden Feldgeräte gehen und folglich den zu automatisierenden Prozess beeinflussen, herkömmlicherweise zyklisch, gegebenenfalls zusammen mit weiteren, die Automatisierung dieses Prozesses beeinflussenden Daten, insbesondere azyklisch zu übertragenden Daten empfangen und an die an der I/O-Station angeschlossenen Feldgeräte weitergeleitet. Diese Daten und deren Verarbeitung können sich somit auch gegenseitig hinsichtlich Inhalt und Aktualität direkt beeinflussen.
Solche, einen gemeinsamen Prozess zuordenbaren und mit einer zu dessen Automatisierung vorgesehenen Automatisierungseinrichtung auszutauschende Daten, in der Regel also zyklische Daten und gegebenenfalls azyklische Daten einer I/O-Station, die sich gegenseitig hinsichtlich Inhalt und Aktualität direkt beeinflussen können, werden nachfolgend als Primärdaten bezeichnet. Zusätzlich erfolgt hierzu teilweise auch eine ergänzende oder alternative, oftmals parallele Datenübertragung - über einen anderen Kommunikationskanal mit einer anderen übergeordneten Einrichtung, wobei die Daten einer solchen ergänzende oder alternativen Datenübertragung für eine ergänzende oder alternative Verarbeitung unabhängig und ohne direkten Einfluss auf den Inhalt und die Aktualität der erstgenannten Daten, d.h. den einander beeinflussenden Daten, zur Verfügung stehen sollen und nachfolgend daher auch als Sekundärdaten bezeichnet werden. Die Sekundärdaten können hierbei demselben Prozess aber auch einem anderen Prozess zugeordnet sein, jedoch muss hierfür in der Regel eine zusätzliche I/O-Station eingesetzt werden, die andere innerhalb dieser zusätzlichen I/O-Station gemäß einer bestimmten Konfiguration angeschlossene und verschaltete I/O-Module besitzt. Als Kommunikationskanal für die teilweise parallel stattfindende ergänzende oder alternative Datenübertragung der Sekundärdaten kann bspw. OPC UA (Open Plattform Communications Unified Architecture) Einsatz finden.
Insbesondere wird vor der Inbetriebnahme einer I/O-Station in herkömmlicher Weise eine Soll-Konfiguration der I/O Station in einer Engineering-Software projektiert. Wie vorstehend ausgeführt, können sich die gemäß Soll- Konfiguration einem gemeinsamen Prozess zuordenbaren Daten und deren Verarbeitung auch gegenseitig hinsichtlich Inhalt und Aktualität direkt beeinflussen. Bei der Inbetriebnahme wird die Soll-Konfiguration mit einer Ist- Konfiguration verglichen, d.h. mit der bestimmten Konfiguration, gemäß welcher innerhalb der I/O-Station die I/O-Module angeschlossen und verschaltet sind. Dabei besteht die Möglichkeit, dass sich, selbst bei einer Abweichung zwischen Soll- und Ist-Konfiguration, die I/O-Station in Betrieb nehmen lässt. Dies gilt aber nur für den Fall, dass in der Ist-Konfiguration I/O-Module fehlen. Sobald I/O-Module in der I/O-Station ergänzt werden, muss die Projektierung der I/O- Station in der Engineering-Software entsprechend angepasst werden. Um beispielsweise nachträglich, durch Hinzufügen von I/O-Modulen, die in der Soll- Konfiguration nicht vorgesehen sind, andere und/oder zusätzliche Daten zu erfassen oder zu behandeln, d.h. einen zu automatisierenden Prozess und/oder die Automatisierung dieses Prozesses beeinflussende Daten zu verarbeiten, welche gemäß Soll-Konfiguration nicht vorgesehen sind und folglich auch keinen direkten Einfluss hinsichtlich Inhalt und Aktualität auf gemäß Soll- Konfiguration dem gemeinsamen Prozess zuordenbaren Daten haben oder haben sollen, muss demnach entweder insgesamt die Projektierung der I/O- Station, d.h. die Soll-Konfiguration angepasst oder wie vorstehend bereits allgemein mit Bezug auf über einen weiteren Kommunikationskanal zu übertragene Sekundärdaten aufgezeigt, parallel, durch Verwendung einer zusätzlichen I/O-Station, ein System zur Erfassung dieser Daten aufgebaut werden. Solche durch nachträgliches Hinzufügen von I/O-Modulen, die in der Soll-Konfiguration nicht vorgesehen sind, zu verarbeitende Daten können beispielsweise auch weitere Prozessdaten (wie Temperaturen, Impulse, etc.), beispielsweise auch Daten zur Fehlersuche, für Predictive Maintenance Zwecke oder zur Maschinen-Validierung/Optimierung umfassen,
Nachteilig an dem bekannten Stand der Technik ist folglich, dass somit entweder die Projektierung der I/O-Station in der Engineering-Software insgesamt entsprechend angepasst werden muss, wenn I/O-Module zur Erfassung und/oder zur Behandlung anderer und/oder zusätzlicher Daten in der I/O-Station nachträglich ergänzt werden. D.h., um nachträglich andere und/oder zusätzlicher Daten verarbeiten zu können, insbesondere Prozessdaten erfassen zu können, die durch das Hinzufügen von I/O-Modulen erfasst werden sollen, jedoch bisher nicht in der Soll-Konfiguration vorgesehen sind, muss die Projektierung der I/O-Station insgesamt, d.h. die Soll-Konfiguration, angepasst werden.
Oder es besteht die weitere Möglichkeit, bei nachträglich hinzuzufügen I/O- Modulen für diese eine zusätzliche I/O-Station vorzusehen, die parallel zu der bereits vorhandenen I/O-Station betrieben wird und mit dieser zusätzlichen I/O- Station ein eigenes System zur Erfassung dieser Daten aufzubauen. Hierbei müssen jedoch zwei I/O-Stationen parallel und unabhängig voneinander betrieben und auch gewartet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten, insbesondere gegenüber dem Stand der Technik wesentlich einfacheren Weg aufzuzeigen, mit dem an eine I/O-Station angeschlossene I/O-Module in eine Datenübertragung eingebunden werden können, d.h. insbesondere in eine beim Betreiben der I/O-Station vorgesehene Datenübertragung korrekt eingebunden werden können, insbesondere auch I/O-Module, die in einer für das Betreiben der I/O-Station vorgesehenen Soll-Konfiguration bisher nicht vorgesehen sind, nachträglich ohne Eingriff in die Soll-Konfiguration hinzugefügt und dennoch in die Datenübertragung eingebunden werden können.
Die oben genannte technische Aufgabenstellung ist mit einem Verfahren des Anspruchs 1 , mit einem Stationskopf mit den Merkmalen des Anspruchs 5 und mit einem System gemäß Anspruch 10 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Dementsprechend ist ein Verfahren zur Einbindung in eine Datenübertragung von einer Anzahl von an einer I/O-Station gemäß einer Konfiguration angeschlossenen I/O-Modulen zur Verarbeitung von entsprechend dieser Konfiguration zuordenbaren Daten, insbesondere Prozessdaten, gemäß der Erfindung vorgesehen. In der I/O-Station sind somit mehrere I/O-Module bereits enthalten, die in praktischer Umsetzung gemäß Konfiguration dazu eingerichtet sind, Daten zu verarbeiten, die von jeweils bestimmten angeschlossenen Feldgeräten empfangen oder an diese ausgegeben werden können. Diese Daten umfassen in praktischer Umsetzung somit zweckmäßig in der Regel zyklisch zu übertragende Daten und gegebenenfalls auch azyklisch zu übertragende Daten.
In einem ersten Schritt kann sodann ein Einbindungsmodus aktiviert werden, wobei durch Aktivieren des Einbindungsmodus, bzw. nach dessen Aktivierung, die Anzahl der an die I/O-Station angeschlossenen I/O-Module hinsichtlich deren Konfiguration an der I/O-Station analysiert und ferner geprüft wird, ob eine Soll-Konfiguration zum Anschließen einer Anzahl von I/O-Modulen an der I/O-Station zur Verarbeitung von entsprechend dieser Soll-Konfiguration zuordenbaren Daten, insbesondere Primärdaten, in einem Speicher hinterlegt ist. Ist eine solche Soll-Konfiguration hinterlegt, wird in Reaktion auf die in dem Speicher hinterlegte Soll-Konfiguration geprüft, ob die Soll-Konfiguration anhand der Anzahl der angeschlossenen I/O-Module aufgefunden werden kann. Kann die Soll-Konfiguration aufgefunden werden, wird in einem drauffolgenden Schritt, d.h. nach erfolgter Analyse der Anzahl der angeschlossenen I/O-Module und in Reaktion auf das Auffinden der Soll- Konfiguration, jedes zum Auffinden der Soll-Konfiguration als hierzu benötigtes identifiziertes I/O-Modul der Soll-Konfiguration zugeordnet und jedes zum Auffinden der Soll-Konfiguration als hierzu nicht benötigtes identifiziertes I/O- Modul einer Neu-Konfiguration zur Verarbeitung von entsprechend dieser Neu- Konfiguration zuordenbaren Daten zugeordnet. Die gemäß der Soll- Konfiguration zu verarbeitenden Daten entsprechen somit bevorzugt Primärdaten, welche mittels der gemäß der Soll-Konfiguration angeschlossenen Anzahl von I/O-Modulen verarbeitet werden. Die Daten, die den I/O-Modulen gemäß der Neu-Konfiguration zuordenbar zu verarbeiten sind, entsprechend somit bevorzugt Sekundärdaten. Die Daten, also in der Regel einem jeweiligen Prozess zugehörige, zyklisch zu übertragende Daten, insbesondere Prozessdaten und/oder gegebenenfalls auch azyklisch zu übertragende Daten, einschl. gegebenenfalls auch azyklisch zu übertragende Prozessdaten,, können hierbei insbesondere anhand der sendenden und empfangenden I/O-Module identifiziert und der jeweiligen Konfiguration zugeordnet werden, insbesondere um als Primärdaten und Sekundärdaten somit jeweils einzeln identifiziert und voneinander getrennt der jeweiligen Konfiguration zugeordnet zu werden. Es sei darauf hinweisen, dass die Analyse der an die I/O-Station angeschlossenen I/O- Module hinsichtlich deren Konfiguration in der Regel zweckmäßig auch die Analyse der jeweiligen Typen von I/O-Modulen beinhaltet, so wie auch eine Soll-Konfiguration oder auch Neu-Konfiguration dann jeweils bestimmte Typen von I/O-Modulen mitumfasst oder definiert.
