WO2011032796A1 - Bereitstellung anlagenbezogener betriebsdaten unter verwendung eines diagnose-datenservers als weiteren feldbusmaster - Google Patents

Bereitstellung anlagenbezogener betriebsdaten unter verwendung eines diagnose-datenservers als weiteren feldbusmaster Download PDF

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WO2011032796A1
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server
control
diagnostic data
bus
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PCT/EP2010/061958
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Sven Obenaus
Daniel Ponader
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a method for providing plant-related operating data of a switchgear.
  • the latter has a plurality of control devices interconnected via a field bus.
  • the switchgear is connected via the fieldbus with an external control system computer as a bus master for controlling the control devices acting as slaves.
  • Process data is exchanged between the process control computer and the respective control units.
  • the invention furthermore relates to a diagnostic data server and to a switchgear, in particular a motor control center, which is or is connected to a data-processing diagnostic server of this type or has such a diagnostic data server.
  • the process data are, in particular, data for setting, controlling, regulating and / or monitoring the control devices. They may also include process parameters or configuration data to effectuate corresponding changes in the operational behavior of the controllers.
  • the diagnostic data are in particular error codes, status messages and internal process parameters of the respective control units, which are not necessarily required for the higher-level control of the switchgear by the control computer.
  • diagnostic data may include, for example, internal temperature, current or voltage values as well as information on the switching frequency and interruptions.
  • switchgear which a plurality of control devices, such as drive control units, umfas ⁇ sen.
  • the control units are housed as plug-ins for insertion in a control cabinet.
  • Such a switchgear may for example be a so-called engine control center or short MCC. In such an MCC, several motor or drive control units can be accommodated modularly in the control cabinet.
  • controllers are connected to each other via a bus system data technology, such as a widely used in automation and manufacturing technology, standardized fieldbus.
  • a bus system data technology such as a widely used in automation and manufacturing technology, standardized fieldbus.
  • the control units typically have only a single bus interface for the fieldbus.
  • the switchgear or the MCC is connected via the fieldbus to a control technology computer, the control system computer acting as bus master and the control units as slaves.
  • a sol ⁇ cher control technology computer can also be referred to as a process computer or as control technology master. In many cases, this process control computer is more or less located far away from the substation, such as in a Leit ⁇ point or control center of a plant or factory.
  • the data access can be effected, for example, by providing the data of the slaves by the control engineering computer itself.
  • a disadvantage of this solution is that in addition to the process data required for the control of the switchgear only a very limited part of generally available tion diagnostic data can be processed by the control computer. Another major disadvantage is that the system-specific software adaptations required for this purpose no longer permit the use of a standard process control computer. In addition, there is the potential risk that the control unit will be disturbed by the process control computer in the event of subsequent, faulty changes, adaptations or expansions.
  • a data concentrator ⁇ be known in order to make them available to the plant-related data to external systems.
  • Such a data concentrator is connected between the control system computer and the controllers connected via the fieldbus. It acts as a central control and communication system and as master communicates directly with the control units as slaves.
  • Another data connection which can also be another fieldbus, is used to exchange data with the process control computer. Via one or more further data interface data is exchanged rungs- eg with the initially-mentioned visualization, maintenance, resource management or data ⁇ database systems.
  • a disadvantage of this solution is that no direct communication between the control system computer and the control devices is possible anymore. As a result, an impairment of the control, especially in time-critical, asynchronous processes is possible. It is thus an object of the invention to provide an improved
  • a diagnostic data server is used as a second bus master to request independent of the data exchange between the control system computer and the control units diagnostic data as further system-related operating data from the respective ECUs ⁇ len and provide these externally connected to the diagnostic data server bus subscribers.
  • the diagnostic data server can also be referred to as a diagnostic master. It is preferably a computer system, such as an industrial PC or a Linux server.
  • the bus subscribers may be the visualization, maintenance, resource management or database systems mentioned in the introduction. These systems are usually computer systems.
  • the core idea of the present invention lies in the control technology-independent access of the diagnostic data server to the system-related operating data, in particular to the data of the respective control devices designed as slaves.
  • known anticollision methods are used for independent data access. Such methods may e.g. be handled in a bus protocol which is executed on the fieldbus. Such a bus protocol is preferably the Profibus protocol.
  • a further advantage lies in the separation of the process data for the control system control from the external provision of the diagnostic data. Separate software adjustments of the control computer are not required in relation to the external diagnostic data.
  • the scope of selected diagnostic data can be done for example by appropriate programming of the diagnostic data server. This can be done, for example, by suitable parameterization in a data table which includes all the diagnostic data of all the ECUs that can be accessed on the fieldbus. Through the parameter can be determined which of the diagnostic data to be queried with which repetition rate of the respective HEADUNITS ⁇ th.
  • the data can be provided diagnosis at a known data interface, as are output to a LAN interface on the basis of an Internet Proto ⁇ Koll, to a visualization or database system, for example.
