WO2007101765A1 - Method for the automatic configuration of a network containing field devices - Google Patents

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WO2007101765A1
WO2007101765A1 PCT/EP2007/051187 EP2007051187W WO2007101765A1 WO 2007101765 A1 WO2007101765 A1 WO 2007101765A1 EP 2007051187 W EP2007051187 W EP 2007051187W WO 2007101765 A1 WO2007101765 A1 WO 2007101765A1
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Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claims 1 and 5.
  • field devices perform predetermined functions as part of process automation and replace this process, functional and / or device- ⁇ relevant data with the process automation system.
  • the field devices include z.
  • the field devices in the decentralized peripheral area if necessary together with decentralized control and regulation and operation and monitoring via field buses or other communication paths are interconnected, with different field buses are connected to each other via bus couplers.
  • the field buses can turn via control devices such.
  • B. programmable programmable logic controllers be connected to a central system bus to which a central control and regulation and operation and monitoring is connected.
  • the field devices In order for the field devices to be able to communicate with other components of the automation system and possibly also among themselves, they must have unique network addresses, eg. B. bus addresses, be assigned, under which they are accessible. In addition to the manual assignment of addresses, an automatic address assignment is already possible from a central point. For this purpose, a special default address is reserved, which pre-sets ⁇ in the delivery state of the field devices and is identical for all field devices. If a new field device is connected to the network of the automation system closed, it is addressed in the context of automatic address assignment initially at this address. The field device transmits in response to him stored Ge ⁇ instrumental data to the central station and then gets assigned a unique network address from this that replaces the default address. After that, further new field devices can be gradually added to the automation system in the same way in further steps. For this purpose, operating personnel, z. As a commissioning required, which is associated with time, cost and effort and can lead to errors.
  • B. bus addresses In order for the field devices to be able to communicate with other
  • the invention is therefore based on the object to enable an automatic ⁇ tical, automatic configuration of a network with field devices contained therein.
  • the uniform invention concept consists of the fact that all field devices are addressed simultaneously under the uniform default address and that, on the basis of given behavioral rules, the individual field devices respond one after the other and the network addresses are automatically allocated one after the other.
  • the behavioral rules are that according to a known network access method, preferably CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) or CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance), at the same time only one of the addressed field devices his Answer transmitted or alternatively, the addressed under the default address field devices first to an individually associated additional information, such as a device serial number
  • the network address can be output together with the additional information and then answer the additional information recognizing field device or the additional information recognizing field device responds first and only then gets the network address assigned.
  • the automatic address assignment was unsuccessful and can then be done manually in the hitherto conventional manner.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an automation system with field devices and a central unit for address assignment to the field devices
  • FIG. 2 shows a flow diagram according to a first variant of the process of the invention carried out in the centra ⁇ len unit process steps
  • FIG. 3 shows a flowchart according to the first variant of the method according to the invention with method steps carried out in the field devices
  • FIG. 4 shows a flowchart according to a second variant of the method according to the invention with method steps executed in the central unit and
  • Figure 5 is a flowchart according to the second variant of the process according to the invention with devices in the field ⁇ executed method steps.
  • FIG. 1 shows, in simplified schematic representation, an example of a process automation system with field devices 1 to 5, which perform predetermined measurement, control and regulation functions in a process to be controlled and / or regulated, and process, function, and process them over a network 6 - and / or device-relevant data exchange with the process automation ⁇ system.
  • the field devices 1 to 5 via a field bus 7, z. B. according to the PROFIBUS standard, as part of the network 6 to programmable controllers 8 and 9, z. B. programmable logic controllers (PLC), connected, which in turn are connected via a central system bus 10 with a higher-level control and regulation 11 and operation and observation 12.
  • PLC programmable logic controllers
  • Automation system can in principle have a different number of automation levels, in which the individual components of the automation system are ordered in a ⁇ and from different communications because existing network communicate with each other.
  • a uniform default address eg. B. "126" by default, under which they are accessible.
  • This default address is reserved in the automation system for new field devices that are not yet integrated in the automation system.
  • these are from a central unit under the Default address addressed and then assigned an individual network address, under which they are approachable in the future.
  • the central unit can be any component within the automation system that is used for address management purposes
  • Address assignment is trained. For this purpose, in particular components such as the operation and observation 12 but also from the outside to the network 6 of the automation system on ⁇ closable or wirelessly communicating with these units 13, z. As programmers, Process Device Manager (PDM), into consideration.
  • PDM Process Device Manager
  • Figures 2 and 3 illustrate a first example of the automatic address assignment based on simplified flow charts with in the central unit ( Figure 2) and the field devices ( Figure 3) performed process steps.