In Reaktion auf eine solche Zuordnung zu der Neu-Konfiguration, kann dann die I/O-Station mit jedem, der Soll-Konfiguration zugeordnetem I/O-Modul gemäß der Soll-Konfiguration, insbesondere ausschließlich gemäß der Soll- Konfiguration, betrieben werden und es kann ferner die I/O-Station mit jedem, der Neu-Konfiguration zugeordnetem I/O-Modul unabhängig von und/oder zusätzlich zu der Soll-Konfiguration gemäß der Neu-Konfiguration betrieben werden, insbesondere ausschließlich gemäß der Neu-Konfiguration betrieben werden, insbesondere zur von der Soll-Konfiguration unabhängigen Verarbeitung von entsprechend dieser Neu-Konfiguration zuordenbaren Daten. Die einer jeweiligen Konfiguration zugeordneten Daten, insbesondere also die Primärdaten- und Sekundärdaten, können folglich unabhängig voneinander und/oder zusätzlich zueinander innerhalb der I/O-Station verarbeitet, also insbesondere genutzt werden. Alternativ oder ergänzend zu jeweiligen, insbesondere zyklisch zu übertragenden Prozessdaten können zweckmäßig gegebenenfalls auch hiermit in Zusammenhang stehende weitere, insbesondere azyklische Daten ausgetauscht werden.
In vorteilhafter Weise ist folglich auch ein einfaches nachträgliches Hinzufügen von I/O-Modulen zur Verarbeitung von Daten, die gemäß einerweiteren, ergänzenden oder neuen Konfiguration hinzuzufügen sind, also insbesondere von Sekundärdaten, möglich, ohne, dass ein Eingriff in die Soll-Konfiguration erfolgen muss.
Die Daten, die der Neu-Konfiguration hinzugefügt werden, also insbesondere Sekundärdaten, stehen somit in vorteilhafter Weise für eine weitere Verarbeitung ohne Einfluss auf den Inhalt und die Aktualität der Daten zur Verfügung, welche durch die bereits gemäß einer Soll-Konfiguration vorhanden I/O-Module verarbeitet werden, d.h. insbesondere ohne Einfluss auf den Inhalt und die Aktualität von Primärdaten zur Verfügung.
Ferner wird die oben gestellte Aufgabenstellung durch einen Stationskopf für eine I/O-Station gelöst, der eine Anzahl von an der I/O-Station gemäß einer Konfiguration angeschlossenen I/O-Modulen zur Verarbeitung von entsprechend dieser Konfiguration zuordenbaren Daten aufweist. Der Stationskopf ist dazu eingerichtet, in einem Einbindungsmodus betrieben werden zu können. Der Stationskopf ist beim Betreiben im Einbindungsmodus eingerichtet, zur Analyse der Anzahl der an die I/O-Station angeschlossenen I/O-Module hinsichtlich deren Konfiguration an der I/O-Station und zur Prüfung, ob eine Soll-Konfiguration zum Anschließen einer Anzahl von I/O-Modulen an der I/O-Station zur Verarbeitung von entsprechend dieser Soll-Konfiguration zuordenbaren Daten, insbesondere Primärdaten, in einem Speicher hinterlegt ist. Für den Fall, dass eine solche Soll-Konfiguration hinterlegt ist, ist des Weiteren der Stationskopf beim Betreiben im Einbindungsmodus ferner dazu eingerichtet, in Reaktion auf eine solche, in dem Speicher hinterlegte Soll- Konfiguration zu prüfen, ob die Soll-Konfiguration anhand der Anzahl der l/O- Module aufgefunden werden kann. Für den Fall, dass die Soll-Konfiguration aufgefunden werden kann, ist der Stationskopf beim Betreiben im Einbindungsmodus ferner nach Analyse der Anzahl der I/O-Module und in Reaktion auf das Auffinden der Soll-Konfiguration eingerichtet, jedes zum Auffinden der Soll-Konfiguration als hierzu benötigtes identifiziertes I/O-Modul der Soll-Konfiguration zuzuordnen und jedes zum Auffinden der Soll- Konfiguration als hierzu nicht benötigtes identifiziertes I/O-Modul einer Neu- Konfiguration zur Verarbeitung von entsprechend dieser Neu-Konfiguration zuordenbaren Daten, also insbesondere Sekundärdaten, zuzuordnen. Für den Fall, dass solche Zuordnung zu der Neu-Konfiguration erfolgen kann, ist der Stationskopf eingerichtet, in Reaktion auf die Zuordnung zu der Neu- Konfiguration, das Betreiben der I/O-Station mit jedem, der Soll-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul gemäß der Soll-Konfiguration zu ermöglichen, insbesondere ausschließlich gemäß der Soll-Konfiguration, und das Betreiben der I/O-Station mit jedem, der Neu-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul unabhängig von und/oder zusätzlich zu der Soll-Konfiguration gemäß der Neu- Konfiguration zu ermöglichen, insbesondere ausschließlich gemäß der Neu- Konfiguration, insbesondere zur von der Soll-Konfiguration unabhängigen Verarbeitung von entsprechend dieser Neu-Konfiguration zuordenbaren Daten.
Auch durch den erfindungsgemäßen Stationskopf ist somit in vorteilhafter weise ein nachträgliches Flinzufügen von I/O-Modulen zur Verarbeitung von Daten, insbesondere zur Verarbeitung von Sekundär-Prozessdaten möglich, ohne, dass ein Eingriff in die Soll-Konfiguration erfolgen muss. Der erfindungsgemäße Stationskopf ist folglich bevorzugt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbar, d.h. zur Einbindung in eine Datenübertragung von einer Anzahl von an einer I/O-Station gemäß einer Konfiguration angeschlossenen I/O-Modulen zur Verarbeitung von entsprechend dieser Konfiguration zuordenbaren Daten einsetzbar, bzw. kann hierfür bevorzugt eingesetzt werden.
Die oben genannte Aufgabenstellung wird ferner gelöst durch ein System mit dem Stationskopf gemäß Lösung der Erfindung, mit einer solchen I/O-Station und einem Speicher, wobei der Speicher je nach spezifischer Ausführungsform des Systems im Stationskopf integriert sein kann, Bestandteil einer ersten, der I/O-Station überlagerten, bzw. nachfolgend auch als übergeordnet bezeichneten, und an den Stationskopf koppelbaren Einrichtung sein kann, insbesondere einer übergeordneten Automatisierungseinrichtung, z.B. einer speicherprogrammierbaren Steuerung „SPS“.
Bevorzugt zeichnet sich das Verfahren ferner dadurch aus, dass eine datentechnische-Verbindung zum Betreiben der I/O-Station mit jedem, der Soll- Konfiguration zugeordneten I/O-Modul gemäß der Soll-Konfiguration und einer ersten, der I/O-Station überlagerten, bzw. übergeordneten, und daran angekoppelten Einrichtung unabhängig von einer datentechnischen Verbindung zwischen der I/O-Station und dieser oder einer weiteren, der I/O-Station übergeordneten und daran angekoppelten Einrichtung zum Betreiben der I/O- Station mit jedem, der Neu-Konfiguration zugeordneten I/O-Module gemäß der Soll-Konfiguration bewirkt wird.
In vorteilhafter Weise werden somit zur Übertragung insbesondere von Primärdaten und zur Übertragung insbesondere von Sekundärdaten zu den jeweils angekoppelten Einrichtungen unabhängige datentechnische Verbindungen bereitgestellt, sodass für die einer jeweiligen Konfiguration zugeordneten Daten bevorzugt auch jeweils geeignete, insbesondere unterschiedliche Kommunikationskanäle, und also insbesondere auch jeweils geeignete, auch unterschiedliche Protokolle genutzt werden können. Die unterschiedlichen Kommunikationskanäle können hierbei als physisch unterschiedliche bzw. getrennte Kommunikationskanäle ausgebildet sein und/oder als logisch unterschiedliche bzw. getrennte Kommunikationskanäle.
Insbesondere hierzu ist ferner vorgesehen, dass für den Betrieb der I/O-Station die entsprechend der Soll-Konfiguration zuordenbaren Daten, also insbesondere die Primärdaten, zur Verarbeitung innerhalb einer ersten Datenstruktur eingebettet werden und die entsprechend der Neu-Konfiguration zuordenbaren Daten, also insbesondere die Sekundärdaten, zur Verarbeitung innerhalb einer zweiten Datenstruktur eingebettet werden.