  • the diagnostic data server is used to additionally at least one
  • the diagnostic data server is used to provide the anlagenbezo ⁇ -related operational data in its function as a server corresponding clients the externally connected to the diagnostic data server bus users.
  • the operating data can be provided on a standardized server interface.
  • realized as a software application clients can then access the data of the respective control devices.
  • the object of the invention is further achieved by a diagnostic data server for providing plant-related operating data of a switchgear.
  • Such a diagnostic data server has a fieldbus interface for connection to a fieldbus, at least one further data interface for the possible connection of at least one further bus user and a processor-based control unit for Ausure ⁇ Ren a bus master application and a server application according to the server / client model ,
  • the bus master application is programmed to request diagnostic data as plant-related operating data from respective control devices connected to the fieldbus and functioning as slaves.
  • the server application is programmed to provide the operating data requested by the client of the respective bus user.
  • the bus master application is programmed as additional system-related operating data in addition to detecting at least part of the process data exchanged between the control system computer and the respective control units. Since ⁇ through to all exchanged on the fieldbus data be made available to the initially-mentioned visualization, maintenance charges, resource management or database systems principle.
  • the server application is an OPC server application.
  • OPC for OLE for Process Control
  • OLE for Object Linking and Embedding
  • a standardized software interface is designated, which enables the data exchange between applications of different manufacturers in the automation technology. where sensors, controllers and controllers from different manufacturers form a common, flexible network.
  • the diagnostic data server has a memory for continuously storing the system-related operating data.
  • the diagnostic data server also has the functionality of a data logger.
  • the memory may e.g. a circular memory as a history memory for logging all data exchanged on the fieldbus.
  • the object of the invention is achieved by a switchgear with a plurality of interconnected via a field bus, modular control units.
  • the switchgear is connected via the fieldbus with an external, designed to control the functioning as slaves controllers, acting as a bus master control technology computer connectable.
  • the switchgear having such Diagno ⁇ se-data server to provide the requested plant-related operational data is data-technically connected.
  • such a switchboard to such Diagno ⁇ se data server is data-technically connected.
  • the switchgear is a motor control center with a plurality of modular engine control units as control units.
  • MCC motor control center
  • 2 shows another motor control center with a data concentrator according to the prior art
  • FIG. 3 shows a motor control center as an example of a
  • FIG. 1 shows a motor control center (MCC) as an example of a switchgear 10 according to the prior art.
  • MCC motor control center
  • a control system computer 1 ' is shown, which is connected via a fieldbus B to the engine control center 10.
  • the latter has a plurality, in the present example, at least four control devices 2 in the form of engine control units.
  • the reference numeral 3 designates electric motors, which are electrically supplied by the respective engine control units 2.
  • Numeral 21 is a processor-based motor control unit and 22 is a power section for the respective electric motor 3, such as a motor. an inverter or a switching device (contactor).
  • the power unit 22 of the respective engine control unit 2 can also be designed as a separate unit.
  • the engine control units 2 and the control system computer 1 ' are each connected via a fieldbus interface 11 as a data interface 11 to the fieldbus B. Normally, today's engine control units 2 only have a single fieldbus interface 11.
  • two bus subscribers 4, 5 are shown by way of example, which, like the control system computer 1 ', are located away from the engine control center 10.
  • the first bus subscriber 4 is a visualization system and the second bus subscriber 5 is a database system.
  • Both systems 4, 5 are preferably designed as computer systems. You can ge in common with the process control computer 1 ', for example, in a control center of a factory or a factory.
  • P designates process data which the control system computer 1 'exchanges in its function as bus master M for controlling the motor control center 10 via the fieldbus B.
  • diagnostic data D ' is a part of diagnostic data referred to, which can be processed by the process control computer 1' in addition to the process data required for the control of the motor control center 10 process data P in terms of data technology.
  • This part of diagnostic data D 'and, if appropriate, part of the process data P are then output by the process control computer 1' at a further communication interface 12 for possible further processing by the visualization system 4 and by the database system 5.
  • FIG. 2 shows a further motor control center 10 with a data concentrator 6 according to the prior art.
  • the data concentrator 6 is connected in terms of data technology between the control system computer 1 and the switchgear-side fieldbus B.
  • B2 is another example of a fieldbus designated connecting the control computer 1 with the data concentrator 6.
  • the control system computer 1 and the data concentrator 6 can be connected to one another via a direct point-to-point data connection in terms of data technology.
  • 13 denotes an associated, additional data interface.
  • a data concentrator application-designated by the reference numeral 61 which is guided on a not further designated processor-based control unit of the data concentrator 6 from ⁇ .
  • the data concentrator application 61 serves as an exchange for the process data P between the Leit ⁇ engineering computer 1 and the respective engine control units 2.
  • the queried by the engine control units 2 diagnostic data D via a further data interface 14 from the fieldbus B to the visualization system 4 and the database system 5 forwarded.
  • a data-technical direct access of the control system computer 1 to the fieldbus B does not take place here.
  • FIG. 3 shows a motor control center 10 as an example of a switchgear with a diagnostic data server 7 according to the invention.
