WO2015018579A1 - Verfahren zur erweiterung einer eingebetteten softwarekomponente eines feldgerätes - Google Patents

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WO2015018579A1
WO2015018579A1 PCT/EP2014/064463 EP2014064463W WO2015018579A1 WO 2015018579 A1 WO2015018579 A1 WO 2015018579A1 EP 2014064463 W EP2014064463 W EP 2014064463W WO 2015018579 A1 WO2015018579 A1 WO 2015018579A1
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component
subcomponent
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Vincent De Groot
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Endress+Hauser Process Solutions Ag
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    • G06F11/0706—Error or fault processing not based on redundancy, i.e. by taking additional measures to deal with the error or fault not making use of redundancy in operation, in hardware, or in data representation the processing taking place on a specific hardware platform or in a specific software environment
    • G06F11/0721—Error or fault processing not based on redundancy, i.e. by taking additional measures to deal with the error or fault not making use of redundancy in operation, in hardware, or in data representation the processing taking place on a specific hardware platform or in a specific software environment within a central processing unit [CPU]

Definitions

  • the invention relates to a method for expanding an embedded
  • the invention relates to a field device, a file type, a data carrier and to a data stream.
  • the invention has for its object to enable a flexible adaptation of the field device and its functions.
  • the object is achieved by a method, a field device, a file type, a data carrier and a data stream.
  • the object is achieved by a method for expanding an embedded software component of a field device, wherein a
  • Expansion software component is loaded into a memory of the field device, wherein by means of the expansion software component at least one additional
  • Application function for the field device is provided, and wherein the embedded software component and the expansion software component cooperate to perform the additional application function.
  • field devices are often used to control and / or monitor a process taking place in the plant. Consequently, under a field device such a device, which may be, for example, a sensor, an actuator, a display unit, a gateway or another process-related component understood.
  • a field device such a device, which may be, for example, a sensor, an actuator, a display unit, a gateway or another process-related component understood.
  • Such field devices are nowadays operated via an embedded software component, also referred to as embedded software. That is to say, this software component is specifically matched to the hardware of the respective field device in order to carry out the functions of the field device, that is to say in particular functions which relate to the operation of the field device.
  • the embedded software component may also perform additional functions as are typical of application software.
  • Such application software is typically also part of the embedded
  • Software component which is, for example, the firmware of the field device.
  • the embedded software component is at least responsible for the operation of the field device
  • the embedded software component may also include application software that is more likely to perform one or more functions providing additional process-relevant information, in particular computed and / or , eg on a display unit of the field device.
  • extension software component By means of the expansion software component, an additional function or several additional functions can now be executed by the field device.
  • the extension software component may be used to supplement or replace functions of the embedded software component as well.
  • Application function process-relevant data in particular field device related data and / or measurement data processed.
  • the field device-related data can be, for example, parameters of the field device which, for example, are already provided in the embedded software component and / or which are provided in the
  • the application software may provide additional functions such as an envelope.
  • the embedded act may provide additional functions such as an envelope.
  • Interface component together to perform the additional application function, in particular a processing of field device related data and / or measurement data.
  • a memory area containing the embedded software component may be provided, while the interface component may include the memory area
  • the embedded software component may be configured to detect the presence of an enhancement software component and, optionally, to reorder the program flow to perform the function contained in the enhancement software component.
  • Software component in a first, especially machine-readable format before.
  • the machine-readable format may be an assembler code or a binary code or a hex code.
  • Extension software component in a second format, which second format is different from the first format.
  • the second format is a programming code which, for example, is in XML format.
  • Extension software component an additional application function and / or additional application data ready.
  • the embedded software component is the firmware of the field device.
  • the firmware comprises a
  • Extension software component can then, for example, an additional function of the boot loader, the operating system and / or an additional function of the
  • the hardware of the field device is operated by means of the embedded software component.
  • the hardware of the field device is operated by means of the embedded software component.
  • Extension software component of a first and a second sub-component which first sub-component data in the form of a metalanguage, for example.
  • XML includes, and which second sub-component data in the form of a scripting language, for example.
  • JavaScript includes.
  • the interface component has an interface element in the form of a parser for processing the first
  • the interface component has a first interface element in the form of an interpreter for processing the second subcomponent.
  • the interface component has a second interface element in the form of an object model, by means of which the embedded software component can access application data of the first subcomponent and / or an application function of the second subcomponent. Both the first and the second interface element can also be connected to the embedded software on the one hand and to the
  • the object is achieved by a field device with an embedded software component, wherein an expansion software component is loadable into the field device, wherein the expansion software component is for performing at least one additional application function of the field device, and wherein the embedded software component and the expansion software component
  • the application function can relate to the application software, which is, for example, part of the embedded software component.