Insbesondere zur diesbezüglichen praktischen Umsetzung umfasst der Stationskopf in bevorzugter Weiterbildung Betriebsmittel zum Kommunizieren über mehrere Kommunikationskanäle, d.h. über mehre physisch und/oder logisch getrennte Kommunikationskanäle, und ist zum Betreiben der I/O-Station mit jedem der Soll-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul gemäß der Soll- Konfiguration eingerichtet, die datentechnische-Verbindung zwischen jedem der Soll-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul und einer ersten, der I/O-Station überlagerten und an den Stationskopf koppelbaren Einrichtung über diese Kommunikationskanäle zu bewirken. Die Einrichtung kann beispielsweise als Speicherprogrammierbare Steuerung ausgebildet sein. In ergänzender oder alternativer weiter bevorzugter Ausführungsform ist der Stationskopf des Weiteren zum Betreiben der I/O-Station mit jedem der Neu-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul gemäß der Soll-Konfiguration eingerichtet, die datentechnische Verbindung zwischen jedem der Neu-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul und dieser ersten oder einer weiteren, der I/O-Station überlagerten und an den Stationskopf koppelbaren Einrichtung über diese Kommunikationskanäle zu bewirken.
Eine solche weitere an den Stationskopf angebundene Einrichtung kann beispielsweise als eine Cloud-Speichervorrichtung ausgebildet sein. Durch diese bevorzugten Ausführungen können somit zweckmäßig die erste Einrichtung Daten mit den I/O-Modulen der Soll-Konfiguration austauschen und/oder kommunizieren und die zweite Einrichtung Daten mit den I/O-Modulen der Neu-Konfiguration. In vorteilhafter weise ist es jedoch im Rahmen der Erfindung auch möglich, zur Kommunikation mit der wenigstens einen übergeordneten Einrichtung Betriebsmittel zum Kommunizieren über mehrere, lediglich logisch getrennte Kommunikationskanäle zur Verfügung zu stellen sodass die Datenübertragung zwischen der I/O-Station und der wenigstens einen übergeordneten Einrichtung von der Soll-Konfiguration zuordenbaren Daten und von der Neu-Konfiguration zuordenbare Daten jeweils über lediglich logisch getrennte Kommunikationskanäle erfolgt.
Insbesondere ist vorgesehen, Betriebsmittel zur Verfügung zu stellen, so dass in jedem Fall die interne Datenübertragung zwischen dem Stationskopf und den jeweiligen I/O-Modulen jeweils über einen gemeinsamen Bus, insbesondere Backplane-Bus, über logisch getrennte Kommunikationskanäle und/oder entsprechende Adressierung erfolgen kann. Die Betriebsmittel umfassen folglich zweckmäßig eine Art Kommunikationsweiche, zur Kopplung zweier, physisch oder logisch nach außen geführter Kommunikationskanäle und einem gemeinsamen internen Kommunikations-Bus.
Ferner kann hierbei in weiterer bevorzugter Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Stationskopf mit einer Schnittstelle zur Ankopplung der ersten Einrichtung mittels eines ersten und/oder zweiten dieser Kommunikationskanäle eingerichtet ist und/oder mit einer Schnittstelle zur Ankopplung der weiteren Einrichtung mittels des zweiten dieser Kommunikationskanäle.
In weiterer bevorzugter Ausführung ist ferner in Bezug auf das Verfahren und/oder auf den Stationskopf für den Fall, dass keine Soll-Konfiguration in dem Speicher hinterlegt ist, vorgesehen, in Reaktion darauf, dass keine Soll- Konfiguration in dem Speicher hinterlegt ist, eine nach Analyse der Anzahl der an die I/O-Station angeschlossenen I/O-Module hinsichtlich deren Konfiguration identifizierte Konfiguration als Soll-Konfiguration zum Anschließen einer Anzahl von I/O-Modulen an der I/O-Station zur Verarbeitung von entsprechend dieser Soll-Konfiguration zuordenbaren Daten in dem Speicher zu hinterlegen, wobei in diesem Fall das Verfahren und/oder der Stationskopf ferner insbesondere eingerichtet sind, das Betreiben der I/O-Station mit jedem, der SollKonfiguration zugeordneten I/O-Modul gemäß der Soll-Konfiguration zu ermöglichen.
Ergänzend oder alternativ ist in Bezug auf das Verfahren und/oder auf den Stationskopf beim Betreiben im Einbindungsmodus für den Fall, dass keine Soll- Konfiguration aufgefunden werden kann, ferner vorgesehen, nach Analyse der Anzahl der I/O-Module und in Reaktion darauf, dass die Soll-Konfiguration nicht aufgefunden werden kann, entweder ein Fehlersignal auszugeben und in diesem Fall ferner insbesondere ferner, das Betreiben der I/O-Station nicht zu ermöglichen, oder zum Prüfen, ob eine betreibbare Untermenge der Soll- Konfiguration anhand der analysierten Anzahl der angeschlossenen I/O-Module aufgefunden werden kann, wobei in Reaktion auf das Auffinden einer solchen Untermenge mit der Zuordnung jedes zum Auffinden der Untermenge der Soll- Konfiguration als hierzu benötigtes identifiziertes I/O-Modul der Soll- Konfiguration fortgefahren wird, und in Reaktion auf das Auffinden keiner solchen Untermenge zum Ausgeben eines Fehlersignals.
Ergänzend oder alternativ ist ferner in Bezug auf das Verfahren und/oder auf den Stationskopf für den Fall, dass keinerlei Zuordnung eines einziges I/O- Modul zu der Neu-Konfiguration erfolgt ist, vorgesehen, in Reaktion darauf, dass keine Zuordnung zu der Neu-Konfiguration erfolgt ist, das Betreiben der I/O-Station mit jedem, der Soll-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul gemäß der Soll-Konfiguration zu ermöglichen.
In einer weiteren, bevorzugten, jedoch gleichermaßen ergänzenden oder alternativen Ausgestaltungsform ist der Stationskopf ferner mit einer Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren des Einbindungsmodus eingerichtet. In vorteilhafter Weise kann der Einbindungsmodus z.B. manuell durch den Bediener ausgewählt werden. Ergänzend oder alternativ kann die Aktivierungsvorrichtung ferner mechanisch ausgebildet, vorzugsweise als mechanische Schalt-, oder Drehkodiervorrichtung. Die Drehkodierungsvorrichtung kann in einer bevorzugten Ausführungsform am Stationskopf angeordnet sein. Ergänzend oder alternativ kann die Aktivierungsvorrichtung jedoch auch digital ausgebildet sein, vorzugsweise über eine, auf einer Webseite darstellbaren Bedienoberfläche bedienbar sein. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Aktivierungsvorrichtung kann diese besonders bedienerfreundlich in bestehende Benutzeroberflächen integriert werden. Ergänzend oder alternativ kann die Aktivierungsvorrichtung jedoch auch mit einer Service-Schnittstelle am Stationskopf zum Bedienen gekoppelt und/oder mittels eines Passwortes über eine Standard-Schnittstelle am Stationskopf bedienbar sein. Durch diese Ausgestaltungsform der Aktivierungsvorrichtung ist sichergestellt, dass nur berechtigte Benutzer auf das erfindungsgemäße Verfahren direkt oder über eine Schnittstelle erfindungsgemäß zugreifen dürfen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, woraus noch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung offensichtlich werden. Es zeigen:
Fig. 1 zur Durchführung erfindungsgemäßer Verfahren eine erste Ausführungsformen einer in ein System, insbesondere Automatisierungssystem zur Prozesssteuerung, eingebundenen I/O- Station mit erfindungsgemäß eingerichtetem Stationskopf; und Fig. 2 eine zweite Ausführungsformen einer in ein System, insbesondere
Automatisierungssystem zur Prozesssteuerung, eingebundenen I/O- Station mit erfindungsgemäß eingerichtetem Stationskopf zur Durchführung erfindungsgemäßer Verfahren.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung, welche insbesondere mit industriellen Bussystemen wie Profinet RT (Real Time) und Profinet IRT (Isochronous Real Time), grundsätzlich auch mit beliebigen anderen, als Kommunikationsbus einsetzbaren Bussystemen, wie zum Beispiel Profibus oder auch mit Ethernet-basiertem Kommunikations- bzw. Datenübertragungssystem, insbesondere im Bereich der (Prozess- )Automatisierungstechnik, z.B. mit Industrial-Ethernet einsetzbar ist, anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele detaillierter beschrieben.
Die Figuren zeigen hierzu bevorzugte Ausführungsformen einer in ein System, insbesondere Automatisierungssystem zur Prozesssteuerung, eingebundenen I/O-Station 1 mit erfindungsgemäß eingerichtetem Stationskopf 16, und zwar zur Durchführung erfindungsgemäßer Verfahren zur Einbindung von einer Anzahl von an der I/O-Station 1 gemäß einer Konfiguration 3 (Fig. 1 ) bzw. 3‘ (Fig. 2) angeschlossenen I/O-Modulen zur Verarbeitung von entsprechend dieser Konfiguration zuordenbaren Daten, insbesondere Prozessdaten, in eine Datenübertragung, wobei nach Aktivieren eines Einbindungsmodus die Anzahl der an die I/O-Station 1 angeschlossenen I/O-Module hinsichtlich deren Konfiguration an der I/O-Station analysiert werden und geprüft wird, ob eine Soll-Konfiguration 6 zum Anschließen einer Anzahl von I/O-Modulen 2 an der I/O-Station 1 zur Verarbeitung von entsprechend dieser Soll-Konfiguration 6 zuordenbaren Daten 4, insbesondere Primärdaten, in einem Speicher hinterlegt ist, in Reaktion auf eine in dem Speicher hinterlegte Soll-Konfiguration 6 geprüft wird, ob die Soll-Konfiguration 6 anhand der Anzahl der I/O-Module 2 aufgefunden werden kann, nach Analyse der Anzahl der I/O-Module und in Reaktion auf das Auffinden der Soll-Konfiguration 6, jedes zum Auffinden der Soll-Konfiguration 6 als hierzu benötigtes identifiziertes I/O-Modul 2 der Soll- Konfiguration 6 zugeordnet wird und jedes zum Auffinden der Soll-Konfiguration 6 als hierzu nicht benötigtes identifiziertes I/O-Modul 8 einer Neu-Konfiguration 14 zur Verarbeitung von entsprechend dieser Neu-Konfiguration 14 zuordenbaren Daten 10, insbesondere Sekundärdaten, zugeordnet wird, und in Reaktion auf die Zuordnung zu der Neu-Konfiguration 14 die I/O-Station 1 mit jedem, der Soll-Konfiguration 6 zugeordnetem I/O-Module 2 gemäß der Soll- Konfiguration 6 betrieben werden kann und ferner die I/O-Station 1 mit jedem, der Neu-Konfiguration 14 zugeordnetem I/O-Modul 8 unabhängig von und/oder zusätzlich zu der Soll-Konfiguration 6 gemäß der Neu-Konfiguration 14 betrieben werden kann.
