WO2009118018A1 - Automatisierungssystem mit mehreren, einen verbund bildenden automatisierungskomponenten - Google Patents

Automatisierungssystem mit mehreren, einen verbund bildenden automatisierungskomponenten Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to an automation system, which consists of a plurality of composite automation components, such as a valve battery and / or a composite of I / O modules.
  • a network usually has a control module for controlling actuators of the network or actuators connected to the network and for receiving feedback, such as sensor data or diagnostic data.
  • Such a control module usually communicates with a remote control center via a bus system.
  • Passive automation components of the network must be costly provided with communication interfaces in a known manner, so that the control module can capture and control the structure and design of the network. Even active automation components usually have to be adapted more or less costly to the network or the control module.
  • An object of the present invention is to be able to detect the individual automation components automatically and without cables in an automation system in a simple manner. This object is achieved by an automation system with the features of claim 1.
  • RFID modules By attaching RFID modules to the individual automation components, active and passive automation components can be detected in the same way in a simple manner in that the data of the RFID modules, which represent identification data of the individual automation components, are collected in an RFID receiving module and then evaluated. The evaluation can take place within the group or externally.
  • the individual automation components can thereby be automatically recognized, in particular with regard to their properties.
  • the costs for the RFID modules are very low, so that overall only very low costs arise.
  • the automation components remain compatible in the system, and additional automation components can be retrofitted and also automatically detected.
  • the identification data expediently contain one or more of the following data: serial number, revision number, production number, date of manufacture, installation date, location data, position data, type of function, connected or connectable components.
  • the RFID modules may preferably be integrated in a potting compound or board or in a housing of the respective automation component or attached as an electronic nameplate. This can especially still be done later, so for example in the assembled state of the composite.
  • the RFID modules together with the RFID receiver module advantageously form an automatic plug & work recognition device, by means of which the automation components arranged in the network can be automatically detected, for example their type of function and position in the network. This depends on which identification data is collected.
  • the automation component provided with the RFID receiving module for example a control module, is preferably provided with a wireless or wired interface for communication with a remote evaluation and / or control device or is an automation component provided with such a wireless or wired interface as formed by the provided with the RFID receiving module automation component separate automation component.
  • the automation component provided with the wireless or wired interface can preferably be designed for transmitting the data acquired with the RFID receiver module or the detected and evaluated data to the remote evaluation and / or control device.
  • the automation components provided with the RFID modules are in particular designed as actuators and / or I / O modules.
  • the automation system is particularly suitable for an arrangement in which the actuators are designed as valves or valve coils, for example in the context of a valve battery as a composite.
  • a programming device for particular wireless programming of the RFID modules is provided. This can be done already during the production of the automation components or also subsequently with automation components already installed in the network.
  • the single figure shows an automation system as a composite, which contains two I / O modules and six solenoid valves as actuators.
  • the automation system shown in Figure 1 as an embodiment of the invention consists of nine automation components, namely a control module 10, two I / O modules 11, 12 and six solenoid valves 13-18. These automation components form a compact composite by being lined up in a series arrangement.
  • the solenoid valves 13-18 form a valve battery.
  • Each solenoid valve 13-18 consists of a fluidic region 19 and an electrical region 20, wherein the electrical region 20 e- lektwitz and / or electronic components for controlling magnetic coils of the solenoid valves 13-18, not shown, may contain.
  • lines not shown run transversely through the network in order to supply the individual automation components, if appropriate, with the corresponding operating voltage and to transmit control data and / or feedback data. This can be done via parallel or serial lines, such as bus lines.
  • the control module 10 includes a control electronics 21, which via an interface 22, which may be formed as a bus interface, via a cable 23 with a remote control Central can be connected.
  • This remote, not shown control unit and / or the control electronics 21 in the control module 10 generate the required control functions for the connected actuators, so the solenoid valves 13-18 or connected to the I / O modules 11, 12 actuators, which also not to simplify is shown.
  • the I / O modules 11, 12 have interfaces 24 to which external actuators and / or sensors, not shown, can be connected.
  • RFID modules 25-32 can be mounted as electronic nameplates in or out of the respective housings or they are arranged in a potting compound or in or on a circuit board inside the respective automation components.