  • the diagnostic data server 7 is used as a further, second bus master M, independently of the data exchange between the process control computer 1 and to request the control devices 2 diagnostic data D as further system-related operating data from the respective control units 2 and this the externally connected to the diagnostic data server 7 bus subscribers 4, 5, here exemplarily a visualization system 4, a database system 5 and a combined visualization / database system 4, 5th to provide.
  • the aforementioned systems 4, 5 act as autonomous systems completely independent of the control technology of the switchgear 10 or of the motor control center.
  • the diagnosis data server 7 acts as a server according to the client / server principle in order to provide the plant-related operating data corresponding clients C of the externally connected to the diagnostic data server 7 bus subscribers 4, 5.
  • the diagnostic data server 7 has a processor-based control unit (not further described) on which a bus master application 71 and a server application 72 are executed.
  • each software client C can send requests to the server for the transmission of diagnostic data D of the respective control unit 2 and possibly also of process data P.
  • the server application 72 about an advantageous for automation applications OPC server application and the client C or at the client Applika ⁇ functions corresponding to OPC clients C.
  • plant-specific operating data of a switchgear are in the inventive method 10 provides notesge ⁇ , the switchgear 10 connected via a plurality of egg Fieldbus NEN B together comprises modular control devices.
  • the switchgear 10 is connected to an external control system computer 1 via the fieldbus B.
  • the control system computer acting as bus master M is provided for controlling the control devices 2 acting as slaves S.
  • a diagnostic data server 7 is used as a second bus master M to request independent of the data exchange between the control computer 1 and the Steueruze 2 diagnostic data D as further operating data from the respective control units 2 and externally connected to the diagnostic data server 7 Bus subscribers 4, 5 provide.
  • the aforementioned client applications can also be programmed on the diagnostic data server 7 or the diagnostic master itself.
  • a diagnosis data server 7 executed as an industrial PC with the OPC server, ie with the OPC server application, additionally with one or more OPC clients, ie with one or more OPC client applications, be programmed for visualization.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von anlagenbezogenen Betriebsdaten einer Schaltanlage (10), wobei die Schaltanlage (10) eine Mehrzahl von über einen Feldbus (B) miteinander verbundenen, modularen Steuergeräten (2) aufweist. Die Schaltanlage (10) ist über den Feldbus (B) mit einem externen Leittechnikrechner (1) als Busmaster (M) zur Steuerung der Steuergeräte (2) als Slaves (S) verbunden. Es werden zwischen dem Leittechnikrechner (1) und den jeweiligen Steuergeräten (2) Prozessdaten (P) als Betriebsdaten ausge- tauscht. Gemäß der Erfindung wird ein Diagnose-Datenserver (7) als zweiter Busmaster (M) verwendet, um unabhängig vom Datenaustausch zwischen dem Leittechnikrechner (1) und den Steuergeräten (2) Diagnosedaten (D) als weitere Betriebsdaten von den jeweiligen Steuergeräten (2) anzufordern und diese extern mit dem Diagnose-Datenserver (7) verbundenen Busteilnehmern (4, 5) bereitzustellen.

Description

Beschreibung
Bereitstellung anlagenbezogener Betriebsdaten unter Verwendung eines Diagnose-Datenservers als weiteren Feldbusmaster
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von anlagenbezogenen Betriebsdaten einer Schaltanlage. Letztere weist eine Mehrzahl von über einen Feldbus miteinander verbundenen Steuergeräten auf. Die Schaltanlage ist über den Feldbus mit einem externen Leittechnikrechner als Busmaster zur Steuerung der als Slaves fungierenden Steuergeräte verbunden. Es werden zwischen dem Leittechnikrechner und den jeweiligen Steuergeräten Prozessdaten ausgetauscht. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Diagnose-Datenserver sowie eine Schaltanlage, insbesondere ein Motor-Control- Center, welche bzw. welches datentechnisch mit einem derartigen Diagnose-Datenserver verbunden ist oder einen derartigen Diagnose-Datenserver aufweist.
Bei den Prozessdaten handelt es sich insbesondere um Daten zum Einstellen, Steuern, Regeln und/oder Überwachen der Steuergeräte. Sie können auch Prozessparameter oder Konfigurationsdaten umfassen, um entsprechende Änderungen im betriebli- chen Verhalten der Steuergeräte zu bewirken.