  • the central unit outputs the default address from which all field devices not yet integrated in the automation system are addressed.
  • the addressed field devices check whether the network is free to send a reply.
  • a well-known network access method eg. CSMA / CD or CSMA / CA, which ensures that only one of the mentioned devices can access its network at the same time. If one of the field devices releases the network, it transmits its response and its device data to the central unit, which then outputs the network address.
  • the responding field device replaces its default address with the received network address and is thus integrated in the automation system.
  • the central unit is now again the default address, then another of not insurance system in the automation field devices integrated responses in the above described manner and gets divided a network address to ⁇ . After the last of the field devices has also responded with the default address and assigned a network address the central unit no longer receives an answer and then aborts the address assignment routine.
  • Figures 4 and 5 illustrate a second example of the automatic address assignment based on simplified flow charts with in the central unit ( Figure 4) and the field devices ( Figure 5) performed process steps.
  • the central unit outputs the default address, of which all are not yet integrated into the automation system
  • Field devices are addressed.
  • the field devices addressed go into a wait state in which they are to them identi ⁇ fithde additional information, such as their device serial numbers, wait.
  • This additional information is stored in a supplementary information table to which the zen ⁇ spectral unit has access.
  • the central unit now transmitted functions the first of the stored in the table additional Informa ⁇ , whereupon the one field device, which is associated with this additional information, transmits its response and its device data to the central unit, which then outputs the network ⁇ network address.
  • the answer nowadays field device he ⁇ sets its default address through the resulting network address ⁇ and is thus integrated into the automation system.
  • the central unit is now again the default address and then the next in the table stored to ⁇ from rate information, after which the product identified in this next additional information field device responds in the type described above and manner and is allocated a network address. After complete execution of the additional information table or after the last of the field ⁇ devices has been assigned a network address and the central unit receives no response, the address assignment routine is aborted.
  • the wait states during which service the field devices to record information to ⁇ are temporary, the After expiry of the time limit, field devices enter a state in which they respond immediately to the response under the default address. In this case, the automatic address assignment was unsuccessful and can then be done manually in the usual manner.
  • the additional information table can the central unit 13 in the automation system z. B. by means of a Process Device Manager (PDM - a universal, cross-vendor tool for configuring, parameterization, commissioning, diagnosis and maintenance of intelligent Pro ⁇ zesstechnikn) or a suitable reader that reads the additional information from the field devices or field device documents accessible be made.
  • PDM Process Device Manager
  • the central unit is able to generate the additional information table ad hoc itself.
  • the individual additional information is received by the central unit 13 and stored in an ad hoc list for further use for the address assignment described above.
  • the scanning process can be both automatically and manually started the ⁇ during startup of the automation system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

In order to configure a network of integrated field devices, the field devices first have identical default addresses via which they can be addressed by a central unit connected to the network. The field devices that are being addressed using the default address transmit as response device data stored in the field devices to the central unit and receive then an individual network address that replaces the default address. In order to achieve an automatic configuration of the network, all field devices (1 to 5) are simultaneously addressed via the default address and respond consecutively on the basis of predefined behaviour rules and receive consecutively the network addresses in an automatic manner. According to the behaviour rules, only one of the addressed field devices (1 to 5) ever transmits its response at a time and according to a known network access method, preferably CSMA/CD or CSMA/CA, or, alternatively, the field devices (1 to 5) addressed via the default address first wait for the individually assigned additional information, for example a serial number of a device, and only the field device (1 to 5) that identifies the addressed additional information, ever responds and receives the assigned network address.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur automatischen Konfigurierung eines Feldgeräte enthaltenden NetzwerksMethod for automatic configuration of a network containing field devices
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5.The invention relates to a method according to the preamble of claims 1 and 5.
In einem Prozessautomatisierungssystem führen Feldgeräte vorgegebene Funktionen im Rahmen der Prozessautomatisierung aus und tauschen dabei prozess-, funktions- und/oder geräte¬ relevante Daten mit dem Prozessautomatisierungssystem aus. Zu den Feldgeräten gehören z. B. Messumformer für Druck, Temperatur, Durchfluss, Füllstand usw., Analysengeräte für Gas- oder Flüssigkeitsanalyse, Wägesysteme, Stellantriebe, Stel¬ lungsregler für Ventile und sonstige dezentrale Regler. Zum Austausch der Daten innerhalb des Prozessautomatisierungs- systems sind die Feldgeräte im dezentralen Peripheriebereich ggf. zusammen mit dezentraler Steuerung und Regelung und Be- dienung und Beobachtung über Feldbusse oder andere Kommunikationswege miteinander verbunden, wobei unterschiedliche Feldbusse über Buskoppler miteinander verbunden sind. Die Feldbusse können wiederum über Steuereinrichtungen, wie z. B. speicherprogrammierbare Automatisierungsgeräte, an einem zentralen Anlagenbus angebunden sein, an dem auch eine zentrale Steuerung und Regelung und Bedienung und Beobachtung angeschlossen ist.In a process automation system field devices perform predetermined functions as part of process automation and replace this process, functional and / or device-¬ relevant data with the process automation system. The field devices include z. B. Transmitter for pressure, temperature, flow, level, etc., analysis equipment for gas or liquid analysis, weighing systems, actuators, Stel ¬ lung regulator for valves and other decentralized controller. To exchange the data within the process automation system, the field devices in the decentralized peripheral area, if necessary together with decentralized control and regulation and operation and monitoring via field buses or other communication paths are interconnected, with different field buses are connected to each other via bus couplers. The field buses can turn via control devices such. B. programmable programmable logic controllers, be connected to a central system bus to which a central control and regulation and operation and monitoring is connected.