Diesbezüglich sei nochmals herausgestellt, dass jeweilige, einer Ist-, Soll- und Neu-Konfiguration zuordenbare Daten in praktischer Umsetzung zweckmäßig in der Regel zyklisch zu übertragende Daten, insbesondere Prozessdaten und gegebenenfalls auch azyklisch zu übertragende Daten umfassen. Alternativ oder ergänzend zu jeweiligen, insbesondere zyklisch zu übertragenden Prozessdaten können zweckmäßig gegebenenfalls auch hiermit in Zusammenhang stehende weitere Daten, insbesondere azyklische Daten, wie z.B. Diagnosedaten ausgetauscht werden.
Solche Daten, die einem gemeinsamen Prozess zuordenbar und mit wenigstens einer übergeordneten Einrichtung, insbesondere zu dessen Automatisierung vorgesehenen Automatisierungseinrichtung, auszutauschen sind, können im Rahmen der Erfindung ferner definitionsgemäß als Primärdaten bezeichnet werden, wenn sich diese Daten und/oder deren Verarbeitung gegenseitig hinsichtlich Inhalt und die Aktualität direkt beeinflussen können. Parallel hierzu zu übertragende, demselben Prozess aber auch einem anderen Prozess zugeordnete Daten für eine weitere Verarbeitung unabhängig und ohne direkten Einfluss auf den Inhalt und die Aktualität der Primärdaten können daher nachfolgend im Rahmen der Erfindung definitionsgemäß ferner als Sekundärdaten bezeichnet werden.
Ferner sei ferner darauf hinweisen, dass die Analyse der an die I/O-Station angeschlossenen I/O-Module hinsichtlich deren Konfiguration in der Regel zweckmäßig auch die Analyse der jeweiligen Typen von I/O-Modulen beinhaltet, so wie auch eine Soll-Konfiguration oder auch Neu-Konfiguration dann jeweils bestimmte Typen von I/O-Modulen mitumfasst oder definiert.
Im Einzelnen ist in der Fig. 1 die I/O-Station 1 mit einer Anzahl von an der I/O- Station 1 gemäß einer Konfiguration 3 angeschlossenen I/O-Modulen I/O 1 , I/O 2, I/O 3, zur Verarbeitung von entsprechend dieser Konfiguration zuordenbaren Daten gezeigt. In der Fig. 2 ist die I/O-Station 1 mit einer Anzahl von an der I/O- Station 1 gemäß einer Konfiguration 3‘ angeschlossenen I/O-Modulen I/O 1 , I/O 2, I/O a, I/O b, I/O 3, I/O c zur Verarbeitung von entsprechend dieser Konfiguration zuordenbaren Daten gezeigt.
Ferner ist den Fign. 1 und 2 jeweils der Stationskopf 16 für eine solche I/O- Station 1 gezeigt. Flerkömmlicherweise ist ein solcher Stationskopf 16 insbesondere Teil einer solchen I/O-Station 1 und sorgt üblicherweise für die Kommunikation mit einer der I/O-Station übergeordneten Einrichtung 22, insbesondere Automatisierungseinrichtung, wie z.B. einer SPS, zur Datenübertragung zwischen diesem und den I/O-Modulen.
Für diese Kommunikation und insbesondere für die damit auch verbundene Weiterleitung von, von den I/O-Modulen verarbeiteten oder zu bearbeitenden Daten, d.h. insbesondere die gemäß Konfiguration 3 von den I/O-Modulen 2 kommenden Daten bzw. die an die I/O-Module gerichteten Daten entsprechend weiterzuleiten, ist der Stationskopf 16 hier bevorzugt in Art eines Buskopplers oder einer dezentralen Steuerung eingerichtet.
In praktischer Umsetzung sind somit zweckmäßig an die I/O-Module, d.h. gemäß Fig. 1 an die I/O-Module I/O 1 , I/O 2, I/O 3 oder auch gemäß Fig. 2 an die I/O-Module I/O 1 , I/O 2, I/O a, I/O b, I/O 3, I/O c, verschiedene, aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte Feldgeräte einer Anlage angebunden, wobei die Verschaltung der I/O-Module innerhalb der I/O-Station üblicherweise zunächst über den sogenannten, gleichermaßen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Backplane-Bus erfolgt. Der Backplane-Bus der I/O-Station ist dann wiederum über den Stationskopf 16 datentechnisch nach außen, über einen Kommunikationskanal 18, insbesondere eines Bussystems, mit der übergeordneten Einrichtung 22 verbunden. Der Stationskopf 16 selbst, ist gemäß Erfindung eingerichtet, in einem Einbindungsmodus betrieben werden zu können. Der Einbindungsmodus dient hierbei in praktischer Ausbildung, wie nachfolgend näher beschrieben, der Einbindung in eine Datenübertragung der Anzahl von an der I/O-Station 1 gemäß der Konfiguration 3 oder 3‘angeschlossenen I/O-Modulen zur Verarbeitung von entsprechend dieser Konfiguration zuordenbaren Daten.
Nach Aktivierung des Einbindungsmodus, und also insbesondere beim Betreiben des Stationskopfes 16 im Einbindungsmodus, wird die Anzahl der an die I/O-Station 1 angeschlossenen I/O-Module hinsichtlich deren Konfiguration 3 bzw. 3‘ an der I/O-Station 1 analysiert und es wird geprüft, ob eine Soll- Konfiguration 6 zum Anschließen einer Anzahl von I/O-Modulen 2 an der I/O- Station 1 zur Verarbeitung von entsprechend dieser Soll-Konfiguration 6 zuordenbaren Daten 4 in einem Speicher hinterlegt ist.
Der Einbindungsmodus ist im Rahmen der Erfindung folglich insbesondere auch dafür vorgesehen, zunächst zu prüfen, ob bereits eine Konfiguration hinterlegt ist, die es gilt gemeinsam mit den dieser Konfiguration zuordenbaren Daten zu schützen, d.h. quasi einzukapseln, sodass nach Einbindung der an die I/O- Station angeschlossenen I/O-Module in die Datenübertragung alle dieser zu schützenden Konfiguration zuordenbaren Daten als Primärdaten verarbeitet werden können und Daten, die I/O-Module betreffen, welche nicht dieser zu schützenden Konfiguration zugehörig sind, d.h. nach Hinterlegung einer solchen zu schützenden Konfiguration nachträglich an der I/O-Station ergänzt werden oder worden sind, als Sekundärdaten verarbeitet werden können.
Ein solcher Speicher, in welchem eine solche Soll-Konfiguration 6 hinterlegt sein kann, kann insbesondere direkt im Stationskopf 16 integriert sein oder Bestandteil einer mit der I/O-Station 1 überlagerten und an den Stationskopf 16 koppelbaren Einrichtung sein, z.B. gemäß Ausführungsbespiel nach Fig. 1 der übergeordneten Einrichtung 22. Ist der Speicher somit z.B. Bestandteil der übergeordneten Einrichtung 22 muss folglich zur Prüfung, ob eine Soll- Konfiguration 6 hinterlegt ist zunächst auch eine Kopplung mit der Einrichtung 22 zum Datenaustausch erfolgt sein. Eine solche Einrichtung 22 entspricht folglich bevorzugt einer Automatisierungseinrichtung, welche einen Prozess gemäß der Soll-Konfiguration steuern soll. Auf die Darstellung des Speichers selbst, ist jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Fign. verzichtet worden.
Ergibt die Prüfung, dass eine solche Soll-Konfiguration 6 in dem Speicher hinterlegt ist, ist der Stationskopf 16 beim Betreiben im Einbindungsmodus zweckmäßig ferner eingerichtet, daraufhin zu prüfen, ob diese SollKonfiguration 6 anhand der Anzahl der I/O-Module gemäß Konfiguration 3 bzw. 3‘ aufgefunden werden kann. Es sei angenommen, dass dies beispielsweise beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aber auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Fall ist, d.h. die in den Figuren zusätzlich mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichneten I/O-Module I/O 1 , I/02 und I/03 entsprechen in deren spezieller Konfiguration grundsätzlich der SollKonfiguration 6.
Wie vorstehend bereits ausgeführt, beinhaltet eine solche Analyse in der Regel zweckmäßig auch die Analyse der jeweiligen Typen von I/O-Modulen. Auch die Soll-Konfiguration beinhaltet oder definiert folglich zweckmäßig auch die hierfür jeweils vorgesehen, d.h. bestimmten Typen von I/O-Modulen.