  • the application software can also serve to operate the hardware of the field device.
  • the file type the object is achieved by a file type for expanding an embedded software component of a field device, which file type can be loaded into a field device, and which file type contains an extension software component that serves to provide an additional application function for the field device.
  • the file type contains a first subcomponent and / or a second subcomponent of the expansion software component.
  • the subcomponents may be the subcomponents mentioned above
  • the first subcomponent is data in the form of a metalanguage and / or the second subcomponent
  • Subcomponent is a scripting language.
  • the object is achieved by a data medium with a file type according to one of the previous embodiments.
  • the task is performed by a data stream of the one
  • File type acc. represents one of the embodiments.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a field device and an associated control unit
  • FIG. 2 shows a program code example of a first subcomponent of FIG
  • FIG. 3 shows a program code example of a second subcomponent of FIG.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a field device F, which is connected via a digital communication connection 400, with an operating device B.
  • the field device F can, for example, in particular for the purpose of data transmission to the
  • the field device F has an embedded software component 201, which
  • This embedded software component 201 is, for example via a field device internal data bus, connected to a sensor 104 or a sensor interface, so that, for example.
  • Software component itself is implemented in hardware, for example in the form of a microprocessor 101 or a microcontroller.
  • a microprocessor 101 or a microcontroller.
  • Figure 1 the hardware components of the field device with the
  • Reference numeral 100 is indicated, while the software components of the field device F are designated by the reference numeral 200 and are grouped there by the dashed line.
  • the embedded software component 201 may also be in communication with other components of the field device F, such as a display unit 103.
  • the data connection to the sensor 104 or the sensor interface may also be an unidirectional data connection in the data or a measurement signal in only one direction, i. from the sensor 104 to the embedded one
  • Software component 201 can be transmitted act
  • the embedded software component 201 thus serves to control the hardware and to carry out the functions of the field device, such as, for example, the performance of a display on the display unit or a measurement signal processing of a measurement signal supplied by a sensor.
  • Embedded software component 201 may also be directly referenced with a
  • Communication driver 230 may be connected software component.
  • this communication driver can also be embedded in the
  • This communication driver 230 finally serves to transmit or receive data of the field device F via the communication link 400, which is, for example, a field bus. In terms of hardware, this is done by a
  • Communication interface 102 executed.
  • the communication driver 230 is connected to a software component 220 serving to encrypt and / or authenticate, and in parallel to the embedded software component 201.
  • Communication interface 102 received data in one for storing a first sub-component 301 a and a second sub-component 302 a of a
  • expansion software component provided storage unit.
  • the software component 301a, 302a may also be omitted and / or the expansion software component may have only a subcomponent.
  • the first subcomponent 301 a may be additional data provided to the field device F or the embedded software component 201 and to an application software contained therein. This can be a first
  • the second subcomponent 302a may, for example, have an additional
  • an application function that supplements or replaces the function of the embedded software component 201.
  • an application function that supplements or replaces the function of the embedded software component 201.
  • only one of the two subcomponents 301 a, 302 a may be provided or both subcomponents may be merged into one.
  • a parser 21 1 is provided on the one hand, which serves for processing the first subcomponent 301 a in data readable by an interface component 203.
  • This interface component 203 serves to exchange data between the parser 21 1 and the first subcomponent 301 a and the embedded software component 201 and the application function (s) contained therein.
  • an interface component 204 may be provided, which functions of the second subcomponent 302a by means of an object model of the embedded
  • Software component 201 provides. This interface component 204 is connected to an interpreter 212, which in turn is connected to the second subcomponent 302a, in the gem.
  • the embodiment in Figure 1 is a JavaScript code is included.
  • the embedded software component processes the data provided by the parser or interpreter and thus executes the function defined thereby. The result of the execution of the function can then over the
  • Communication interface 102 of the field device to the operating unit B or to a higher-level unit to be transmitted.
  • the embedded software component 201 of the field device F on the one hand functions and on the other hand additional data can be provided By means of the embedded software component 201, additional functions can also be subsequently added during the operation of a field device F.
  • the field device is in a communication connection with an operating device B. On this operating device B, the first and the second
  • Software component 301, 302 are kept for transmission to the field device F. This is a copy of the device in the field device vorahnden
  • Expansion software component 301a, 302a Expansion software component 301a, 302a.
  • the expansion software component 301a, 302a can be stored in the form of a file, for example, on a data carrier.
  • Subcomponent 302a may be provided in the second data format.
  • These sub-components 301 a, 302 a can one of the encryption and the
  • FIG. 2 shows an example of a first subcomponent 301, 301 a of FIG
  • the subcomponent should only be valid and usable in connection with sensors of a certain type, here types "27" and "289".