Damit die Feldgeräte mit anderen Komponenten des Automatisie- rungssystems und ggf. auch untereinander kommunizieren können, müssen ihnen eindeutige Netzwerkadressen, z. B. Busadressen, zugeordnet sein, unter denen sie ansprechbar sind. Neben der manuellen Zuordnung von Adressen ist bereits eine automatische Adresszuweisung von zentraler Stelle aus mög- lieh. Hierfür ist eine spezielle Default-Adresse reserviert, die bei den Feldgeräten im Auslieferungszustand voreinge¬ stellt und für alle Feldgeräte identisch ist. Wird ein neues Feldgerät an das Netzwerk des Automatisierungssystems ange- schlössen, so wird es im Rahmen der automatischen Adresszuweisung zunächst unter dieser Adresse angesprochen. Das Feldgerät übermittelt als Antwort in ihm abgespeicherte Ge¬ rätedaten an die zentrale Stelle und bekommt daraufhin von dieser eine individuelle Netzwerkadresse zugeteilt, die die Default-Adresse ersetzt. Danach können in weiteren Schritten nach und nach weitere neue Feldgeräte auf dieselbe Art und Weise dem Automatisierungssystem hinzugefügt werden. Hierfür wird nach wie vor Bedienpersonal, z. B. ein Inbetriebsetzer, benötigt, was mit Zeit-, Kosten- und Arbeitsaufwand verbunden ist und zu Fehlern führen kann.In order for the field devices to be able to communicate with other components of the automation system and possibly also among themselves, they must have unique network addresses, eg. B. bus addresses, be assigned, under which they are accessible. In addition to the manual assignment of addresses, an automatic address assignment is already possible from a central point. For this purpose, a special default address is reserved, which pre-sets ¬ in the delivery state of the field devices and is identical for all field devices. If a new field device is connected to the network of the automation system closed, it is addressed in the context of automatic address assignment initially at this address. The field device transmits in response to him stored Ge ¬ instrumental data to the central station and then gets assigned a unique network address from this that replaces the default address. After that, further new field devices can be gradually added to the automation system in the same way in further steps. For this purpose, operating personnel, z. As a commissioning required, which is associated with time, cost and effort and can lead to errors.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine automa¬ tische, selbsttätige Konfigurierung eines Netzwerks mit darin enthaltenen Feldgeräten zu ermöglichen.The invention is therefore based on the object to enable an automatic ¬ tical, automatic configuration of a network with field devices contained therein.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch die in den unab¬ hängigen Ansprüchen 1 und 5 angegebenen Verfahren gelöst, von denen vorteilhafte Weiterbildungen in den Unteransprüchen an- gegeben sind.According to the invention the object is achieved by the pending in the indepen ¬ claims 1 and process indicated 5, of which advantageous developments are given arrival in the subclaims.
Das einheitliche Erfindungskonzept besteht darin, dass alle Feldgeräte gleichzeitig unter der einheitlichen Default- Adresse angesprochen werden und dass aufgrund von vorgegebe- nen Verhaltensregeln die einzelnen Feldgeräte nacheinander antworten und nacheinander automatisch die Netzwerkadressen zugeteilt bekommen. Die Verhaltensregeln bestehen darin, dass entsprechend einem bekannten Netzwerk-Zugriffsverfahren, vorzugsweise CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) oder CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) , zur gleichen Zeit immer nur eines der angesprochenen Feldgeräte seine Antwort übermittelt oder dass alternativ die unter der Default-Adresse angesprochenen Feldgeräte zunächst auf eine ihnen individuell zugeordnete Zu- satzinformation, beispielsweise eine Geräte-SeriennummerThe uniform invention concept consists of the fact that all field devices are addressed simultaneously under the uniform default address and that, on the basis of given behavioral rules, the individual field devices respond one after the other and the network addresses are automatically allocated one after the other. The behavioral rules are that according to a known network access method, preferably CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) or CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance), at the same time only one of the addressed field devices his Answer transmitted or alternatively, the addressed under the default address field devices first to an individually associated additional information, such as a device serial number
(European Article Number - EAN) , warten und dass immer nur dasjenige Feldgerät, welches die ausgegebene Zusatzinforma- tion erkennt, antwortet und die zugeteilte Netzwerkadresse erhält bzw. akzeptiert.(European Article Number - EAN), and that only that field device which contains the additional information tion, responds and receives or accepts the assigned network address.