  • RFID modules are designed as RFID carriers or RFID transmitters and contain identification data of the respectively assigned automation component. Such data are, for example, the serial number, the revision number, the production number, the date of manufacture, the installation date, location data, position data, the type of function and functional possibilities of the respective automation component and information about connected or connectable components. This identification data can be individually selected and stored.
  • the control module 10 includes an RFID receiving module 33 which is connected to the control electronics 21. It receives the data of all RFID modules 25-32 and reports them to the control electronics 21 on. They can be evaluated there or forwarded to the external control center for evaluation. By the evaluation of these identification data, the control electronics 21 and the external control center on important information about the automation components contained in the composite, so for example, their nature, position in the network, equipment and connected external components. In the simplest case, these identification data are merely information about the type of the respective automation component. By virtue of the data transmitted wirelessly by the RFID modules 25-32 to the RFID receiving module 33, corresponding lines or interfaces, in particular in passive automation components, can be dispensed with.
  • an automation component provided with a wireless or wired interface 22 for communication with a remote evaluation and / or control device may also be designed as a separate automation component from the automation component 10 provided with the RFID receiving module 33 and the control electronics 21, which in turn may be provided with an RFID module or has a line connection.
  • the RFID receiver module 33 and thus the control electronics 21 receive the changed configuration immediately and automatically.
  • the RFID modules 25-32 thus together with the RFID receiving module 33 form an automatic plug & work recognition device.
  • the RFID modules 25-32 can already be mounted during the production of the corresponding automation components and provided with the corresponding identification data, but this can also be done subsequently by a programming device 34 which wirelessly transfers data into the RFID modules 25-32. 32 can save or change. This is particularly important if the identification data should contain information about connected external components. With the programming device 34, the user and customer can also enter individual, customer-specific identification data.
  • each automation component of the network must be provided with an RFID module.
  • Unimportant components of the composite are expediently not provided with an RFID module, for example a termination module 35, which may also be designed as a fluidic connection module for connection to external fluidic lines.
  • the interface 22 of the control module 10 may be formed instead of a cable interface as a wireless interface, for example as a radio interface to communicate wirelessly with the external control center.

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Abstract

Es wird ein Automatisierungssystem vorgeschlagen, das aus mehreren, einen Verbund bildenden Automatisierungskomponenten (10-18) besteht. Diese besitzen wenigstens teilweise RFID- Module (25-32), die wenigstens Identifikationsdaten der zugeordneten Automatisierungskomponenten (11-18) enthalten. Eine der Automatisierungskomponenten (10) enthält ein RFID- Empfangsmodul (33) zur drahtlosen Erfassung aller Daten der RFID-Module (25-32). Eine interne oder externe Auswerteein- richtung (21) dient zur Auswertung der im RFID-Empfangsmodul (33) erfassten Daten.

Description

Automatisierungssystem mit mehreren, einen Verbund bildenden
Automatisierungskomponenten
Die Erfindung betrifft ein Automatisierungssystem, das aus mehreren, einen Verbund bildenden Automatisierungskomponenten besteht, beispielsweise eine Ventilbatterie und/oder ein Verbund von I/O-Modulen. Ein derartiger Verbund besitzt übli- cherweise ein Steuermodul zur Steuerung von Aktoren des Verbunds beziehungsweise an den Verbund angeschlossenen Aktoren und zum Empfang von Rückmeldungen, wie Sensordaten oder Diagnosedaten. Ein derartiges Steuermodul kommuniziert gewöhnlich über ein Bussystem mit einer entfernten Steuerzentrale. Pas- sive Automatisierungskomponenten des Verbundes müssen in bekannter Weise kostenintensiv mit Kommunikationsschnittstellen versehen werden, damit das Steuermodul den Aufbau und die Konzeption des Verbundes erfassen und steuern kann. Selbst aktive Automatisierungskomponenten müssen gewöhnlich mehr o- der weniger aufwendig an den Verbund beziehungsweise das Steuermodul adaptiert werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einem Automatisierungssystem die einzelnen Automatisierungs- komponenten in einfacher Weise automatisch und kabel- unabhängig erfassen zu können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Automatisierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
Durch das Anbringen von RFID-Modulen an die einzelnen Automatisierungskomponenten können aktive und passive Automatisie- rungskomponenten in gleicher Weise auf einfache Weise erfasst werden, indem die Daten der RFID-Module, die Identifikations- daten der einzelnen Automatisierungskomponenten darstellen, in einem RFID-Empfangsmodul gesammelt und danach ausgewertet werden. Die Auswertung kann dabei innerhalb des Verbunds oder extern erfolgen. Die einzelnen Automatisierungskomponenten können dadurch automatisch erkannt werden, insbesondere bezüglich ihrer Eigenschaften. Die Kosten für die RFID-Module sind sehr niedrig, so dass insgesamt nur sehr geringe Kosten entstehen. Die Automatisierungskomponenten bleiben kompatibel im System, und zusätzliche Automatisierungskomponenten können nachträglich angebracht und ebenfalls automatisch erkannt werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im An- spruch 1 angegebenen Automatisierungssystems möglich.