  • the additional parameters relate to the process medium.
  • In the present example should be distinguished between zw. Water, oil, vinegar.
  • a manual information "manual extension" concerning these parameters is to be included in the field device 2.
  • FIG. 3 shows an example of a second subcomponent 302, 302a of FIG
  • Enhancements software component This subcomponent 302, 302a contains additional functions in the form of a JavaScript code that can be executed by a field device. Other than a JavaScript code, others can
  • the second subcomponent 302, 302a contains a diagnostic function "function diagnosis ()", which is unspecified in the present case
  • the diagnosis function receives the parameters "fDevObjModel.hours",
  • FdevObjModel.id_proc_med and "fDevObjModel.id_proc_temp” are parameters that specify the number of operating hours of the field device, the process medium and the process temperature. The corresponding parameters for the process medium and the
  • Process temperature are in the first sub-component 301, 301 a of
  • the embedded software component 201 of the field device can now also perform the present diagnostic function in addition to the previous functions.
  • the expansion software component can also serve to expand functions of an actuator, such as a valve or a display unit or a gateway.
  • an actuator such as a valve or a display unit or a gateway.
  • the invention can then be used to perform a condition monitoring with regard to the state of the field device F.
  • condition monitoring already implemented in a field device F eg. be adapted to new findings in terms of wear or probability of failure.
  • the invention can be used to adapt a calibration of the field device F (to future desired parameters).
  • the invention can be used in a field device replacement or to optimize the process in the system. This in turn can then lead to savings in the resources used, such as, for example, energy requirements, waste, or C02 production.
  • Software component 201 occur.
  • the extension for example in the form of parameters, can not be interpreted by the embedded software component 201, but will only be processed by other instances, such as, for example, an operating unit B or a higher-level unit. However, this access takes place via the embedded software component 201, such as, for example, the firmware, of the field device F.
  • Such information may be, for example, the location coordinates of the field device F and / or encrypted data (which should not be accessible at the field device level). act.
  • the data provided by means of the expansion software component 301, 302, 301 a, 302 a can be displayed and edited in another scenario on a display unit of the field device F. This can be used, for example, for parameterizing the field device (in particular of parameters in the expansion software component).
  • a third scenario by means of
  • Extension software component 301, 302, 301 a, 302 a also further functions, which are then performed by the field device F, are provided. As a result, the functionality of the field device F can be extended. This may, for example, be the diagnosis function treated in the exemplary embodiment in FIG. 2 and FIG.
  • the expansion software component 301, 302, 301 a, 302 a can also be used to integrate a field device with such an expansion software component 301, 302, 301 a, 302 a into a control system for controlling a system.

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Abstract

Verfahren zur Erweiterung einer eingebetteten Softwarekomponente (201) eines Feldgerätes (F), wobei eine Erweiterungssoftwarekomponente (301, 302, 301a, 302a) in einen Speicher des Feldgerätes (F) geladen wird, wobei vermittels der Erweiterungssoftwarekomponente (301, 302, 301a, 302a) zumindest eine zusätzliche Anwendungsfunktion für das Feldgerät (F) bereitgestellt wird, und wobei die eingebettete Softwarekomponente (201) und die Erweiterungssoftwarekomponente (301, 302, 301a, 302a) zusammenwirken, um die zusätzliche Anwendungsfunktion auszuführen.

Description

Verfahren zur Erweiterung einer eingebetteten Softwarekomponente
eines Feldgerätes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erweiterung einer eingebetteten
Softwarekomponente eines Feldgerätes. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Feldgerät, einen Dateityp, einen Datenträger und auf einen Datenstrom.
Aus dem Stand der Technik, wie bspw. der Offenlegungsschrift DE 102006005365 A1 , sind Verfahren zum Aktualisieren der Firmware eines Feldgerätes bekannt geworden. U.a. zeigt die Offenlegungsschrift DE 102005018910 A1 ein Verfahren zum Aufrüsten eines softwaregesteuerten Gerätes mit neuem Softwarecode. Dabei wird eine alte Version der Software vollständig durch eine neue Version ersetzt.
Nachteilig dabei ist, dass stets eine vollständige Version der Software an das Feldgerät übertagen und dort gespeichert werden muss. Dies bedingt ein höheres
Datenaufkommen über eine Kommunikationsverbindung zu dem Feldgerät und einen größeren Speicherbedarf in dem Feldgerät. Dies steht aber im Gegensatz zu der notorischen Knappheit an Ressourcen, wie sie im Bereich der Automatisierungstechnik und den dort eingesetzten Feldgeräten vorliegt.