Im letzteren Fall kann die Netzwerkadresse zusammen mit der Zusatzinformation ausgegeben werden und das die Zusatzinformation erkennende Feldgerät anschließend antworten oder das die Zusatzinformation erkennende Feldgerät antwortet zuerst und bekommt erst dann die Netzwerkadresse zugeteilt.In the latter case, the network address can be output together with the additional information and then answer the additional information recognizing field device or the additional information recognizing field device responds first and only then gets the network address assigned.
Hat ein Feldgerät seine Netzwerkadresse zugeteilt bekommen, so wird dasselbe Verfahren automatisch nach und nach für die verbleibenden Feldgeräte weitergeführt, bis alle Feldgeräte ihre Netzwerkadressen zugeteilt bekommen haben, wobei die zentrale Einheit die Default-Adresse so oft ausgibt, bis sie keine Antwort mehr erhält.If a field device has been assigned its network address, the same procedure is automatically continued gradually for the remaining field devices until all field devices have been allocated their network addresses, the central unit issuing the default address until it receives no reply.
Bei der zweiten Verfahrensvariante sind die Wartezeiten, in denen die unter der Default-Adresse angesprochenen Feldgeräte auf die ihnen individuell zugeordnete Zusatzinformation war- ten, bevor sie antworten, vorzugsweise begrenzt, wobei die Feldgeräte nach Ablauf der Wartezeit in einen Zustand über¬ gehen, in dem sie auf das Ansprechen unter der Default- Adresse sofort antworten. In dem Fall war die automatische Adresszuordnung erfolglos und kann dann in der bisher üb- liehen Art und Weise manuell erfolgen.In the second variant of the method are the waiting times in which the field devices are addressed under the default address to the th them individually assigned additional information was- before they respond, preferably limited, wherein the field devices after the waiting time to go into a state ¬, in which they immediately respond to the response under the default address. In this case, the automatic address assignment was unsuccessful and can then be done manually in the hitherto conventional manner.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen jeweils beispielhaftTo further explain the invention, reference will be made below to the figures of the drawing; in detail show each example
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Automatisierungssystems mit Feldgeräten und einer zentralen Einheit zur Adresszuweisung an die Feldgeräte,1 shows a block diagram of an automation system with field devices and a central unit for address assignment to the field devices,
Figur 2 ein Ablaufdiagramm entsprechend einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit in der zentra¬ len Einheit ausgeführten Verfahrensschritten, Figur 3 ein Ablaufdiagramm entsprechend der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit in den Feldgeräten ausgeführten Verfahrensschritten,2 shows a flow diagram according to a first variant of the process of the invention carried out in the centra ¬ len unit process steps, FIG. 3 shows a flowchart according to the first variant of the method according to the invention with method steps carried out in the field devices,
Figur 4 ein Ablaufdiagramm entsprechend einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit in der zentralen Einheit ausgeführten Verfahrensschritten undFIG. 4 shows a flowchart according to a second variant of the method according to the invention with method steps executed in the central unit and
Figur 5 ein Ablaufdiagramm entsprechend der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit in den Feld¬ geräten ausgeführten Verfahrensschritten.Figure 5 is a flowchart according to the second variant of the process according to the invention with devices in the field ¬ executed method steps.