Ergibt also die Prüfung nach Analyse der Anzahl der I/O-Module, dass eine solche Soll-Konfiguration 6 anhand der Anzahl der I/O-Module gemäß Konfiguration 3 bzw. 3‘ aufgefunden werden kann, ist der Stationskopf 16 beim Betreiben im Einbindungsmodus zweckmäßig ferner eingerichtet, daraufhin jedes zum Auffinden der Soll-Konfiguration 6 als hierzu benötigtes identifiziertes I/O-Modul der Soll-Konfiguration 6 zuzuordnen, d.h. gemäß Fig. 1 alle gemäß Konfiguration 3 angeschlossenen I/O-Module bzw. gemäß Fig. 2 die gemäß Konfiguration 3‘angeschlossenen I/O-Module, die zusätzlich mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichnet sind. Jedes weitere zum Auffinden der Soll- Konfiguration als hierzu nicht benötigtes identifiziertes I/O-Modul wird ferner einer Neu-Konfiguration 14 zur Verarbeitung von entsprechend dieser Neu- Konfiguration zuordenbaren Daten 10 zugeordnet, d.h. gemäß Fig. 2 die gemäß Konfiguration 3‘angeschlossenen I/O-Module, die zusätzlich mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnet sind.
Ist eine solche Zuordnung von I/O-Modulen zu der Neu-Konfiguration 14 erfolgt, ist der Stationskopf 16 somit zweckmäßig ferner eingerichtet, das Betreiben der I/O-Station gemäß der Soll-Konfiguration 6 zu ermöglichen, und zwar mit jedem der Soll-Konfiguration 6 zugeordneten I/O-Module 2, d.h. unter Berücksichtigung dieser I/O-Module, insbesondere ausschließlich unter Berücksichtigung dieser I/O-Module 2, und andererseits das Betreiben der I/O- Station gemäß der Neu-Konfiguration 14 zu ermöglichen, und zwar mit jedem der Neu-Konfiguration 14 zugeordneten I/O-Module 8, d.h. unter Berücksichtigung dieser I/O-Module 8, insbesondere ausschließlich unter Berücksichtigung dieser I/O-Module 8.
Das Betreiben der I/O-Station gemäß der Soll-Konfiguration 6 und das Betreiben der I/O-Station gemäß der Neu-Konfiguration 14 kann hierbei, insbesondere je nach spezieller Ausführung, bevorzugt ergänzend, d.h. insbesondere parallel zueinander, oder auch alternativ, insbesondere jedoch unabhängig voneinander, ermöglicht sein und also daraufhin erfolgen.
Ferner wird bevorzugt, jedes der Soll-Konfiguration 6 zugeordnete I/O-Modul 2 ausschließlich für das Betreiben der I/O-Station gemäß der Soll-Konfiguration 6 berücksichtigt bzw. hierfür freigegeben und jedes, der Neu-Konfiguration 14 zugeordnete I/O-Modul 8 ausschließlich für das Betreiben der I/O-Station gemäß der Neu-Konfiguration 14 berücksichtigt bzw. hierfür freigegeben.
Insbesondere, um ein solches ergänzendes und/oder alternatives Betreiben der I/O-Station zu ermöglichen, stellt der Stationskopf 16 ferner zweckmäßig Betriebsmittel zum Kommunizieren über wenigstens zwei Kommunikationskanäle 18 und 20 zur Verfügung, die in praktischer Umsetzung Hardware-und/oder Softwarekomponenten umfassen können. Da dem Fachmann jedoch grundsätzlich aus Flardware-und/oder Softwarekomponenten aufgebaute Betriebsmittel zum Übertragen, Verteilen und Verarbeiten von Informationen bekannt sind, sind diese aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht weiter in den Figuren dargestellt gemäß der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen ist hierbei jedoch insbesondere vorgesehen, über einen ersten Kommunikationskanal, z.B. über den Kommunikationskanal 18, zum Betreiben der I/O-Station 1 mit jedem, der Soll-Konfiguration 6 zugeordneten I/O-Modul 2 gemäß der Soll-Konfiguration 6 die datentechnische Verbindung zwischen jedem der Soll-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul 2 und einer ersten, der I/O-Station 1 überlagerten und an den Stationskopf 16 koppelbaren Einrichtung, d.h. gemäß der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen die Einrichtung 22, zu bewirken. Über einen zweiten Kommunikationskanal, gemäß der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen z.B. über den Kommunikationskanal 20, wird bzw. kann hierbei zum Betreiben der I/O-Station 1 mit jedem, der Neu-Konfiguration 14 zugeordneten I/O-Modul 8 gemäß der Neu-Konfiguration 6 die datentechnische-Verbindung zwischen jedem der Neu- Konfiguration zugeordneten I/O-Modul 8 und einer zweiten, der I/O-Station 1 überlagerten und an den Stationskopf 16 koppelbaren Einrichtung, d.h. gemäß der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen die Einrichtung 24, bewirkt werden. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass in Fig. 2 diese wenigstens zwei Kommunikationskanäle 18 und 20 zwar als physisch unterschiedliche bzw. getrennte Kommunikationskanäle dargestellt sind. Im Rahmen der Erfindung können die wenigstens zwei Kommunikationskanäle jedoch auch, wie vorstehend bereits ausgeführt, ergänzend oder alternativ auch als logisch unterschiedliche bzw. getrennte Kommunikationskanäle ausgebildet sein.
Der zweite Kommunikationskanal 20, über den die datentechnische-Verbindung zur Übertragung der Daten 10, insbesondere Sekundärdaten, der I/O-Module 8 der Neu-Konfiguration zwischen dem Stationskopf 16 und einer an den Stationskopf 16 koppelbaren Einrichtung 24 erfolgt, beispielsweise einer Cloud, einem Softwaretool, einer Datenbank oder einem mobilen Endgerät, ist dabei in bevorzugter Ausführung vollständig unabhängig von dem ersten Kommunikationskanal 18 betreibbar.
Die interne Datenübertragung zwischen dem Stationskopf 16 und den jeweiligen I/O-Modulen kann dann zweckmäßig jeweils über den gemeinsamen Backplane-Bus, über logisch getrennte Kommunikationskanäle und/oder entsprechende Adressierung der I/O-Module erfolgen.
Die mit dem Stationskopf zur Verfügung gestellten Betriebsmittel umfassen folglich zweckmäßig eine Art Kommunikationsweiche, zur Kopplung von mehreren, physisch oder logisch nach außen geführten Kommunikationskanälen 18, 20 und dem gemeinsamen internen Kommunikations-Bus, d.h. insbesondere dem gemeinsamen Backplane-Bus. Ferner kann insbesondere bei lediglich logisch getrennt nach außen geführten Kommunikationskanälen 18, 20, d.h. wenn beide Kommunikationskanäle 18, 20 über ein gemeinsames physisches Medium geführt werden, in Abwandlung zur Figur 2, über den zweiten Kommunikationskanal 20 auch zwischen jedem der Neu-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul und der ersten Einrichtung 22 eine datentechnische Verbindung getrennt von der in Bezug auf die der Soll- Konfiguration zugeordneten I/O-Modul betriebenen datentechnische Verbindung betrieben werden. So kann in diesem Fall z.B. auch die weitere Verarbeitung von Primärdaten und Sekundärdaten separat aber durch die gemeinsame Einrichtung, 22 erfolgen oder aber die Verarbeitung der Primärdaten oder Sekundärdaten wird von der Einrichtung 22 an eine weitere, mit dieser verbundenen, in den Figuren nicht dargestellten Datenverarbeitungseinrichtung abgegeben.
Zur Ankopplung der ersten, übergeordneten Einrichtung 22 mittels des ersten eines und/oder auch zweiten dieser Kommunikationskanäle 18, 20 und/oder zur Ankopplung der zweiten Einrichtung, insbesondere mittels des zweiten Kommunikationskanals 20, ist der Stationskopf 16 somit zweckmäßig mit jeweiliger Schnittstelle eingerichtet, die jedoch gleichermaßen aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren nicht näher dargestellt ist. Eine solche jeweilige Schnittstelle kann insbesondere zur Ankopplung mittels eines Kommunikationskanals oder mehrerer Kommunikationskanäle, insbesondere auf Basis eines Feldbusses, wie z.B. Profibus, und/oder Industrial Ethernet eingerichtet sein.
Die Daten, insbesondere Primärdaten, gemäß Soll-Konfiguration 6, d.h. insbesondere Prozessdaten PD und hierbei insbesondere PrimärProzessdaten, in den Figuren daher auch als Primär-Prozessdaten bezeichnet, können in Folge somit gemäß dargestellter Ausführungsbeispiele über den ersten Kommunikationskanal 18 zwischen dem Stationskopf 16 und der ersten übergeordneten Einrichtung 22 ausgetauscht werden. Die Daten, insbesondere Sekundärdaten, gemäß Neu-Konfiguration 14, d.h. insbesondere Prozessdaten PD und hierbei insbesondere Sekundär-Prozessdaten, in Fig. 2 daher auch als Sekundär-Prozessdaten bezeichnet, können in Folge somit gemäß dargestellter Ausführungsbeispiele über den zweiten Kommunikationskanal 20 zwischen dem Stationskopf 16 und der zweiten übergeordneten Einrichtung 24 ausgetauscht werden.
Wie anhand der Beschreibung der in den Fign. 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungen zusätzlich ersichtlich, liegt eine wesentliche Verbesserung durch Anwendung der Erfindung darin, dass ein auch einfaches nachträgliches Flinzufügen von I/O-Modulen, insbesondere zur Verarbeitung von Sekundärdaten ohne Eingriff in das Engineering der ursprünglichen Soll- Konfiguration erfolgen kann. Die Soll-Konfiguration und damit eine diesbezüglich wieder aufgefundene Ist-Konfiguration bleiben für das Engineering, insbesondere also eines Primär-Prozesses weiterhin gleich und somit gültig. Zusätzliche, insbesondere gemäß einer weitergehend enthaltenen „Neu-Konfiguration“ zu verarbeitende Sekundärdaten stehen somit für eine weitere Verarbeitung unabhängig, insbesondere über einen separaten Kommunikationskanal und ohne Einfluss auf den Inhalt und die Aktualität der Primärdaten zur Verfügung. Das zur Verfügung stellen dieser Sekundärdaten geschieht ferner zweckmäßig über einen separaten geeigneten Kommunikationskanal, über welchen die Sekundärdaten je nach Verwendung genutzt werden zum Beispiel in einer Cloud, von einem Tool, in einer Datenbank und/oder von einem mobilen Endgerät, um mögliche Beispiele einer zweiten übergeordneten Einrichtung 24 oder auch einer gemäß vorstehend zur Figur 2 beschriebenen Abwandlung möglichen weiteren mit der ersten Einrichtung verbundenen Datenverarbeitungseinrichtung zu nennen.