Bei den Diagnosedaten handelt es sich insbesondere um Fehlercodes, Statusmeldungen sowie interne Prozessparameter der jeweiligen Steuergeräte, die nicht notwendigerweise für die übergeordnete Steuerung der Schaltanlage durch den Leittechnikrechner erforderlich sind. Solche Diagnosedaten können z.B. interne Temperatur-, Strom- oder Spannungswerte sowie Angaben über Schalthäufigkeit und Unterbrechungen umfassen. Aus dem Stand der Technik sind Schaltanlagen bekannt, welche mehrere Steuergeräte, wie z.B. Antriebssteuergeräte, umfas¬ sen. In vielen Fällen sind die Steuergeräte als Einschübe zum Einschub in einem Schaltschrank untergebracht. Eine solche Schaltanlage kann z.B. ein so genanntes Motor-Control-Center oder kurz MCC sein. Bei einem derartigen MCC können mehrere Motor- bzw. Antriebssteuergeräte modular im Schaltschrank untergebracht sein. Üblicherweise sind diese Steuergeräte über ein Bussystem miteinander datentechnisch verbunden, wie z.B. über einen in der Automatisierungs- und Fertigungstechnik weit verbreiteten, standardisierten Feldbus. Typischerweise weisen die Steuergeräte aus Kostengründen nur eine einzige Busschnittstelle für den Feldbus auf. Zur Steuerung der einzelnen Steuergeräte ist die Schaltanlage bzw. das MCC über den Feldbus datentechnisch mit einem Leittechnikrechner verbunden, wobei der Leittechnikrechner als Busmaster und die Steuergeräte als Slaves fungieren. Ein sol¬ cher Leittechnikrechner kann auch als Prozessrechner oder als Leittechnikmaster bezeichnet werden. In vielen Fällen befindet sich dieser Leittechnikrechner mehr oder weniger weit von der Schaltanlage entfernt gelegen, wie z.B. in einer Leit¬ stelle oder Leitzentrale einer Anlage oder Fabrik. Häufig greifen weitere Systeme, wie z.B. Visualisierungssys¬ teme, Instandhaltungssysteme, Ressourcenmanagementsysteme oder Datenbanksysteme, über denselben Feldbus auf die Daten der Steuergeräte zu. Der datentechnische Zugriff kann z.B. dadurch erfolgen, dass die Daten der Slaves durch den Leit- technikrechner selbst bereitgestellt werden.
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass neben den für die Steuerung der Schaltanlage erforderlichen Prozessdaten nur noch ein stark eingeschränkter Teil von generell zur Verfü- gung stehenden Diagnosedaten durch den Leittechnikrechner verarbeitet werden können. Ein weiterer großer Nachteil ist, dass die hierzu erforderlichen, anlagenspezifischen Softwareanpassungen die Verwendung eines Standard-Leittechnikrechners nicht mehr zulassen. Zudem besteht das potenzielle Risiko, dass bei nachträglichen, fehlerbehafteten Änderungen, Anpassungen oder Erweiterungen der Steuerungsbetrieb der Steuergeräte durch den Leittechnikrechner gestört wird. Alternativ ist die Verwendung eines Datenkonzentrators be¬ kannt, um die anlagenbezogenen Daten externen Systemen zugänglich zu machen. Ein solcher Datenkonzentrator ist zwischen dem Leittechnikrechner und den über den Feldbus verbundenen Steuergeräten geschaltet. Er fungiert hierbei als zen- trales Steuerungs- und Kommunikationssystem und kommuniziert als Master direkt mit den Steuergeräten als Slaves. Über eine weitere Datenverbindung, die auch ein weiterer Feldbus sein kann, erfolgt der Datenaustausch mit dem Leittechnikrechner. Über eine oder mehrere, weitere Datenschnittstellen erfolgt der Datenaustausch z.B. mit den eingangsgenannten Visualisie- rungs-, Instandhaltungs- , Ressourcenmanagement- oder Daten¬ banksystemen .
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass keine direkte Kommuni- kation zwischen dem Leittechnikrechner und den Steuergeräten mehr möglich ist. Dadurch ist eine Beeinträchtigung der Steuerung, insbesondere bei zeitkritischen, asynchronen Prozessen möglich . Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes
Verfahren zur Bereitstellung von anlagenbezogenen Betriebsdaten einer Schaltanlage anzugeben.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen geeigneten Diagnose-Datenserver zur Bereitstellung der anlagenbezogenen Betriebsdaten sowie eine geeignete Schaltanlage, insbesondere ein geeignetes Motor-Control-Center, anzugeben.
Gemäß der Erfindung wird ein Diagnose-Datenserver als zweiter Busmaster verwendet, um unabhängig vom Datenaustausch zwischen dem Leittechnikrechner und den Steuergeräten Diagnosedaten als weitere anlagenbezogene Betriebsdaten von den je¬ weiligen Steuergeräten anzufordern und diese extern mit dem Diagnose-Datenserver verbundenen Busteilnehmern bereitzustel- len. Der Diagnose-Datenserver kann auch als Diagnosemaster bezeichnet werden. Er ist vorzugsweise ein Rechnersystem, wie z.B. ein Industrie-PC oder ein Linux-Server. Die Busteilnehmer können die eingangsgenannten Visualisierungs- , Instand- haltungs-, Ressourcenmanagement- oder Datenbanksysteme sein. Bei diesen Systemen handelt es sich üblicherweise um Rechnersysteme .