Zudem ist es nicht möglich ein Feldgerät nur um einzelne Funktionen zu erweitern, ohne die bestehende Firmware vollständig zu ersetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flexible Anpassung des Feldgerätes und seiner Funktionen zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, ein Feldgerät, einen Dateityp, einen Datenträger und einen Datenstrom gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Erweiterung einer eingebetteten Softwarekomponente eines Feldgerätes gelöst, wobei eine
Erweiterungssoftwarekomponente in einen Speicher des Feldgerätes geladen wird, wobei vermittels der Erweiterungssoftwarekomponente zumindest eine zusätzliche
Anwendungsfunktion für das Feldgerät bereitgestellt wird, und wobei die eingebettete Softwarekomponente und die Erweiterungssoftwarekomponente zusammenwirken, um die zusätzliche Anwendungsfunktion auszuführen.
In industriellen Anlagen werden oftmals sogenannte Feldgeräte zur Steuerung und/oder Überwachung eines, in der Anlage ablaufenden Prozesses eingesetzt. Folglich wird unter einem Feldgerät ein solches Gerät, bei dem es sich bspw. um einen Sensor, einen Aktor, eine Anzeigeeinheit, ein Gateway oder eine andere prozessnahe Komponente handeln kann, verstanden. Derartige Feldgeräte werden heutzutage über eine eingebettete Softwarekomponente, auch als embedded Software bezeichnet, betrieben. D.h. diese Softwarekomponente, ist spezifisch auf die Hardware des jeweiligen Feldgerätes abgestimmt, um die Funktionen des Feldgerätes auszuführen, also insbesondere Funktionen die den Betrieb des Feldgerätes betreffen. Die eingebettete Softwarekomponente kann auch darüber hinausgehende Funktionen wie sie typisch für eine Anwendungssoftware sind ausführen. Eine solche Anwendungssoftware ist typischerweise auch Teil der eingebetteten
Softwarekomponente, bei der es sich bspw. um die Firmware des Feldgerätes handelt.
Während die eingebettete Softwarekomponente also zumindest für den Betrieb des Feldgerätes an sich zuständig ist, kann die eingebettete Softwarekomponente auch eine Anwendungssoftware enthalten, die also eher dazu eine dient, eine Funktion oder mehrere Funktionen auszuführen, die zusätzliche prozessrelevante Informationen liefert, insbesondere berechnet und/oder, bspw. auf einer Anzeigeeinheit des Feldgerätes, darstellt.
Vermittels der Erweiterungssoftwarekomponente kann nun eine zusätzlich Funktion oder mehrere zusätzliche Funktionen von dem Feldgerät ausgeführt werden. Außerdem kann die Erweiterungssoftwarekomponente dazu dienen, auch Funktionen der eingebetteten Softwarekomponente zu ergänzen oder zu ersetzen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens werden vermittels der zusätzlichen
Anwendungsfunktion prozessrelevante Daten, insbesondere feldgerätebezogenen Daten und/oder Messdaten, verarbeitet. Bei den Feldgerätebezogenen Daten kann es sich bspw. um Parameter des Feldgerätes handeln, die bspw. Bereits in der eingebetteten Softwarekomponente vorgesehen sind und/oder die in der
Erweiterungssoftwarekomponente enthalten sind.
So ist es bspw. möglich, dass sich anhand verbesserter Auswerteverfahren andere oder genauere Aussagen über einen Zustand des Feldgerätes oder die Zuverlässigkeit des Messwertes treffen lassen, indem diese Erkenntnisse durch die zusätzlichen Funktionen bereitgestellt werden. Bspw. kann die Anwendungssoftware zusätzliche Funktionen wie bspw. im Fall eines Füllstandsmessgerätes eine Hüllkurve bereitstellen. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wirken die eingebettete
Softwarekomponente und die Erweiterungssoftwarekomponente vermittels einer
Schnittstellenkomponente zusammen, um die zusätzliche Anwendungsfunktion, insbesondere eine Verarbeitung von feldgerätebezogenen Daten und/oder Messdaten, auszuführen. So kann bspw. ein Speicherbereich vorgesehen sein, der die eingebettete Softwarekomponente enthält, während die Schnittstellenkomponente den
Datenaustausch oder die Datenverarbeitung zwischen der eingebetteten
Softwarekomponente und der Erweiterungssoftwarekomponente ermöglicht. Bspw. kann die eingebettete Softwarekomponente so ausgestalte sein, dass das Vorhandensein einer Erweiterungssoftwarekomponente ermittelt wird und gegebenenfalls der Programmablauf, so umgestellt wird, dass die in der Erweiterungssoftwarekomponente enthaltene Funktion ausgeführt wird.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens liegt die eingebettete
Softwarekomponente in einem ersten, insbesondere maschinenlesbaren, Format vor.