Beispielsweise kann für einen hierfür weiteren separaten geeigneten Kommunikationskanal 20, für welche die Sekundärdaten erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt werden können, auch OPC UA oder ein offenes Netzwerkprotokoll für „Machine-to-Machine“-Kommunikation genutzt werden, welches insbesondere auch die Übertragung von Telemetriedaten in Form von Nachrichten zwischen Geräten ermöglicht, wie z.B. MQTT („Message Queuing Telemetry Transport“).
Zum Aktivieren des Einbindungsmodus ist dem Stationskopf 16 zweckmäßig ferner eine Aktivierungsvorrichtung 17 zugeordnet. Bevorzugt ist der Stationskopf erfindungsgemäß mit einer Aktivierungsvorrichtung 17 eingerichtet, die als mechanische Vorrichtung ausgebildet ist, vorzugsweise als mechanische Schalt-, oder Drehkodiervorrichtung, wobei ergänzend oder alternativ auch eine digitale Ausbildung vorgesehen sein kann. In besonders bevorzugter Ausbildung kann die Aktivierungsvorrichtung 17 ergänzend oder alternativ auch mit einer Service-Schnittstelle am Stationskopf zum Bedienen gekoppelt und/oder mittels eines Passwortes über eine Standard-Schnittstelle am Stationskopf bedienbar sein.
Erfindungsgemäß ist unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ferner folgendes bevorzugt vorgesehen:
Sofern die Prüfung dahingehend, ob eine Soll-Konfiguration 6 bereits in dem Speicher hinterlegt ist, ergibt, dass keine solche Soll-Konfiguration 6 in dem Speicher hinterlegt ist, ist die erfindungsgemäße Ausbildung zweckmäßig derart weitergebildet, dass die nach der Analyse der Anzahl der an die I/O-Station 1 angeschlossenen I/O-Module hinsichtlich deren Konfiguration identifizierte Konfiguration, d.h. die in diesem Fall tatsächliche Ist-Konfiguration, gemäß Fig.
1 wäre dies somit die Konfiguration 3, als Soll-Konfiguration 6 zum Anschließen einer Anzahl von I/O-Modulen an der I/O-Station zur Verarbeitung von entsprechend dieser Soll-Konfiguration 6 zuordenbaren Daten 4 in dem Speicher hinterlegt wird und in diesem Fall zunächst lediglich das Betreiben der I/O-Station mit jedem der dieser Soll-Konfiguration 6 zugeordneten I/O-Modul 2 gemäß der Soll-Konfiguration ermöglicht wird.
Sofern das Suchen von gemäß einer Konfiguration angeschlossenen I/O- Modulen, nach deren Analyse, anhand welcher eine gespeicherte Soll- Konfiguration 6 aufgefunden werden kann, ergibt, dass die gespeicherte Soll- Konfiguration 6 nicht aufgefunden werden kann, ist die erfindungsgemäße Ausbildung zweckmäßig derart ergänzend oder alternativ weitergebildet, dass entweder ein Fehlersignal ausgegeben werden kann und ferner zweckmäßig in diesem Fall weitergebildet, das Betreiben der I/O-Station 1 nicht zu ermöglichen. Alternativ kann die erfindungsgemäße Ausbildung jedoch für den Fall, die gespeicherte Soll-Konfiguration 6 nicht aufgefunden werden kann, in Abwandlung auch zweckmäßig zur Durchführung einer durch den Stationskopf oder durch die Einrichtung 22 weitergebildet sein, wobei geprüft wird, ob eine betreibbare Untermenge der Soll-Konfiguration anhand der analysierten Anzahl der angeschlossenen I/O-Module aufgefunden werden kann. In Reaktion auf das Auffinden einer solchen Untermenge kann dann vorteilhafter weise dennoch mit der Zuordnung jedes zum Auffinden der Untermenge der Soll- Konfiguration 6 als hierzu benötigtes identifiziertes I/O-Modul 2 der Soll- Konfiguration 6 fortgefahren werden, und in Reaktion auf das Auffinden keiner solchen Untermenge kann wiederum ein Fehlersignal ausgegeben werden,
Ergänzend oder alternativ ist die erfindungsgemäße Ausbildung zweckmäßig ferner derart weitergebildet, dass, sofern eine Zuordnung zu einer Neu- Konfiguration 14 nicht erfolgen kann, insbesondere aufgrund mangelnder weiterer I/O-Module, dennoch das Betreiben der I/O-Station 1 mit jedem der Soll-Konfiguration 6 zugeordneten I/O-Modul 2 gemäß der Soll-Konfiguration 6 ermöglicht wird.
Zusammenfassend werden folglich zunächst die gemäß einer Konfiguration angeschlossenen I/O-Module gemäß deren tatsächlicher Ist-Konfiguration, insbesondere auch zur Identifizierung und potentiellen Trennung von diesen jeweils zuordenbaren Daten, um also beispielsweise Primärdaten von Sekundärdaten zu trennen, zunächst analysiert, in Folgen also bevorzugt auch identifiziert.
Die Soll-Konfiguration wird entweder durch eine überlagerte Einrichtung 22, wie z.B. eine SPS, vorgegeben, oder entspricht der Ist-Konfiguration, die bei Aktivierung des Einbindungsmodus dann zu zur Sollkonfiguration wird. Die gemäß einer Sollkonfiguration angeschlossenen I/O-Module und die diesen zugeordneten Daten können somit erfindungsgemäß quasi „eingekapselt“, insbesondere als Primärdaten zu kommunizierende und zu bearbeitende Daten eingekapselt, d.h. als solche insbesondere geschützt werden. Mit anderen Worten sind nachfolgend insbesondere jeweilige, als Primärdaten identifizierte Daten die Daten und hierbei insbesondere die Prozessdaten jener I/O-Module, welche in der Sollkonfiguration beschrieben sind, alternativ oder ergänzend jedoch gegebenenfalls auch hiermit in Zusammenhang stehende weitere, insbesondere azyklische Daten.
Bei der „Einkapselung“ handelt es sich um eine wesentliche Neuerung, insbesondere zur Trennung bzw. Zuordnung von Primär- und Sekundärdaten.
Wenn die „Einkapselung“ gewünscht ist, können folglich bei Aktivierung des beschriebenen Einbindungsmodus, auch alle Daten betreffend in Bezug auf nachträglich hinzugefügte I/O-Module den Sekundärdaten zugeordnet werden. Es können folglich ein oder mehrere I/O-Module auf einfache Weise einer I/O- Station hinzugefügt werden, ohne in das Engineering der ursprünglichen Soll- Konfiguration eingreifen zu müssen. Mit anderen Worten, insbesondere nach erfindungsgemäßer Einbindung der an der I/O-Station 1 angeschlossenen l/O- Module in die Datenübertragung gemäß vorstehender Beschreibung, kann die angepasste Struktur der Daten für deren Kommunikation mit übergeordneten Einrichtungen dann entsprechend der Reihenfolge der I/O-Module in der Station erzeugt werden, wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt.
Der Stationskopf stellt hierbei in praktischer Umsetzung sicher, dass ein Hinzufügen und Entfernen von weiteren I/O-Modulen die Primärdaten hinsichtlich Inhaltes und Aktualität nicht beeinflusst und somit auf die laufende Applikation in einer Primär-Steuerung, z.B. der Einrichtung 22, keinen Einfluss hat. Des Weiteren kann der Stationskopf in praktischer Umsetzung die Struktur der Sekundärdaten entsprechend neu organisieren, wenn I/O-Module hinzugefügt oder entfernt werden.
Bei der Aktivierung des Einbindungsmodus, welcher somit auch als eine Art „encapsulated“ bzw. „eingekapselter“ Modus“ bezeichnet werden kann, vergleicht der Stationskopf hierzu somit zweckmäßiger Weise eine gegebenenfalls projektierte Soll-Konfiguration mit der tatsächlich vorliegenden Ist-Konfiguration.
Wenn ein Unterschied festgestellt wird, gibt es in bevorzugter Ausbildung mehrere Möglichkeiten wie reagiert wird, insbesondere der Stationskopf reagiert.
Z.B. wird auf einen Fehler erkannt, wenn in der Ist-Konfiguration nicht die Soll- Konfiguration auffindbar ist und in diesem Fall beispielsweise davon ausgegangen werden kann, dass die Konfiguration gemäß welcher die I/O- Module angeschlossen sind, in keiner Weise vom Anwender gewünscht ist. Ferner kann jedoch auch erkannt werden, dass kein Fehler vorliegt, insbesondere, a) wenn ein „besonderes“ Modul (quasi als Platzhalter) innerhalb der Sollkonfiguration, und nicht am Ende der Station enthalten ist, dieses gegen ein anderes Modul getauscht worden ist, und/oder zwischen I/O-Modulen gemäß Sollkonfiguration ein weiteres eingefügt worden ist, wie z.B. bei Fig. 2 die I/O- Module I/O a und I/O b, wobei die Daten, z.B. Prozessdaten des hinzugefügten I/O-Moduls dann den Sekundärdaten, z.B. den Sekundär-Prozessdaten, zugeordnet werden können; b) wenn Soll- und Ist-Konfiguration in der Art abweichen, dass am Ende der Station I/O-Module hinzugefügt wurden, wie z.B. bei Fig. 2 das I/O-Module I/O c; c) wenn Soll- und Ist-Konfiguration übereinstimmen; d) wenn Soll- und Ist-Konfiguration in der Art abweichen, dass ein oder mehrere I/O-Module der Soll-Konfiguration in der Ist-Konfiguration fehlen, jedoch eine betreibbare Untermenge der Soll-Konfiguration aufgefunden werden kann.