Die Kernidee der vorliegenden Erfindung liegt im leittechnik- unabhängigen Zugriff des Diagnose-Datenservers auf die anla- genbezogenen Betriebsdaten, insbesondere auf die Daten der jeweiligen als Slaves ausgebildeten Steuergeräte. Für den unabhängigen Datenzugriff kommen an sich bekannte Antikollisi- onsverfahren zum Einsatz. Derartige Verfahren können z.B. in einem Busprotokoll behandelt werden, welches auf dem Feldbus ausgeführt wird. Ein solches Busprotokoll ist vorzugsweise das Profibus-Protokoll.
Dadurch ist weiterhin ein direkter Datenzugriff durch den Leittechnikrechner zur Prozesssteuerung auf die jeweiligen Steuergeräte möglich. Ein weiterer Vorteil liegt in der Trennung der Prozessdaten für die Leittechniksteuerung von der externen Bereitstellung der Diagnosedaten. Gesonderte Softwareanpassungen des Leittechnikrechners sind in Bezug auf die externen Diagnosedaten nicht erforderlich. Der Umfang der ausgewählten Diagnosedaten kann z.B. durch entsprechende Programmierung des Diagnose-Datenservers erfolgen. Dies kann z.B. durch geeignete Parametrierung in einer Datentabelle erfolgen, welche sämtliche Diagnosedaten aller am Feldbus da- tentechnisch erreichbaren Steuergeräte umfasst. Durch die Parametrierung kann festgelegt werden, welche der Diagnosedaten mit welcher Wiederholungsrate von den jeweiligen Steuergerä¬ ten abgefragt werden sollen. Die bereitzustellenden Diagnosedaten können an einer bekannten Datenschnittstelle, wie z.B. an einer LAN-Schnittstelle auf Basis eines Internetproto¬ kolls, an ein Visualisierungs- oder Datenbanksystem ausgeben werden .
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Diagnose- Datenserver dazu verwendet, um zusätzlich zumindest einen
Teil der zwischen dem Leittechnikrechner und den jeweiligen Steuergeräten ausgetauschten Prozessdaten vom Feldbus zu erfassen und diese den Busteilnehmern bereitzustellen. Dadurch ist vorteilhaft eine Erfassung der Prozessdaten im Sinne ei- nes Datenloggers möglich. Es ist vorteilhaft eine später mög¬ liche Auswertung des Steuerungsprozesses, insbesondere in ei¬ nem Fehlerfall, möglich.
Einer besonders vorteilhaften Ausführungsform zufolge wird der Diagnose-Datenserver dazu verwendet, um die anlagenbezo¬ genen Betriebsdaten in seiner Funktion als Server entsprechenden Clients der extern mit dem Diagnose-Datenserver verbundenen Busteilnehmer bereitzustellen. Dadurch können die Betriebsdaten an einer standardisierten Serverschnittstelle bereitgestellt werden. Entsprechende, als Softwareapplikation realisierte Clients können dann auf die Daten der jeweiligen Steuergeräte zugreifen. Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch einen Diagnose-Datenserver zur Bereitstellung von anlagenbezogenen Betriebsdaten einer Schaltanlage gelöst. Ein solcher Diagnose- Datenserver weist eine Feldbusschnittstelle zum Anschließen an einen Feldbus, zumindest eine weitere Datenschnittstelle zum möglichen Anschließen zumindest eines weiteren Busteilnehmers und eine prozessorgestützte Steuereinheit zum Ausfüh¬ ren einer Busmaster-Applikation sowie einer Server-Applikation nach dem Server/Client-Modell auf. Die Busmaster-Appli- kation ist zum Anfordern von Diagnosedaten als anlagenbezogene Betriebsdaten von jeweiligen, mit dem Feldbus verbundenen, als Slaves fungierenden Steuergeräten programmiert. Die Server-Applikation ist zur Bereitstellung der durch den Client des jeweiligen Busteilnehmers angeforderten Betriebsdaten programmiert.
Nach einer Ausführungsform ist die Busmaster-Applikation, analog zum erfindungsgemäßen Verfahren, zusätzlich zum Erfassen zumindest eines Teils der zwischen dem Leittechnikrechner und den jeweiligen Steuergeräten ausgetauschten Prozessdaten als weitere anlagenbezogene Betriebsdaten programmiert. Da¬ durch können prinzipiell alle auf dem Feldbus ausgetauschten Daten den eingangsgenannten Visualisierungs- , Instandhal- tungs-, Ressourcenmanagement- oder Datenbanksystemen bereit- gestellt werden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Server-Applikation eine OPC-Server-Applikation . Mit „OPC" (für OLE for Process Control) und OLE (für Object Linking and Embedding) ist eine standardisierte Software-Schnittstelle bezeichnet, die den Datenaustausch zwischen Anwendungen unterschiedlicher Hersteller in der Automatisierungstechnik ermöglicht. OPC findet vor allem im industriellen Umfeld Anwen- dung, wo Sensoren, Regler und Steuerungen verschiedener Hersteller ein gemeinsames, flexibles Netzwerk bilden.