Bspw. kann es sich bei dem maschinenlesbaren Format um einen Assemblercode oder um einen Binärcode oder einen Hex-Code handeln.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens liegt die
Erweiterungssoftwarekomponente in einem zweiten Format vor, welches zweite Format sich von dem ersten Format unterscheidet. Bei dem zweiten Format handelt es sich um einen Programmiercode, der bspw. in XML-Format vorliegt.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens stellt die
Erweiterungssoftwarekomponente eine zusätzliche Anwendungsfunktion und/oder zusätzliche Anwendungsdaten bereit.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei der eingebetteten Softwarekomponente um die Firmware des Feldgerätes.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Firmware einen
Bootloader, ein Betriebssystem und die Anwendungssoftware. Die
Erweiterungssoftwarekomponente kann dann bspw. eine zusätzliche Funktion des Bootloaders, des Betriebssystems und/oder eine zusätzliche Funktion der
Anwendungssoftware des Feldgerätes bereitstellen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird vermittels der eingebetteten Softwarekomponente die Hardware des Feldgerätes betrieben. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens besteht die
Erweiterungssoftwarekomponente aus einer ersten und einer zweiten Teilkomponente, welche erste Teilkomponente Daten in Form einer Metasprache, bspw. XML, umfasst, und welche zweite Teilkomponente Daten in Form einer Skriptsprache, bspw. JavaScript, umfasst.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Schnittstellenkomponente ein Schnittstellenelement in Form eines Parsers zum Verarbeiten der ersten
Teilkomponente auf.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Schnittstellenkomponente ein erstes Schnittstellenelement in Form eines Interpreters zum Verarbeiten der zweiten Teilkomponente auf. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Schnittstellenkomponente ein zweites Schnittstellenelement in Form eines Objektmodells auf, vermittels welchem die eingebettete Softwarekomponente auf Anwendungsdaten der ersten Teilkomponente und/oder auf eine Anwendungsfunktion der zweiten Teilkomponente zugreifen kann. Sowohl das erste als auch das zweite Schnittstellenelement können zudem über ein Verbindung zu der eingebetteten Software einerseits und zur
Erweiterungssoftwarekomponente andererseits verfügen.
Hinsichtlich des Feldgerätes wird die Aufgabe durch ein Feldgerät mit einer eingebetteten Softwarekomponente gelöst, wobei eine Erweiterungssoftwarekomponente in das Feldgerät ladbar ist, wobei die Erweiterungssoftwarekomponente zum Ausführen zumindest einer zusätzlichen Anwendungsfunktion des Feldgerätes dient, und wobei die eingebettete Softwarekomponente und die Erweiterungssoftwarekomponente
zusammenwirken, um die zusätzliche Anwendungsfunktion auszuführen.
Die Anwendungsfunktion kann sich dabei auf die Anwendungssoftware, die bspw. Teil der eingebetteten Softwarekomponente ist, beziehen. Die Anwendungssoftware kann aber auch zum Betrieben der Hardware des Feldgerätes dienen. Hinsichtlich des Dateityps wird die Aufgabe durch einen Dateityp zur Erweiterung einer eingebetteten Softwarekomponente eines Feldgerätes gelöst, welcher Dateityp in ein Feldgerät ladbar ist, und welcher Dateityp eine Erweiterungssoftwarekomponente enthält, die zum Bereitstellen einer zusätzlichen Anwendungsfunktion für das Feldgerät dient. In einer Ausführungsform des Dateityps enthält der Dateityp eine erste Teilkomponente und/oder eine zweite Teilkomponente der Erweiterungssoftwarekomponente. Bei den Teilkomponenten kann es sich um die oben genannten Teilkomponenten zum
Bereitstellen von Daten bzw. Funktionen handeln.
In einer Ausführungsform des Dateityps handelt es sich bei der ersten Teilkomponente um Daten in Form einer Metasprache und/oder wobei es sich bei der zweiten
Teilkomponente um eine Skriptsprache handelt. Hinsichtlich des Datenträgers wird die Aufgabe durch einen Datenträger mit einem Dateityp gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen gelöst.
Hinsichtlich des Datenstroms wird die Aufgabe durch einen Datenstrom der einen
Dateityp gem. einer der Ausführungsformen repräsentiert.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Feldgerätes und eines damit verbundenen Bediengerätes,
Fig. 2: ein Programmcodebeispiel einer ersten Teilkomponente der
Erweiterungssoftwarekomponente, und
Fig. 3: ein Programmcodebeispiel einer zweiten Teilkomponente der
Erweiterungssoftwarekomponente
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Feldgeräts F, welches über eine digitale Kommunikationsverbindung 400, mit einem Bediengerät B verbunden ist. Das Feldgerät F kann bspw. insbesondere zum Zwecke der Datenübertragung an die
Kommunikationsverbindung 400 angeschlossen und mit dem Bediengerät B verbunden sein.