Um die oben beschriebene Funktion nutzen zu können, wird also wie beschrieben ein Einbindungsmodus, d.h. insbesondere ein erweiterter Betriebsmodus „encapsulated“ aktiviert, wobei diese Aktivierung über mehrere Mechanismen erfolgen kann, beispielsweise a. über eine mechanische Vorrichtung, bspw. einen Drehkodierschalter auf dem Stationskopf, b. über eine Schaltfläche auf der Webseite des Stationskopfes, c. über eine Service-Schnittstelle auf dem Stationskopf, d. über ein Passwort der Standardschnittstelle.
Bei Aktivierung und also im Betrieb dieses Einbindungsmodus wird somit in Folge eine jeweils hinterlegte Soll-Konfiguration „eingekapselt“ oder in zweckmäßiger Ausbildung eine Ist-Konfiguration anfangs als Soll-Konfiguration hinterlegt, die dann bei nachfolgender Aktivierung entsprechend eingekapselt werden kann, sodass diese Soll-Konfiguration fortan gegen ein Flinzufügen von weiteren I/Os geschützt, sozusagen gehärtet ist, und es durch Hinzufügen weiterer I/O-Module nicht zwingend zu einer Fehlermeldung aufgrund einer Abweichung der Ist- von der Sollkonfiguration kommt. Die den identifizierten und einer Neu-Konfiguration 14 zugeordneten, hinzugefügten I/O-Modulen zuordenbaren Daten, insbesondere Prozessdaten stehen so zweckmäßig als Sekundärdaten, d.h. insbesondere als Sekundär-Prozessdaten, bevorzugt auch anderen Funktionen/Aufgaben, wie bspw. Predictive Maintenance zur Verfügung. Die Struktur der Sekundärdaten kann z.B. auch durch eine Tabelle auf einem Webserver des Stationskopfes visualisiert werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass nach Aktivierung eine automatische Erkennung neu hinzugefügter I/O-Module am Stationskopf erfolgt, wobei Primärdaten der I/O-Module gemäß Soll-Konfiguration weiterhin gekapselt verarbeitet werden. Ab Aktivierung erkennt dann z.B. ein inhärenter Mechanismus, bei dem in regelmäßigen Abständen die Lokalbusstruktur analysiert wird, das Hinzufügen und Entfernen von I/O-Modulen deren Daten nicht den Primärdaten zugeordnet sind. Der Mechanismus kann also insbesondere auch in praktischer Umsetzung sicherstellen, dass ein Hinzufügen und Entfernen von weiteren I/O-Modulen die Primärdaten und deren Übertragung/Verarbeitung nicht beeinflusst und die Struktur der Sekundärdaten entsprechend neu organisiert wird. Die Sekundärdaten stehen so insbesondere auch anderen Funktionen/Aufgaben, wie bspw. Predictive Maintenance zur Verfügung, wobei, wie gesagt, die Struktur der SekundärDaten z.B. auch durch eine Tabelle auf dem Webserver des Stationskopfes visualisiert werden kann.
Unter Berücksichtigung vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, dass der Einbindungsmodus gemäß Erfindung somit zweckmäßig ergänzend aber auch alternativ zu einem Modus oder „Standardmodus“ vorgesehen werden kann, bei welchem bei der Inbetriebnahme einer I/O-Station lediglich ein Abgleich zwischen einer Soll- und einer Ist-Konfiguration der I/O-Station durchgeführt wird und die Projektierung der I/O-Station insgesamt, d.h. auch die Soll- Konfiguration, angepasst werden muss, wenn beim Abgleich eine Abweichung zwischen Soll- und Ist-Konfiguration festgestellt wird, zumindest wenn die Abweichung nicht lediglich darin besteht, dass in der Ist-Konfiguration I/O- Module fehlen, jedoch die I/O-Station ansonsten noch in Betrieb genommen werden kann. Bezugszeichenliste
1 ) I/O-Station
2) I/O-Module gemäß der Soll-Konfiguration
3), 3‘) Konfiguration
4) Daten der Soll-Konfiguration
6) Soll-Konfiguration
8) I/O-Module gemäß derNeu-Konfiguration
10) Daten der Neu-Konfiguration 14) Neu-Konfiguration
PD Prozessdaten
16) Stationskopf
17) Aktivierungsvorrichtung
18) erster Kommunikationskanal 20) zweiter Kommunikationskanal 22) erste übergeordnete Einrichtung 24) zweite übergeordnete Einrichtung

Claims

1) Verfahren zur Einbindung in eine Datenübertragung von einer Anzahl von an einer I/O-Station (1 ) gemäß einer Konfiguration (3,3‘) angeschlossenen I/O- Modulen zur Verarbeitung von entsprechend dieser Konfiguration zuordenbaren Daten (4, 10), insbesondere Prozessdaten, umfassend folgende Schritte: a) - Aktivieren eines Einbindungsmodus, wobei durch Aktivieren des Einbindungsmodus die Anzahl der an die I/O-Station (1 ) angeschlossenen I/O- Module hinsichtlich deren Konfiguration an der I/O-Station (1 ) analysiert und ferner geprüft wird, ob eine Soll-Konfiguration (6) zum Anschließen einer Anzahl von I/O-Modulen (2) an der I/O-Station (1 ) zur Verarbeitung von entsprechend dieser Soll-Konfiguration (6) zuordenbaren Daten (4), insbesondere Primärdaten, in einem Speicher hinterlegt ist, b) - wobei in Reaktion auf eine in dem Speicher hinterlegte SollKonfiguration (6) geprüft wird, ob die Soll-Konfiguration (6) anhand der analysierten Anzahl der angeschlossenen I/O-Module aufgefunden werden kann, und in Reaktion auf das Auffinden der Soll-Konfiguration (6) c) jedes zum Auffinden der Soll-Konfiguration (6) als hierzu benötigtes identifiziertes I/O-Modul (2) der Soll-Konfiguration (6) zugeordnet wird und jedes zum Auffinden der Soll-Konfiguration (6) als hierzu nicht benötigtes identifiziertes I/O- Modul (8) einer Neu-Konfiguration (14) zur Verarbeitung von entsprechend dieser Neu-Konfiguration (14) zuordenbaren Daten (10), insbesondere Sekundärdaten, zugeordnet wird, d) - wobei in Reaktion auf die Zuordnung zu der Neu-Konfiguration (14) die I/O- Station (1 ) mit jedem, der Soll-Konfiguration (6) zugeordnetem I/O-Modul (2) gemäß der Soll-Konfiguration (6), insbesondere ausschließlich gemäß der SollKonfiguration (6), betrieben werden kann und ferner die I/O-Station (1 ) mit jedem, der Neu-Konfiguration (14) zugeordnetem I/O-Modul (8) unabhängig von und/oder zusätzlich zu der SollKonfiguration (6) gemäß der Neu-Konfiguration (14) betrieben werden kann, insbesondere ausschließlich gemäß der Neu-Konfiguration (14) betrieben werden kann, insbesondere zur von der Soll-Konfiguration (6) unabhängigen Verarbeitung von entsprechend dieser Neu-Konfiguration (14) zuordenbaren Daten (10).
2) Verfahren nach Anspruch 1 , ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine datentechnische-Verbindung zwischen der I/O-Station (1 ) und einer der I/O- Station (1 ) übergeordneten und daran angekoppelten Einrichtung (22, 24 ) bewirkt wird zum Betreiben der I/O-Station (1 ) mit jedem, der Soll-Konfiguration (6) zugeordneten I/O- Modul (2) gemäß der Soll-Konfiguration (6) , unabhängig von einer datentechnischen Verbindung zwischen der I/O-Station (1 ) und dieser oder einer weiteren, der I/O- Station (1 ) übergeordneten und daran angekoppelten Einrichtung (22, 24) zum Betreiben der I/O-Station (1 ) mit jedem, der Neu-Konfiguration (14) zugeordneten I/O-Module (8) gemäß der Soll-Konfiguration (6).
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass für den Betrieb der I/O-Station (1 ) die entsprechend der Soll-Konfiguration (6) zuordenbaren Daten (4) zur Verarbeitung innerhalb einer ersten Datenstruktur eingebettet werden und die entsprechend der Neu-Konfiguration (14) zuordenbaren Daten (10) zur Verarbeitung innerhalb einer zweiten Datenstruktur eingebettet werden.
4) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verfahren,
- beim Betreiben im Einbindungsmodus ferner eingerichtet ist, in Reaktion darauf, dass die Prüfung gemäß Schritt a) ergibt, dass keine solche SollKonfiguration (6) in dem Speicher hinterlegt ist zur Hinterlegung einer nach Analyse der Anzahl der an die I/O-Station (1 ) angeschlossenen I/O-Module (2) hinsichtlich deren Konfiguration identifizierten Konfiguration als SollKonfiguration (6) zum Anschließen einer Anzahl von I/O-Modulen (2) an der I/O- Station (1 ) zur Verarbeitung von entsprechend dieser Soll-Konfiguration (6) zuordenbaren Daten (4) in dem Speicher zu hinterlegen, und ferner in diesem Fall das Betreiben der I/O-Station (1 ) mit jedem, der Soll-Konfiguration (6) zugeordneten I/O-Modul (2) gemäß der Soll-Konfiguration (6) ermöglicht wird, und/oder, dass dieses Verfahren
- beim Betreiben im Einbindungsmodus ferner dazu ausgebildet ist, nach Analyse der Anzahl der I/O-Module (2) und in Reaktion darauf, dass die Prüfung gemäß Schritt b) ergibt, dass die Soll-Konfiguration (6) nicht in der I/O- Station (1 ) aufgefunden werden kann, entweder zum Ausgeben eines Fehlersignals und in diesem Fall ferner insbesondere dazu das Betreiben der I/O-Station (1 ) nicht zu ermöglichen, oder zum Prüfen, ob eine betreibbare Untermenge der Soll- Konfiguration anhand der analysierten Anzahl der angeschlossenen I/O-Module aufgefunden werden kann, wobei in Reaktion auf das Auffinden einer solchen Untermenge gemäß Schritt c) fortgefahren wird, jedoch mit der Abwandlung, dass jedes zum Auffinden der Untermenge der Soll-Konfiguration (6) als hierzu benötigtes identifiziertes I/O-Modul (2) der SollKonfiguration (6) zugeordnet wird, und in Reaktion auf das Auffinden keiner solchen Untermenge zum Ausgeben eines Fehlersignals, und/oder, dass dieses Verfahren
- eingerichtet ist, dass auch in Reaktion darauf, dass nach Ausführung des Schritts c) der Neu-Konfiguration kein einziges I/O-Modul (8) zugeordnet worden ist, das Betreiben der I/O-Station (1 ) mit jedem, der Soll-Konfiguration (6) zugeordneten I/O- Modul (2) gemäß der Soll-Konfiguration (6) ermöglicht wird.
5) Stationskopf (16) für eine I/O-Station mit einer Anzahl von an der I/O-Station (1 ) gemäß einer Konfiguration (3, 3‘) angeschlossenen I/O-Modulen zur Verarbeitung von entsprechend dieser Konfiguration zuordenbaren Daten (4, 10), insbesondere Prozessdaten, wobei der Stationskopf (16) eingerichtet ist, in einem Einbindungsmodus betrieben werden zu können:
- wobei der Stationskopf (16) beim Betreiben im Einbindungsmodus eingerichtet ist, zur Analyse der Anzahl der an die I/O-Station (1 ) angeschlossenen I/O- Module hinsichtlich deren Konfiguration an der I/O-Station und zur Prüfung, ob eine Soll-Konfiguration (6) zum Anschließen einer Anzahl von I/O-Modulen (2) an der I/O-Station (1 ) zur Verarbeitung von entsprechend dieser SollKonfiguration (6) zuordenbaren Daten (4), insbesondere Primärdaten, in einem Speicher hinterlegt ist;
- wobei der Stationskopf (16) beim Betreiben im Einbindungsmodus (5) ferner eingerichtet ist, in Reaktion auf eine solche, in dem Speicher hinterlegte Soll- Konfiguration (6) zur Prüfung, ob die Soll-Konfiguration (6) anhand der Anzahl der angeschlossenen I/O-Module aufgefunden werden kann,
- wobei der Stationskopf (16) beim Betreiben im Einbindungsmodus (5) ferner eingerichtet ist, nach Analyse der Anzahl der angeschlossenen I/O-Module und in Reaktion auf das Auffinden der Soll-Konfiguration zur Zuordnung jedes zum Auffinden der Soll-Konfiguration (6) als hierzu benötigtes identifiziertes I/O- Modul (2) der Soll-Konfiguration (6) und jedes zum Auffinden der SollKonfiguration als hierzu nicht benötigtes identifiziertes I/O-Modul (8) einer NeuKonfiguration (14) zur Verarbeitung von entsprechend dieser Neu-Konfiguration zuordenbaren Daten (10), insbesondere Sekundärdaten,
- wobei der der Stationskopf (16) ferner eingerichtet ist, in Reaktion auf die Zuordnung zu der Neu-Konfiguration (14), zum Betreiben der I/O-Station mit jedem, der Soll-Konfiguration (6) zugeordneten I/O-Modul (2) gemäß der SollKonfiguration (6), insbesondere ausschließlich gemäß der Soll-Konfiguration (6), und zum Betreiben der I/O-Station mit jedem, der Neu-Konfiguration (14) zugeordneten I/O- Modul (8) unabhängig von und/oder zusätzlich zu der SollKonfiguration (6) gemäß der Neu-Konfiguration, insbesondere ausschließlich gemäß der Neu-Konfiguration, insbesondere zur von der Soll-Konfiguration unabhängigen Verarbeitung von entsprechend dieser Neu-Konfiguration zuordenbaren Daten (10).
6) Stationskopf (16) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser das Betriebsmittel zum Kommunizieren über mehrere Kommunikationskanäle (18, 20) zur Verfügung stellt und eingerichtet ist:
- zum Betreiben der I/O-Station (1 ) mit jedem der Soll-Konfiguration (6) zugeordneten I/O-Modul (2) gemäß der Soll-Konfiguration (6) eine datentechnische-Verbindung zwischen jedem der Soll-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul und einer ersten, der I/O-Station (1 ) übergeordneten und an den Stationskopf (16) koppelbaren Einrichtung (22) über diese Kommunikationskanäle (18) zu bewirken und/oder
- zum Betreiben der I/O-Station mit jedem, der Neu-Konfiguration zugeordneten I/O- Modul (8) gemäß der Soll-Konfiguration, eine datentechnische Verbindung zwischen jedem der Neu-Konfiguration zugeordneten I/O-Modul und dieser ersten oder einer weiteren, der I/O-Station übergeordneten und an den Stationskopf koppelbaren Einrichtung (22, 24) über diese Kommunikationskanäle (20) zu bewirken.
7) Stationskopf (16) nach Anspruch 6, wobei der Stationskopf (16) mit einer Schnittstelle eingerichtet ist, zur Ankopplung der ersten Einrichtung (22) mittels eines ersten und/oder zweiten dieser Kommunikationskanäle (18, 20) und/oder zur Ankopplung der weiteren Einrichtung (22, 24) mittels eines zweiten dieser Kommunikationskanäle (20), insbesondere mit einer jeweiligen Schnittstelle zur Ankopplung mittels Feldbus, wie z.B. Profibus, und/oder Industrial Ethernet.
8) Stationskopf (16) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stationskopf (16) ,
- beim Betreiben im Einbindungsmodus (5) ferner eingerichtet ist, in Reaktion darauf, dass keine solche Soll-Konfiguration (6) in dem Speicher hinterlegt ist, zur Hinterlegung einer nach Analyse der Anzahl der an die I/O-Station (1 ) angeschlossenen I/O-Module (2) hinsichtlich deren Konfiguration identifizierten Konfiguration als Soll-Konfiguration (6) zum Anschließen einer Anzahl von I/O- Modulen (2) an der I/O-Station (1 ) zur Verarbeitung von entsprechend dieser Soll- Konfiguration (6) zuordenbaren Daten (4) in dem Speicher zu hinterlegen, und in diesem Fall ferner insbesondere eingerichtet ist, zum Ermöglichen des Betreibens oder zum Betreiben der I/O-Station mit jedem, der Soll-Konfiguration (6) zugeordneten I/O-Modul (2) gemäß der Soll-Konfiguration (6), und/oder - beim Betreiben im Einbindungsmodus (5) nach Analyse der Anzahl der I/O- Module (2) und in Reaktion darauf, dass die Soll-Konfiguration (6) nicht aufgefunden werden kann, entweder zum Ausgeben eines Fehlersignals und in diesem Fall zum Nichtermöglichen des Betreibens der I/O-Station (1 ), oder zum Prüfen, ob eine betreibbare Untermenge der Soll-Konfiguration anhand der analysierten Anzahl der angeschlossenen I/O-Module aufgefunden werden kann, sowie in Reaktion auf das Auffinden einer solchen Untermenge, zur Zuordnung jedes zum Auffinden der Untermenge der Soll-Konfiguration (6) als hierzu benötigtes identifiziertes I/O-Modul (2) der Soll-Konfiguration (6), und in Reaktion auf das Auffinden keiner solchen Untermenge zum Ausgeben eines Fehlersignals, und/oder
- eingerichtet ist, in Reaktion darauf, dass keine Zuordnung zu der NeuKonfiguration (14) erfolgt ist, zum Ermöglichen des Betreibens oder zum Betreiben der I/O-Station (1 ) mit jedem, der Soll-Konfiguration (6) zugeordneten I/O-Modul (2) gemäß der Soll- Konfiguration (6).
9) Stationskopf (16) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Stationskopf ferner mit einer Aktivierungsvorrichtung (15) zum Aktivieren des Einbindungsmodus eingerichtet ist, wobei die Aktivierungsvorrichtung
- mechanisch ausgebildet ist, vorzugsweise als mechanische Schalt-, oder Drehkodiervorrichtung, und/oder
- digital ausgebildet ist, vorzugsweise über eine, auf einer Webseite darstellbaren Bedienoberfläche bedienbar ist, und/oder
- mit einer Service-Schnittstelle am Stationskopf zum Bedienen gekoppelt ist und/oder
- mittels eines Passwortes über eine Standard-Schnittstelle am Stationskopf bedienbar ist.
10) System mit dem Stationskopf (16)
- entweder nach einem der Ansprüche 5 bis 9 sowie mit einer solchen I/O- Station (1 ) und einem Speicher, wobei der Speicher im Stationskopf (16) integriert ist
- oder zumindest nach Anspruch 6 und mit einer solchen I/O-Station (1 ) und dem Speicher, wobei der Speicher Bestandteil einer ersten, der I/O-Station (1 ) übergeordneten und an den Stationskopf (16) koppelbaren Einrichtung (22) ist.
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