Einer weiteren Ausführungsform zufolge weist der Diagnose- Datenserver einen Speicher zum fortlaufenden Speichern der anlagenbezogenen Betriebsdaten auf. Dadurch verfügt der Diagnose-Datenserver zugleich über die Funktionalität eines Datenloggers. Der Speicher kann z.B. ein UmlaufSpeicher als Historienspeicher zum Protokollieren aller auf dem Feldbus ausgetauschten Daten sein.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Schaltanlage mit einer Mehrzahl von über einen Feldbus miteinander verbundenen, modularen Steuergeräten gelöst. Die Schaltanlage ist über den Feldbus mit einem externen, zur Steuerung der als Slaves fungierenden Steuergeräten vorgesehenen, als Busmaster fungierenden Leittechnikrechner verbindbar. Erfindungsgemäß ist die Schaltanlage mit einem derartigen Diagno¬ se-Datenserver zur Bereitstellung der angeforderten anlagen- bezogenen Betriebsdaten datentechnisch verbindbar. Insbesondere weist eine solche Schaltanlage einen derartigen Diagno¬ se-Datenserver auf.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schaltanlage ein Motor-Control-Center mit einer Mehrzahl von modularen Motorsteuergeräten als Steuergeräte.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher be- schrieben. Es zeigen
FIG 1 ein Motor-Control-Center (MCC) als Beispiel für eine Schaltanlage nach dem Stand der Technik, FIG 2 ein weiteres Motor-Control-Center mit einem Daten- konzentrator nach dem Stand der Technik und
FIG 3 ein Motor-Control-Center als Beispiel für eine
Schaltanlage mit einem Diagnose-Datenserver gemäß der Erfindung.
FIG 1 zeigt ein Motor-Control-Center (MCC) als Beispiel für eine Schaltanlage 10 nach dem Stand der Technik. Im linken oberen Teil der FIG 1 ist ein Leittechnikrechner 1' dargestellt, der über einen Feldbus B mit dem Motor-Control-Center 10 verbunden ist. Letzterer weist eine Mehrzahl, im vorliegenden Beispiel mindestens vier Steuergeräte 2 in Form von Motorsteuergeräten auf. Mit dem Bezugszeichen 3 sind Elektro- motoren bezeichnet, die von den jeweiligen Motorsteuergeräten 2 elektrisch gespeist werden. Mit dem Bezugszeichen 21 ist eine prozessorgestützte Motorsteuereinheit und mit 22 ein Leistungsteil für den jeweiligen Elektromotor 3, wie z.B. ein Wechselrichter oder ein Schaltgerät (Schütz), bezeichnet. Das Leistungsteil 22 des jeweiligen Motorsteuergerätes 2 kann auch als separate Einheit ausgeführt sein. Ferner sind die Motorsteuergeräte 2 sowie der Leittechnikrechner 1' jeweils über eine Feldbusschnittstelle 11 als Datenschnittstelle 11 an den Feldbus B angeschaltet. Üblicherweise verfügen heutige Motorsteuergeräte 2 nur über eine einzige Feldbusschnittstel- le 11.
Im oberen mittleren Teil der FIG 1 sind beispielhaft zwei Busteilnehmer 4, 5 dargestellt, die sich, wie auch der Leittechnikrechner 1', vom Motor-Control-Center 10 entfernt gele gen befinden. Bei dem ersten Busteilnehmer 4 handelt es sich um ein Visualisierungssystem und bei dem zweiten Busteilnehmer 5 um ein Datenbanksystem. Beide Systeme 4, 5 sind vorzugsweise als Rechnersysteme ausgebildet. Sie können sich ge meinsam mit dem Leittechnikrechner 1' z.B. in einer Leitstelle einer Fabrik oder eines Werkes befinden. Ferner sind mit P Prozessdaten bezeichnet, die der Leittechnikrechner 1' in seiner Funktion als Busmaster M zur Steuerung des Motor-Con- trol-Centers 10 über den Feldbus B austauscht. Mit D' ist ein Teil von Diagnosedaten bezeichnet, der vom Leittechnikrechner 1' neben den für die Steuerung des Motor-Control-Centers 10 erforderlichen Prozessdaten P in datentechnischer Hinsicht noch verarbeitet werden kann. Dieser Teil von Diagnosedaten D' und gegebenenfalls ein Teil der Prozessdaten P werden dann vom Leittechnikrechner 1' an einer weiteren Kommunikationsschnittstelle 12 zur möglichen Weiterverarbeitung durch das Visualisierungssystem 4 und durch das Datenbanksystem 5 ausgegeben .