Das Feldgerät F verfügt über eine eingebettete Softwarekomponente 201 , die
Parameter(werte) und Funktionen enthält, um bspw. die Hardware des Feldgerätes zu steuern und/oder feldgerätebezogenen Daten oder Messwerte zu berechnen. Diese eingebettete Softwarekomponente 201 ist, bspw. über einen feldgeräteinternen Datenbus, mit einem Sensor 104 bzw. einer Sensorschnittstelle verbunden, so dass bspw.
vorverarbeitete Messwerte oder allgemein sensorbezogenen Daten oder ein vom Sensor 104 ausgegebenes Messsignal zwischen dem Sensor 104 und der eingebetteten Softwarekomponente 201 ausgetauscht werden können. Die eingebettete
Softwarekomponente selbst ist hardwaremäßig bspw. in Form eines Mikroprozessors 101 oder eines Mikrocontrollers realisiert. In Figur 1 sind die hardwaremäßigen Bestandteile des Feldgerätes mit dem
Bezugszeichen 100 gekennzeichnet, während die Softwarekomponenten des Feldgerätes F mit dem Bezugszeichen 200 gekennzeichnet sind und dort durch die gestrichelte Linie gruppiert sind. Die eingebettete Softwarekomponente 201 kann auch mit anderen Komponenten des Feldgerätes F, wie bspw. einer Anzeigeeinheit 103, in einer Kommunikationsverbindung stehen. Bei der Datenverbindung mit dem Sensor 104 bzw. der Sensorschnittstelle kann es sich auch um eine nur unidirektionale Datenverbindung bei der Daten bzw. ein Messsignal nur in eine Richtung, d.h. vom Sensor 104 an die eingebettete
Softwarekomponente 201 übertragen werden können, handeln
Die eingebettete Softwarekomponente 201 dient also zur Steuerung der Hardware und zur Ausführung der Funktionen des Feldgerätes wie bspw. der Durchführung einer Anzeige auf der Anzeigeeinheit oder einer Messsignalverarbeitung eines von einem Sensor gelieferten Messsignals.
Die eingebettete Softwarekomponente 201 kann zudem direkt mit einer als
Kommunikationstreiber 230 bezeichneten Softwarekomponente verbunden sein.
Alternativ kann dieser Kommunikationstreiber auch in die eingebettete
Softwarekomponente 201 integriert sein. Heutzutage ist es jedoch bekannt geworden, dass die Kommunikationstreiber auf einer hauptsächlich der Kommunikation bspw. über einen Feldbus dienenden Hardware aufgespielt ist.
Dieser Kommunikationstreiber 230 dient schließlich dazu, Daten des Feldgerätes F über die Kommunikationsverbindung 400, bei der es sich bspw. um einen Feldbus handelt, zu übertragen bzw. zu empfangen. Hardwaremäßig wird dies durch eine
Kommunikationsschnittstelle 102 ausgeführt.
Gem. der Ausführungsform in Figur 1 ist der Kommunikationstreiber 230 mit einer der Verschlüsselung und/oder Authentifizierung dienenden Softwarekomponente 220 und parallel dazu mit der eingebetteten Softwarekomponente 201 verbunden.
Vermittels des Kommunikationstreibers 230 können somit über die
Kommunikationsschnittstelle 102 empfangene Daten in einen zur Speicherung einer ersten Teilkomponente 301 a und einer zweiten Teilkomponente 302a einer
Erweiterungssoftwarekomponente vorgesehene Speichereinheit geschrieben werden. Alternativ dazu kann die Softwarekomponente 301 a, 302a auch weggelassen werden und/oder die Erweiterungssoftwarekomponente nur eine Teilkomponente aufweisen.
Bei der ersten Teilkomponente 301 a kann es sich bspw. um zusätzliche Daten handeln, die dem Feldgerät F bzw. der eingebetteten Softwarekomponente 201 und einer darin enthaltenen Anwendungssoftware bereitgestellt werden. Dazu kann ein erstes
Datenformat wie bspw. XML genutzt werden.
Die zweite Teilkomponente 302a andererseits kann bspw. eine zusätzliche
Anwendungsfunktion enthalten, die die Funktion der eingebetteten Softwarekomponente 201 ergänzt oder ersetzt. Dafür kann bspw einem zweiten Datenformat, wie bspw. einer Programmiersprache, insbesondere JavaScript, vorliegen.