Die Identifikationsdaten enthalten zweckmäßigerweise eine o- der mehrere der folgenden Daten: Seriennummer, Revisionsnummer, Produktionsnummer, Herstellungsdatum, Installationsdatum, Ortsdaten, Positionsdaten, Funktionsart, angeschlossene oder anschließbare Komponenten.
Die RFID-Module können bevorzugt in einer Vergussmasse oder Platine oder in einem Gehäuse der jeweiligen Automatisierungskomponente integriert sein oder als elektronisches Typenschild angebracht sein. Dies kann insbesondere auch noch nachträglich erfolgen, also beispielsweise im bereits zusammengebauten Zustand des Verbunds .
Die RFID-Module bilden zusammen mit dem RFID-Empfangsmodul in vorteilhafter Weise eine automatische Plug & Work- Erkennungseinrichtung, durch die die im Verbund angeordneten Automatisierungskomponenten automatisch erfasst werden können, beispielsweise deren Funktionsart und Position im Verbund. Dies hängt davon ab, welche Identifikationsdaten erfasst werden.
Die mit dem RFID-Empfangsmodul versehene Automatisierungs- komponente, also beispielsweise ein Steuermodul, ist bevorzugt mit einer drahtlosen oder drahtgebundenen Schnittstelle zur Kommunikation mit einer entfernten Auswerte- und/oder Steuereinrichtung versehen oder eine mit einer solchen draht- losen oder drahtgebundenen Schnittstelle versehene Automatisierungskomponente ist als von der mit dem RFID-Empfangsmodul versehenen Automatisierungskomponente separate Automatisierungskomponente ausgebildet. Die mit der drahtlosen oder drahtgebundenen Schnittstelle versehene Automatisierungskom- ponente kann dabei bevorzugt zur Übertragung der mit dem RFID-Empfangsmodul erfassten Daten oder der erfassten und ausgewerteten Daten an die entfernte Auswerte- und/oder Steuereinrichtung ausgebildet sein.
Die mit den RFID-Modulen versehenen Automatisierungskomponen- ten sind insbesondere als Aktoren und/oder I/O-Module ausgebildet. Dabei eignet sich das Automatisierungssystem insbesondere bei einer Anordnung, bei der die Aktoren als Ventile oder Ventilspulen ausgebildet sind, beispielsweise im Rahmen einer Ventilbatterie als Verbund. In vorteilhafter Weise ist ein Programmiergerät zur insbesondere drahtlosen Programmierung der RFID-Module vorgesehen. Dies kann schon bei der Herstellung der Automatisierungs- komponenten oder auch nachträglich bei bereits im Verbund eingebauten Automatisierungskomponenten erfolgen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Automatisierungssystem als Verbund, der zwei I/O-Module und sechs Magnetventile als Aktoren enthält .
Das in Figur 1 als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Automatisierungssystem besteht aus neun Automatisierungskomponenten, nämlich einem Steuermodul 10, zwei I/O- Modulen 11, 12 und sechs Magnetventilen 13-18. Diese Automa- tisierungskomponenten bilden einen kompakten Verbund, indem sie in einer Reihenanordnung aneinandergereiht sind. Die Magnetventile 13-18 bilden dabei eine Ventilbatterie. Jedes Magnetventil 13-18 besteht aus einem Fluidikbereich 19 und einem elektrischen Bereich 20, wobei der elektrische Bereich 20 e- lektrische und/oder elektronische Komponenten zur Steuerung von nicht näher dargestellten Magnetspulen der Magnetventile 13-18 enthalten kann. In an sich bekannter Weise verlaufen nicht dargestellte Leitungen quer durch den Verbund, um die einzelnen Automatisierungskomponenten gegebenenfalls mit der entsprechenden Betriebsspannung zu versorgen und um Steuerdaten und/oder Rückmeldedaten zu übertragen. Dies kann über parallele oder serielle Leitungen, beispielsweise Busleitungen, erfolgen.