Figur 1 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung ein Beispiel für ein Prozessautomatisierungssystem mit Feldgerä- ten 1 bis 5, die in einem zu steuernden und/oder zu regelnden Prozess vorgegebene Mess-, Steuer- und Regelungsfunktionen wahrnehmen und dabei über ein Netzwerk 6 prozess-, funktions- und/oder geräterelevante Daten mit dem Prozessautomatisie¬ rungssystem austauschen. Dazu sind die Feldgeräte 1 bis 5 über einen Feldbus 7, z. B. nach dem PROFIBUS-Standard, als einem Bestandteil des Netzwerkes 6 an Automatisierungsgeräten 8 und 9, z. B. speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), angeschlossen, welche wiederum über einen zentralen Anlagenbus 10 mit einer übergeordneten Steuerung und Regelung 11 und Bedienung und Beobachtung 12 verbunden sind. Ein solchesFIG. 1 shows, in simplified schematic representation, an example of a process automation system with field devices 1 to 5, which perform predetermined measurement, control and regulation functions in a process to be controlled and / or regulated, and process, function, and process them over a network 6 - and / or device-relevant data exchange with the process automation ¬ system. For this purpose, the field devices 1 to 5 via a field bus 7, z. B. according to the PROFIBUS standard, as part of the network 6 to programmable controllers 8 and 9, z. B. programmable logic controllers (PLC), connected, which in turn are connected via a central system bus 10 with a higher-level control and regulation 11 and operation and observation 12. Such
Automatisierungssystem kann grundsätzlich eine unterschiedliche Anzahl von Automatisierungsebenen aufweisen, in denen die einzelnen Komponenten des Automatisierungssystems an¬ geordnet sind und über ein aus unterschiedlichen Kommunika- tionswegen bestehendes Netzwerk miteinander kommunizieren.Automation system can in principle have a different number of automation levels, in which the individual components of the automation system are ordered in a ¬ and from different communications because existing network communicate with each other.
Bei den Feldgeräten 1 bis 5 ist im Auslieferungszustand eine einheitliche Default-Adresse, z. B. "126", voreingestellt, unter der sie ansprechbar sind. Diese Default-Adresse ist in dem Automatisierungssystem für neue Feldgeräte reserviert, die noch nicht in das Automatisierungssystem eingebunden sind. Zum Einbinden der Feldgeräte in das Automatisierungs¬ system werden diese von einer zentralen Einheit unter der Default-Adresse angesprochen und erhalten dann eine individuelle Netzwerkadresse zugewiesen, unter der sie künftig ansprechbar sind. Bei der zentralen Einheit kann es sich um eine beliebige Komponente innerhalb des Automatisierungs- Systems handeln, die zum Zwecke der Adressverwaltung undIn the field devices 1 to 5 in the delivery state a uniform default address, eg. B. "126", by default, under which they are accessible. This default address is reserved in the automation system for new field devices that are not yet integrated in the automation system. For integrating the field devices in the automation ¬ system, these are from a central unit under the Default address addressed and then assigned an individual network address, under which they are approachable in the future. The central unit can be any component within the automation system that is used for address management purposes
Adresszuweisung ertüchtigt ist. Hierfür kommen insbesondere Komponenten wie die Bedienung und Beobachtung 12 aber auch von außen an das Netzwerk 6 des Automatisierungssystems an¬ schließbare oder drahtlos mit diesem kommunizierende Ein- heiten 13, z. B. Programmiergeräte, Process Device Manager (PDM), in Betracht.Address assignment is trained. For this purpose, in particular components such as the operation and observation 12 but also from the outside to the network 6 of the automation system on ¬ closable or wirelessly communicating with these units 13, z. As programmers, Process Device Manager (PDM), into consideration.
Die Figuren 2 und 3 verdeutlichen ein erstes Beispiel für die automatische Adresszuweisung anhand von vereinfachten Ablauf- diagrammen mit in der zentralen Einheit (Figur 2) und den Feldgeräten (Figur 3) durchgeführten Verfahrensschritten.Figures 2 and 3 illustrate a first example of the automatic address assignment based on simplified flow charts with in the central unit (Figure 2) and the field devices (Figure 3) performed process steps.
Die zentrale Einheit gibt die Default-Adresse aus, von der alle noch nicht in das Automatisierungssystem eingebundenen Feldgeräte angesprochen werden. Die angesprochenen Feldgeräte prüfen, ob das Netzwerk frei ist, um eine Antwort abzusenden. Dabei kommt ein bekanntes Netzwerk-Zugriffsverfahren, z. B. CSMA/CD oder CSMA/CA, zur Anwendung, das sicherstellt, dass zur gleichen Zeit immer nur eines der angesprochenen FeId- gerate zur Übermittlung seiner Antwort auf das Netzwerk zugreifen kann. Findet eines der Feldgeräte das Netzwerk frei, so übermittelt es seine Antwort und seine Gerätedaten an die zentrale Einheit, die daraufhin die Netzwerkadresse ausgibt. Das geantwortet habende Feldgerät ersetzt seine Default- Adresse durch die erhaltene Netzwerkadresse und ist damit in das Automatisierungssystem eingebunden.The central unit outputs the default address from which all field devices not yet integrated in the automation system are addressed. The addressed field devices check whether the network is free to send a reply. Here is a well-known network access method, eg. CSMA / CD or CSMA / CA, which ensures that only one of the mentioned devices can access its network at the same time. If one of the field devices releases the network, it transmits its response and its device data to the central unit, which then outputs the network address. The responding field device replaces its default address with the received network address and is thus integrated in the automation system.