FIG 2 zeigt ein weiteres Motor-Control-Center 10 mit einem Datenkonzentrator 6 nach dem Stand der Technik. Der Datenkon- zentrator 6 ist datentechnisch zwischen dem Leittechnikrechner 1 und dem schaltanlagenseitigen Feldbus B geschaltet. Mit B2 ist beispielhaft ein weiterer Feldbus bezeichnet, der den Leittechnikrechner 1 mit dem Datenkonzentrator 6 verbindet. Alternativ können der Leittechnikrechner 1 und der Datenkonzentrator 6 über eine direkte Punkt-Punkt-Datenverbindung datentechnisch miteinander verbunden sein. Mit 13 ist eine zu- gehörige, weitere Datenschnittstelle bezeichnet. Weiterhin ist mit dem Bezugszeichen 61 eine Datenkonzentrator-Applika- tion bezeichnet, die auf einer nicht weiter bezeichneten prozessorgestützten Steuereinheit des Datenkonzentrators 6 aus¬ geführt wird. Die Datenkonzentrator-Applikation 61 dient als Vermittlungsstelle für die Prozessdaten P zwischen dem Leit¬ technikrechner 1 und den jeweiligen Motorsteuergeräten 2. Dagegen werden die von den Motorsteuergeräten 2 abgefragten Diagnosedaten D über eine weitere Datenschnittstelle 14 vom Feldbus B zum Visualisierungssystem 4 und zum Datenbanksystem 5 weitergeleitet. Ein datentechnischer direkter Zugriff des Leittechnikrechners 1 auf den Feldbus B erfolgt hier nicht.
FIG 3 zeigt ein Motor-Control-Center 10 als Beispiel für eine Schaltanlage mit einem erfindungsgemäßen Diagnose-Datenserver 7. Gemäß der Erfindung wird nun der Diagnose-Datenserver 7 als weiterer, zweiter Busmaster M verwendet, um unabhängig vom Datenaustausch zwischen dem Leittechnikrechner 1 und den Steuergeräten 2 Diagnosedaten D als weitere anlagenbezogenen Betriebsdaten von den jeweiligen Steuergeräten 2 anzufordern und diese den extern mit dem Diagnose-Datenserver 7 verbundenen Busteilnehmern 4, 5, hier beispielhaft einem Visualisierungssystem 4, einem Datenbanksystem 5 und einem kombinierten Visualisierungs-/Datenbanksystem 4, 5, bereitzustellen. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines weiteren Busmasters M agieren die zuvor genannten Systeme 4, 5 als autarke, von der Leittechnik der Schaltanlage 10 bzw. des Motor-Control-Cen- ters vollständig unabhängige Systeme. Der erfindungsgemäße Diagnose-Datenserver 7 fungiert dabei als Server nach dem Client/Server-Prinzip, um die anlagenbezogenen Betriebsdaten entsprechenden Clients C der extern mit dem Diagnose-Datenserver 7 verbundenen Busteilnehmer 4, 5 bereitzustellen. Hierzu weist der Diagnose-Datenserver 7 eine nicht weiter bezeichnete prozessorgestützte Steuereinheit auf, auf der eine Busmaster-Applikation 71 und eine Server- Applikation 72 ausgeführt wird. Im Beispiel der vorliegenden FIG 3 kann jeder Software-Client C Anfragen an den Server zur Übertragung von Diagnosedaten D des jeweiligen Steuergerätes 2 und gegebenenfalls auch von Prozessdaten P senden. Vorzugsweise handelt es sich bei der Server-Applikation 72 um eine für Automatisierungsanwendungen vorteilhafte OPC-Server-Ap- plikation und bei den Clients C bzw. bei den Client-Applika¬ tionen um entsprechende OPC-Clients C. Zusammenfassend werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anlagenbezogene Betriebsdaten einer Schaltanlage 10 bereitge¬ stellt, wobei die Schaltanlage 10 eine Mehrzahl von über ei- nen Feldbus B miteinander verbundenen, modularen Steuergeräten 2 aufweist. Die Schaltanlage 10 ist mit einem externen Leittechnikrechner 1 über den Feldbus B verbunden. Der als Busmaster M fungierende Leittechnikrechner ist zur Steuerung der als Slaves S fungierenden Steuergeräte 2 vorgesehen. Es werden zwischen dem Leittechnikrechner 1 und den jeweiligen Steuergeräten 2 Prozessdaten P als Betriebsdaten ausgetauscht. Gemäß der Erfindung wird ein Diagnose-Datenserver 7 als zweiter Busmaster M verwendet, um unabhängig vom Datenaustausch zwischen dem Leittechnikrechner 1 und den Steuerge- räten 2 Diagnosedaten D als weitere Betriebsdaten von den jeweiligen Steuergeräten 2 anzufordern und diese extern mit dem Diagnose-Datenserver 7 verbundenen Busteilnehmern 4, 5 bereitzustellen. Die zuvor genannten Client-Applikationen können alternativ auch auf dem Diagnose-Datenserver 7 bzw. dem Diagnosemaster selbst programmiert sein. So kann z.B. ein als Industrie-PC ausgeführter Diagnose-Datenserver 7 mit dem OPC-Server, das heißt mit der OPC-Server-Applikation, zusätzlich mit einem oder mehreren OPC-Clients, das heißt mit einer oder mehreren OPC-Client-Applikationen, für die Visualisierung programmiert sein .
Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und ande¬ re Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Bezugs zeichenliste
1 Leittechnikrechner, Leittechnikmaster
1' Leittechnikrechner
2 Steuergerät, Motorsteuergerät, Antriebssteuerge¬ rät
4 Visualisierungssystem, Operator Panel
5 Datenbanksystem
6 Datenkonzentrator
7 Diagnose-Datenserver, Diagnosemaster
10 Schaltanlage, MCC, Motor-Control-Center
11-15 Datenschnittstellen
21 Steuereinheit
22 Leistungsteil
61 Datenkonzentrator-Applikation
71 Busmaster-Applikation
72 Server-Applikation
B, B2 Feldbus
P Prozessdaten
D Diagnosedaten
D' Teil der Diagnosedaten
S Server
C Client
M Master, Busmaster

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bereitstellung von anlagenbezogenen Betriebsdaten einer Schaltanlage (10), wobei die Schaltanlage (10) eine Mehrzahl von über einen Feldbus (B) miteinander verbundenen Steuergeräten (2) aufweist, wobei die Schaltanla¬ ge (10) über den Feldbus (B) mit einem externen Leittechnikrechner (1) als Busmaster (M) zur Steuerung der Steuergeräte (2) als Slaves (S) vorgesehen ist, wobei zwischen dem Leit- technikrechner (1) und den jeweiligen Steuergeräten (2) Prozessdaten (P) als anlagenbezogenen Betriebsdaten ausgetauscht werden und wobei ein Diagnose-Datenserver (7) als weiterer Busmaster (M) verwendet wird, um unabhängig vom Datenaustausch zwischen dem Leittechnikrechner (1) und den Steuerge- räten (2) Diagnosedaten (D) als weitere anlagenbezogenen Betriebsdaten von den jeweiligen Steuergeräten (2) anzufordern und diese extern mit dem Diagnose-Datenserver (7) verbundenen Busteilnehmern (4, 5) bereitzustellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Diagnose-Datenserver (7) verwendet wird, um zusätzlich zumindest einen Teil der zwischen dem Leittechnikrechner (1) und den jeweiligen Steuergeräten (2) ausgetauschten Prozessdaten (P) vom Feldbus (B) zu erfassen und diese den Busteilnehmern (4, 5) bereitzustel- len.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Diagnose- Datenserver (7) verwendet wird, um die anlagenbezogenen Betriebsdaten in seiner Funktion als Server (71) entsprechenden Clients (C) der extern mit dem Diagnose-Datenserver (7) verbundenen Busteilnehmern (4, 5) bereitzustellen.
4. Diagnose-Datenserver zur Bereitstellung von anlagenbezogenen Betriebsdaten einer Schaltanlage (10), wobei der Diagno¬ se-Datenserver eine Feldbusschnittstelle (11) zum Anschließen an einen Feldbus (B) , zumindest eine weitere Datenschnitt- stelle (15) zum möglichen Anschließen zumindest eines weite¬ ren Busteilnehmers (4, 5) und eine prozessorgestützte Steuer¬ einheit zum Ausführen einer Busmaster-Applikation (71) sowie einer Server-Applikation (72) nach dem Server/Client-Modell aufweist, wobei die Busmaster-Applikation (71) zum Anfordern von Diagnosedaten (D) als anlagenbezogene Betriebsdaten von jeweiligen, mit dem Feldbus (B) verbundenen, als Slaves (S) fungierenden Steuergeräten (2) programmiert ist und wobei die Server-Applikation (72) zur Bereitstellung der durch den Client (C) des jeweiligen Busteilnehmers (4, 5) angeforderten anlagenbezogenen Betriebsdaten programmiert ist.
5. Diagnose-Datenserver nach Anspruch 4, wobei die Busmaster- Applikation (71) zusätzlich zum Erfassen zumindest eines Teils der zwischen dem Leittechnikrechner (1) und den jewei- ligen Steuergeräten (2) ausgetauschten Prozessdaten (P) als weitere anlagenbezogene Betriebsdaten programmiert ist.
6. Diagnose-Datenserver nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Server-Applikation (72) eine OPC-Server-Applikation ist.
7. Diagnose-Datenserver nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Diagnose-Datenserver einen Speicher zum fortlaufenden Speichern der anlagenbezogenen Betriebsdaten aufweist.
8. Schaltanlage mit einer Mehrzahl von über einen Feldbus (B) miteinander verbundenen, modularen Steuergeräten (2), wobei die Schaltanlage (10) über den Feldbus (B) mit einem exter¬ nen, zur Steuerung der als Slaves (S) fungierenden Steuerge- raten (2) vorgesehenen, als Busmaster (M) fungierenden Leittechnikrechner (1) verbindbar ist und wobei die Schaltanlage datentechnisch mit einem Diagnose-Datenserver (7) nach einem der Ansprüche 3 bis 7 verbunden ist oder einen derartigen Diagnose-Datenserver (7) zur Bereitstellung der angeforderten anlagenbezogenen Betriebsdaten aufweist.
9. Schaltanlage nach Anspruch 8, wobei die Schaltanlage ein Motor-Control-Center (10) mit einer Mehrzahl von modularen Motorsteuergeräten als Steuergeräte (2) aufweist.
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