Das Steuermodul 10 enthält eine Steuerelektronik 21, die über eine Schnittstelle 22, die als Busschnittstelle ausgebildet sein kann, über ein Kabel 23 mit einer entfernten Steuer- zentrale verbunden sein kann. Diese entfernte, nicht dargestellte Steuerzentrale und/oder die Steuerelektronik 21 im Steuermodul 10 erzeugen die erforderlichen Steuerfunktionen für die angeschlossenen Aktoren, also die Magnetventile 13-18 oder von an die I/O-Module 11, 12 angeschlossenen Aktoren, was zur Vereinfachung ebenfalls nicht dargestellt ist.
Die I/O-Module 11, 12 besitzen Schnittstellen 24, an die nicht dargestellte externe Aktoren und/oder Sensoren angeschlossen werden können.
Die I/O-Module 11, 12 und die Magnetventile 13-18 enthalten jeweils ein RFID-Modul 25-32 (RFID = Radio Frequency Identification) . Diese RFID-Module 25-32 können als elektronische Typenschilder in oder außen an den jeweiligen Gehäusen angebracht sein oder sie sind in einer Vergussmasse oder in oder an einer Platine im Innern der jeweiligen Automatisierungs- komponenten angeordnet. Diese RFID-Module sind als RFID- Träger beziehungsweise RFID- Sender ausgebildet und enthalten Identifikationsdaten der jeweils zugeordneten Automatisierungskomponente. Solche Daten sind beispielsweise die Serien- nummer, die Revisionsnummer, die Produktionsnummer, das Herstellungsdatum, das Installationsdatum, Ortsdaten, Positionsdaten, die Funktionsart und Funktionsmöglichkeiten der jeweiligen Automatisierungskomponente und Informationen über angeschlossene oder anschließbare Komponenten. Diese Identifika- tionsdaten können individuell ausgewählt und eingespeichert werden .
Das Steuermodul 10 enthält ein RFID-Empfangsmodul 33, das mit der Steuerelektronik 21 verbunden ist. Es empfängt die Daten aller RFID-Module 25-32 und meldet sie an die Steuerelektro- nik 21 weiter. Sie können dort ausgewertet oder an die externe Steuerzentrale zur Auswertung weitergemeldet werden. Durch die Auswertung dieser Identifikationsdaten weist die Steuerelektronik 21 beziehungsweise die externe Steuerzentrale wichtige Informationen über die im Verbund enthaltenen Automatisierungskomponenten auf, also beispielsweise deren Art, Position im Verbund, Ausstattung und angeschlossene externe Komponenten. Im einfachsten Fall handelt es sich bei diesen Identifikationsdaten lediglich um Informationen über die Art der jeweiligen Automatisierungskomponente. Durch die drahtlos seitens der RFID-Module 25-32 zum RFID-Empfangsmodul 33 über- tragenen Daten können entsprechende Leitungen oder Schnittstellen insbesondere in passiven Automatisierungskomponenten entfallen.
In einer alternativen Ausgestaltung kann auch eine mit einer drahtlosen oder drahtgebundenen Schnittstelle 22 zur Kommuni - kation mit einer entfernten Auswerte- und/oder Steuereinrichtung versehene Automatisierungskomponente als von der mit dem RFID-Empfangsmodul 33 und der Steuerelektronik 21 versehenen Automatisierungskomponente 10 separate Automatisierungskomponente ausgebildet sein, die ihrerseits mit einem RFID-Modul versehen sein kann oder eine Leitungsverbindung aufweist .
Werden Automatisierungskomponenten vom Verbund entfernt oder zusätzliche Automatisierungskomponenten angefügt, so erhält das RFID-Empfangsmodul 33 und damit die Steuerelektronik 21 sofort und automatisch die geänderte Konfiguration. Die RFID- Module 25-32 bilden somit zusammen mit dem RFID-Empfangsmodul 33 eine automatische Plug & Work-Erkennungseinrichtung.