Die zentrale Einheit gibt nun erneut die Default-Adresse aus, woraufhin ein weiteres der noch nicht in das Automatisie- rungssystem eingebundenen Feldgeräte in der oben beschriebenen Art und Weise antwortet und eine Netzwerkadresse zu¬ geteilt bekommt. Nachdem auch das letzte der Feldgeräte mit Default-Adresse geantwortet und eine Netzwerkadresse zuge- teilt bekommen hat, erhält die zentrale Einheit keine Antwort mehr und bricht daraufhin die Adresszuweisungsroutine ab.The central unit is now again the default address, then another of not insurance system in the automation field devices integrated responses in the above described manner and gets divided a network address to ¬. After the last of the field devices has also responded with the default address and assigned a network address the central unit no longer receives an answer and then aborts the address assignment routine.
Die Figuren 4 und 5 verdeutlichen ein zweites Beispiel für die automatische Adresszuweisung anhand von vereinfachten Ablaufdiagrammen mit in der zentralen Einheit (Figur 4) und den Feldgeräten (Figur 5) durchgeführten Verfahrensschritten.Figures 4 and 5 illustrate a second example of the automatic address assignment based on simplified flow charts with in the central unit (Figure 4) and the field devices (Figure 5) performed process steps.
Die zentrale Einheit gibt die Default-Adresse aus, von der alle noch nicht in das Automatisierungssystem eingebundenenThe central unit outputs the default address, of which all are not yet integrated into the automation system
Feldgeräte angesprochen werden. Die angesprochenen Feldgeräte gehen in einen Wartezustand über, in dem sie auf sie identi¬ fizierende Zusatzinformationen, beispielsweise ihre Geräte- Seriennummern, warten. Diese Zusatzinformationen sind in einer Zusatzinformationstabelle hinterlegt, auf die die zen¬ trale Einheit Zugriff hat. Die zentrale Einheit übermittelt nun die erste der in der Tabelle hinterlegten Zusatzinforma¬ tionen, woraufhin dasjenige Feldgerät, dem diese Zusatzinformation zugeordnet ist, seine Antwort und seine Gerätedaten an die zentrale Einheit übermittelt, welche daraufhin die Netz¬ werkadresse ausgibt. Das geantwortet habende Feldgerät er¬ setzt seine Default-Adresse durch die erhaltene Netzwerk¬ adresse und ist damit in das Automatisierungssystem eingebunden .Field devices are addressed. The field devices addressed go into a wait state in which they are to them identi ¬ fizierende additional information, such as their device serial numbers, wait. This additional information is stored in a supplementary information table to which the zen ¬ spectral unit has access. The central unit now transmitted functions the first of the stored in the table additional Informa ¬, whereupon the one field device, which is associated with this additional information, transmits its response and its device data to the central unit, which then outputs the network ¬ network address. The answer prosperous field device he ¬ sets its default address through the resulting network address ¬ and is thus integrated into the automation system.
Die zentrale Einheit gibt nun erneut die Default-Adresse und anschließend die nächste der in der Tabelle hinterlegten Zu¬ satzinformationen aus, woraufhin das durch diese nächste Zusatzinformation identifizierte Feldgerät in der oben be- schriebenen Art und Weise antwortet und eine Netzwerkadresse zugeteilt bekommt. Nach vollständiger Abarbeitung der Zusatzinformationstabelle oder nachdem auch das letzte der Feld¬ geräte eine Netzwerkadresse zugeteilt bekommen hat und die zentrale Einheit keine Antwort mehr erhält, wird die Adress- Zuweisungsroutine abgebrochen.The central unit is now again the default address and then the next in the table stored to ¬ from rate information, after which the product identified in this next additional information field device responds in the type described above and manner and is allocated a network address. After complete execution of the additional information table or after the last of the field ¬ devices has been assigned a network address and the central unit receives no response, the address assignment routine is aborted.
Die Wartezustände, während derer die Feldgeräte auf die Zu¬ satzinformationen warten, sind zeitlich begrenzt, wobei die Feldgeräte nach Ablauf der zeitlichen Begrenzung in einen Zustand übergehen, in dem sie auf das Ansprechen unter der Default-Adresse sofort antworten. In diesem Fall war die automatische Adresszuordnung erfolglos und kann dann in der bisher üblichen Art und Weise manuell erfolgen.The wait states during which service the field devices to record information to ¬, are temporary, the After expiry of the time limit, field devices enter a state in which they respond immediately to the response under the default address. In this case, the automatic address assignment was unsuccessful and can then be done manually in the usual manner.