Alternativ kann nur eine der beiden Teilkomponenten 301 a, 302a vorgesehen sein oder beide Teilkomponenten zu einer verschmolzen sein.
Zur Vorverarbeitung bzw. zur Interpretation der in den Teilkomponenten 301 a, 302a enthaltenen Daten ist einerseits ein Parser 21 1 vorgesehen, der zur Verarbeitung der ersten Teilkomponente 301 a in von einer Schnittstellenkomponente 203 lesbare Daten dient. Diese Schnittstellenkomponente 203 dient zum Datenaustausch zw. dem Parser 21 1 bzw. der ersten Teilkomponente 301 a und der eingebetteten Softwarekomponente 201 und der darin enthaltenen Anwendungsfunktion(en).
Zudem kann eine Schnittstellenkomponente 204 vorgesehen sein, die die Funktionen der zweiten Teilkomponente 302a vermittels eines Objektmodells der eingebetteten
Softwarekomponente 201 bereitstellt. Diese Schnittstellenkomponente204 ist mit einem Interpreter 212 verbunden, der wiederum mit der zweiten Teilkomponente 302a verbunden ist, in der gem. dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 ein JavaScript-Code enthalten ist. Die eingebettete Softwarekomponente verarbeitet die von dem Parser bzw. dem Interpreter bereitgestellten Daten und führt die dadurch definierte Funktion somit aus. Das Ergebnis der Ausführung der Funktion kann dann über die
Kommunikationsschnittstelle 102 des Feldgerätes an das Bediengerät B oder an eine übergeordnete Einheit übertragen werden.
Somit können der eingebetteten Softwarekomponente 201 des Feldgerätes F einerseits Funktionen und andererseits zusätzliche Daten bereitgestellt werden Vermittels der eingebetteten Softwarekomponente 201 können damit im Laufe des Betriebs eines Feldgerätes F zusätzliche Funktionen auch nachträglich hinzugefügt werden. Wie bereits erwähnt, steht das Feldgerät in einer Kommunikationsverbindung mit einem Bediengerät B. Auf diesem Bediengerät B können die erste und die zweite
Softwarekomponente 301 , 302 zur Übertragung an das Feldgerät F vorgehalten werden. Dabei handelt es sich um eine Kopie der in dem Feldgerät vorahnden
Erweiterungssoftwarekomponente 301 a, 302a.
So können bspw. auf eine Kundenanfrage oder aufgrund eines aufgetretenen Bedarfs in der Anlage in der das Feldgerät F installiert ist oder aufgrund einer neuen
Softwareversion hin bestimmte zusätzliche Daten und/oder Funktionen in Form einer ersten und/oder einer zweiten Teilkomponente 301 a, 302a einer
Erweiterungssoftwarekomponente an das Feldgerät übertragen werden.
Die Erweiterungssoftwarekomponente 301 a, 302a kann in Form einer Datei bspw. auf einem Datenträger gespeichert sein. Dabei kann die erste Teilkomponente 301 a der Erweiterungssoftwarekomponente in dem ersten Datenformat und die zweite
Teilkomponente 302a in dem zweiten Datenformat vorgesehen sein.
Diese Teilkomponenten 301 a, 302a können einer der Verschlüsselung und der
Authentifizierung dienenden Komponente zugeführt werden. Diese Teilkomponente 221 , die optional vorgesehen ist, ist wiederum mit einem Kommunikationstreiber 231 verbunden der zur Datenübertragung über die Kommunikationsverbindung 400 dient. Daher können Daten von dem Bediengerät 500 an das Feldgerät übertragen oder von dem Feldgerät empfangen werden. In Figur 1 sind dabei die Softwarekomponenten des Bediengerätes 500 durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet. Figur 2 zeigt ein Bespiel einer ersten Teilkomponente 301 , 301 a der
Erweiterungssoftwarekomponente, die im XML-Datenformat vorliegt. Die
Erweiterungssoftwarekomponente kann dabei in verschiedenen Klassen, hier„class="3"" unterteilt sein. Zu den verschiedenen Klassen die im Wesentliche unterschiedliche Anwendungsszenarien der vorgeschlagenen Erfindung wiedergeben, siehe weiter unten. Vorliegend enthält die Teilkomponente 301 , 301 a Bestimmungen hinsichtlich der
Gültigkeit der Teilkomponente in Abhängigkeit des Sensors mit dem sie benutzt werden kann. Hier soll die Teilkomponente nur im Zusammenhang mit Sensoren eines bestimmten Typs, hier Typ„27" und„289", gültig und verwendbar sein. Die zusätzlichen Parameter beziehen sich auf das Prozessmedium. Vorliegend soll beispielhaft zw. Wasser, Öl, Essig unterschieden werden.