Die RFID-Module 25-32 können bereits bei der Herstellung der entsprechenden Automatisierungskomponenten angebracht und mit den entsprechenden Identifikationsdaten versehen werden, je- doch kann dies auch noch nachträglich durch ein Programmiergerät 34 erfolgen, das drahtlos Daten in die RFID-Module 25- 32 einspeichern oder verändern kann. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Identifikationsdaten Informationen über angeschlossene externe Komponenten enthalten sollen. Mit dem Programmiergerät 34 kann der Anwender und Kunde auch individuelle, kundenspezifische Identifikationsdaten eingeben.
Es ist selbstverständlich nicht zwingend erforderlich, dass jede Automatisierungskomponente des Verbunds mit einem RFID- Modul versehen sein muss. Unwichtige Bestandteile des Ver- bunds werden zweckmäßigerweise nicht mit einem RFID-Modul versehen, beispielsweise ein Abschlussmodul 35, das auch als fluidisches Anschlussmodul zur Verbindung mit externen fluidischen Leitungen ausgebildet sein kann.
Die Schnittstelle 22 des Steuermoduls 10 kann anstelle als Kabelschnittstelle auch als drahtlose Schnittstelle ausgebildet sein, beispielsweise als Funkschnittstelle, um drahtlos mit der externen Steuerzentrale kommunizieren zu können.

Claims

Ansprüche
1. AutomatisierungsSystem, das aus mehreren, einen Verbund bildenden Automatisierungskomponenten (10-18) besteht, von denen eine oder mehrere RFID-Module (25-32) enthalten, wobei eine der Automatisierungskomponenten (10) ein RFID-Empfangs- s modul (33) zur drahtlosen Erfassung aller Daten der RFID- Module (25-32) enthält, und mit einer internen oder externen Auswerteeinrichtung (21) für die im RFID-Empfangsmodul (33) erfassten Daten.
2. Automatisierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn- lo zeichnet, dass die Identifikationsdaten eine oder mehrere der folgenden Daten enthalten: Seriennummer, Revisionsnummer, Produktionsnummer, Herstellungsdatum, Installationsdatum, Ortsdaten, Positionsdaten, Funktionsart, angeschlossene oder anschließbare Komponenten.
i5
3. Automatisierungssystem nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Module (25-32) und/oder das RFID-Empfangsmodul (33) in einer Vergussmasse oder einer Platine oder im Gehäuse der jeweiligen Automatisierungskomponente (10-18) integriert sind oder als elektronisches Typen-
2o schild angebracht sind.
4. Automatisierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Automatisierungs - komponenten als aktive oder passive Automatisierungskomponenten ausgebildet sind.
5. Automatisierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Module (25-32) zusammen mit dem RFID-Empfangsmodul (33) eine automatische Plug & Work-Erkennungseinrichtung bilden.
5 6. Automatisierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem RFID- Empfangsmodul (33) versehene Automatisierungskomponente (10) mit einer drahtlosen oder drahtgebundenen Schnittstelle (22) zur Kommunikation mit einer entfernten Auswerte- und/oder lo Steuereinrichtung versehen ist.
7. Automatisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einer drahtlosen oder drahtgebundenen Schnittstelle (22) zur Kommunikation mit einer entfernten Auswerte- und/oder Steuereinrichtung versehene i5 Automatisierungskomponente als von der mit dem RFID- Empfangsmodul (33) versehenen Automatisierungskomponente (10) separate Automatisierungskomponente ausgebildet ist.
8. Automatisierungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der drahtlosen oder drahtgebun-
20 denen Schnittstelle (22) versehene Automatisierungskomponente (10) zur Übertragung der der mit dem RFID-Empfangsmodul (33) erfassten Daten oder der erfassten und ausgewerteten Daten an die entfernte Auswerte- und/oder Steuereinrichtung ausgebildet ist. 5 9. Automatisierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den RFID- Modulen (25-32) versehenen Automatisierungskomponenten (11- 18) als Aktoren und/oder I/O-Module ausgebildet sind.
10. Automatisierungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der als Aktoren ausgebildeten Automatisierungskomponenten (13-18) als Ventile oder Ventilspulen ausgebildet sind, die insbesondere eine Ventil - batterie bilden.
11. Automatisierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Programmiergerät (34) zur insbesondere drahtlosen Programmierung der RFID-
Module (25-32) vorgesehen ist.
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