Die Zusatzinformationstabelle kann der zentralen Einheit 13 in dem Automatisierungssystem z. B. mittels eines Process Device Managers (PDM - ein universelles, herstellerüber- greifendes Werkzeug zur Projektierung, Parametrierung, Inbetriebnahme, Diagnose und Wartung von intelligenten Pro¬ zessgeräten) oder eines geeigneten Lesegeräts, das die Zusatzinformationen von den Feldgeräten oder von Feldgerätedokumenten liest, zugänglich gemacht werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass die zentrale Einheit in der Lage ist, die Zusatzinformationstabelle ad hoc selbst zu erzeugen. Dies könnte dadurch geschehen, dass von der zentralen Einheit 13 zunächst ein Scan-Vorgang gestartet wird, in dem die angeschlossenen Feldgeräte mit Default-Adressen ihre individuellen Zusatzinformationen (Seriennummer) absenden, indem sie unter Verwendung der bekannten Zugriffsverfahren (CSMA/CD, CSMA/CA) oder aber durch eine aus der individuellen Zusatzinformation generierte Wartezeit für wiederholten Netzwerkzugriff nach Kollision auf den Feldbus 7 zugreifen und sich so bei der zentralen Einheit 13 bekannt machen. Die individuellen Zusatzinformationen werden von der zentralen Einheit 13 empfangen und in einer Ad-hoc-Liste zur weiteren Verwendung für die oben beschriebene Adresszuweisung gespeichert. Der Scan-Vorgang kann sowohl automatisch beim Hochlauf des Automatisierungssystems als auch manuell gestartet wer¬ den . The additional information table can the central unit 13 in the automation system z. B. by means of a Process Device Manager (PDM - a universal, cross-vendor tool for configuring, parameterization, commissioning, diagnosis and maintenance of intelligent Pro ¬ zessgeräten) or a suitable reader that reads the additional information from the field devices or field device documents accessible be made. In addition, there is the possibility that the central unit is able to generate the additional information table ad hoc itself. This could be done by first starting a scan process from the central unit 13 in which the connected field devices with default addresses send their individual additional information (serial number) by using the known access methods (CSMA / CD, CSMA / CA) or by a generated from the individual additional information waiting time for repeated network access after collision on the field bus 7 and make themselves known in the central unit 13. The individual additional information is received by the central unit 13 and stored in an ad hoc list for further use for the address assignment described above. The scanning process can be both automatically and manually started the ¬ during startup of the automation system.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur automatischen Konfiguration eines Netzwerks (6), an dem mindestens zwei Feldgeräte (1 bis 5) anschließbar sind, wobei die Feldgeräte (1 bis 5) zunächst identische1. A method for automatic configuration of a network (6) to which at least two field devices (1 to 5) can be connected, wherein the field devices (1 to 5) initially identical
Default-Adressen enthalten, unter denen sie von einer an dem Netzwerk (6) angeschlossenen zentralen Einheit (13) ansprechbar sind, und die unter der Default-Adresse angesprochenen Feldgeräte (1 bis 5) als Antwort in ihnen abgespeicherte Ge- rätedaten an die zentrale Einheit (13) übermitteln und von dieser jeweils eine individuelle, die Default-Adresse er¬ setzende Netzwerkadresse zugeteilt bekommen, dadurch gekennzeichnet, dass die die Default-Adressen enthaltenden Feldgeräte (1 bis 5) gleichzeitig von der zentralen Einheit (13) angesprochen werden, dass nach Regeln eines Netzwerk-Zugriffsverfahrens zur gleichen Zeit immer nur eines der angesprochenen Feldgeräte (1 bis 5) seine Antwort übermittelt und dass nur das geantwortet habende Feldgerät (1 bis 5) die von der zentralen Einheit (13) zugeteilte Netzwerkadresse akzeptiert.Contain default addresses under which they can be addressed by a central unit (13) connected to the network (6), and the field devices (1 to 5) addressed under the default address in response to them stored in the device data to the central Transmit unit (13) and get each assigned an individual, the default address er ¬ setting network address, characterized in that the default addresses containing field devices (1 to 5) are addressed simultaneously by the central unit (13), that according to rules of a network access method at the same time always only one of the addressed field devices (1 to 5) transmits its response and that only the responding field device (1 to 5) accepts the network address assigned by the central unit (13).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Einheit (13) nach Erhalt der Antwort und nach Vergabe der Netzwerkadresse erneut die Feldgeräte (1 bis 5) unter der Default-Adresse anspricht und diesen Vorgang so oft wiederholt, bis sie keine Antwort mehr erhält.2. The method according to claim 1, characterized in that the central unit (13) after receiving the response and after allocation of the network address again the field devices (1 to 5) responds to the default address and this process repeated until they no Answer receives more.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Netzwerk-Zugriffsverfahren das CSMA/CD-Verfahren verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that is used as the network access method, the CSMA / CD method.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Netzwerk-Zugriffsverfahren das CSMA/CA-Verfahren verwendet wird.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that is used as the network access method, the CSMA / CA method.
5. Verfahren zur automatischen Konfiguration eines Netzwerks (6), an dem mindestens zwei Feldgeräte (1 bis 5) anschließbar sind, wobei die Feldgeräte (1 bis 5) zunächst identische Default-Adressen enthalten, unter denen sie von einer an dem Netzwerk (6) angeschlossenen zentralen Einheit (13) ansprechbar sind, und die unter der Default-Adresse angesprochenen Feldgeräte (1 bis 5) als Antwort in ihnen abgespeicherte Gerätedaten an die zentrale Einheit (13) übermitteln und von dieser jeweils eine individuelle, die Default-Adresse erset¬ zende Netzwerkadresse zugeteilt bekommen, dadurch gekennzeichnet, dass die die Default-Adressen enthaltenden Feldgeräte (1 bis 5) gleichzeitig von der zentralen Einheit (13) angesprochen werden, dass die angesprochenen Feldgeräte (1 bis 5) zunächst einen Wartezustand einnehmen, in dem sie auf eine ihnen indi¬ viduell zugeordnete Zusatzinformation warten, dass die zentrale Einheit (13) im Anschluss an die Default-Adresse an alle Feldgeräte (1 bis 5) eine solche Zusatzinformation aus¬ gibt, welche eines der Feldgeräte (1 bis 5) bezeichnet und zusammen mit die anderen Feldgeräte (1 bis 5) bezeichnenden Zusatzinformationen für die zentrale Einheit (13) zugänglich abgespeichert ist, und dass dasjenige Feldgerät (1 bis 5), welches die ausgegebene Zusatzinformation erkennt, antwortet und die ihm zugeteilte Netzwerkadresse akzeptiert.5. A method for automatic configuration of a network (6) to which at least two field devices (1 to 5) can be connected, wherein the field devices (1 to 5) initially identical Contain default addresses under which they can be addressed by a central unit (13) connected to the network (6), and the field devices (1 to 5) addressed at the default address in response to them stored device data in the central unit ( 13) and from each receive an individual, the default address erset ¬ dividing network address assigned, characterized in that the default addresses containing field devices (1 to 5) are addressed simultaneously by the central unit (13) that the addressed field devices (1 to 5) first assume a waiting state in which they wait for them indi ¬ viduell associated additional information that the central unit (13) following the default address to all field devices (1 to 5) such additional information from ¬ indicates which one of the field devices (1 to 5) and designated together with the other field devices (1 to 5) indicative additional information for the central unit (13) is stored accessible, and that the field device (1 to 5), which recognizes the issued additional information, responds and accepts the assigned network address.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerkadresse zusammen mit der Zusatzinformation aus- gegeben wird und dass das die Zusatzinformation erkennende Feldgerät (1 bis 5) anschließend antwortet.6. The method according to claim 5, characterized in that the network address is output together with the additional information and that the additional information recognizing field device (1 to 5) then responds.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die Zusatzinformation erkennende Feldgerät (1 bis 5) zunächst antwortet und daraufhin die Netzwerkadresse zuge¬ teilt bekommt .7. The method according to claim 5, characterized in that the additional information recognizing field device (1 to 5) first responds and then receives the network address is ¬ shares.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Netzwerkadresse erhalten habende Feldgerät (1 bis 5) den Wartezustand verlässt, dass die übri¬ gen Feldgeräte (1 bis 5) so lange in ihren Wartezuständen verbleiben, bis sie die ihnen zugeordneten Zusatzinformationen bzw. die Netzwerkadressen erhalten haben, und dass die zentrale Einheit (13) die Default-Adresse so oft ausgibt, bis sie keine Antwort mehr erhält.8. The method according to any one of claims 5, 6 and 7, characterized in that the network address received field device (1 to 5) leaves the waiting state that the übri ¬ gen field devices (1 to 5) remain in their waiting states, until they have received the additional information or the network addresses assigned to them, and that the central unit (13) returns the default address until it receives no response.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wartezustände zeitlich begrenzt sind und die Feldgeräte (1 bis 5) nach Ablauf der zeitlichen Be¬ grenzung in einen Zustand übergehen, in dem sie auf das Ansprechen unter der Default-Adresse sofort antworten. 9. The method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the waiting states are limited in time and the field devices (1 to 5) after the temporal Be ¬ boundary in a state in which they respond to the response under the default Address reply immediately.
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