Zusätzlich soll eine diese Parameter betreffende Handbuchinformation„manual extension" in das Feldgerät mit aufgenommen werden. In Figur 2 sind dies die zu diesen Parametern gehörenden Informationen betreffend die vorrausschauende Wartung des Sensors in Abhängigkeit des Prozessmediums.
Anstelle des hier verwendeten XML-Formats können auch andere Datenformate zum Einsatz kommen.
Figur 3 zeigt ein Beispiel einer zweiten Teilkomponente 302, 302a einer
Erweiterungssoftwarekomponente. Diese Teilkomponente 302, 302a enthält in Form eines JavaScript-Codes zusätzliche Funktionen die von einem Feldgerät ausgeführt werden können. Anstelle eines JavaScript-Codes können auch andere
Programmiersprachen wie bspw. das in der Prozessautomatisierung geläufige EDDL verwendet werden.
Vorliegend enthält die zweite Teilkomponente 302, 302a ein Diagnosefunktion„function Diagnose ()", die vorliegend nicht näher spezifiziert ist. Gem. dem Ausführungsbeispiel in Figur 3 erhält die Diagnosefunktion die Parameter„fDevObjModel.hours",
„fdevObjModel.id_proc_med" und„fDevObjModel.id_proc_temp" also Parameter, die die Betriebsstundenzahl des Feldgerätes, das Prozessmedium und die Prozesstemperatur angeben. Die entsprechenden Parameter für das Prozessmedium und die
Prozesstemperatur sind in der ersten Teilkomponente 301 , 301 a der
Erweiterungssoftwarekomponente enthalten.
Die eingebettete Softwarekomponente 201 des Feldgerätes kann nun also zusätzlich zu den bisherigen Funktionen auch die vorliegende Diagnosefunktion ausführen. Anstelle des hier diskutierten Beispiels eines Sensors kann die Erweiterungssoftwarekomponente auch zur Erweiterung von Funktionen eines Aktuators wie bspw. eines Ventils oder einer Anzeigeeinheit oder auch eines Gateways dienen. Somit wird erfindungsgemäß eine Möglichkeit angegeben, eine Erweiterung von Daten und Funktionen eines Feldgerätes vorzunehmen.
Die Erfindung kann dann dazu eingesetzt werden eine Zustandsüberwachung (Condition- Monitoring) hinsichtlich des Zustands des Feldgerätes F durchzuführen. Insbesondere kann dann die bereits in einem Feldgerät F implementierte Zustandsüberwachung, bspw. an neue Erkenntnisse hinsichtlich der Abnutzung oder Ausfallwahrscheinlichkeit, angepasst werden.
Ferner kann die Erfindung dazu eingesetzt werden eine Kalibrierung des Feldgerätes F (an zukünftig dazu gewünschte Parameter) anzupassen. Zudem kann die Erfindung bei einem Feldgeräteaustausch eingesetzt werden oder um den Prozess in der Anlage zu optimieren. Dies wiederum kann dann zu einer Ersparnis der eingesetzten Ressourcen wie bspw. Energiebedarf, Abfall, oder C02-Erzeugung führen. Dabei können mehrere Szenarien der Erweiterung der eingebetteten
Softwarekomponente 201 auftreten. Die Erweiterung, bspw. in Form von Parametern, kann von der eingebetteten Softwarekomponente 201 nicht interpretiert werden, sondern wird lediglich von anderen Instanzen, wie bspw. einem Bediengerät B oder einer übergeordneten Einheit verarbeitet werden. Dieser Zugriff erfolgt jedoch über die eingebettete Softwarekomponente 201 , wie bspw. der Firmware, des Feldgerätes F. Bei solchen Informationen kann es sich bspw. um die Ortskoordinaten des Feldgerätes F und/oder um verschlüsselte Daten (die eben nicht auf Feldgeräteebene zugänglich sein sollen) handeln. Die vermittels der Erweiterungssoftwarekomponente 301 ,302, 301 a, 302a bereitgestellten Daten können in einem anderen Szenario auf einer Anzeigeeinheit des Feldgerätes F dargestellt und editiert werden. Dies kann bspw. zur Parametrierung des Feldgerätes (insbesondere von Parametern in der Erweiterungssoftwarekomponente) genutzt werden. In einem dritten Szenario schließlich können vermittels der
Erweiterungssoftwarekomponente 301 ,302, 301 a, 302a auch weitere Funktionen, die dann durch das Feldgerät F ausgeführt werden, bereitgestellt werden. Dadurch kann auch die Funktionalität des Feldgerätes F erweitert werden. Dabei kann es sich bspw. an die in dem Ausführungsbeispiel in Figur 2 und Figur 3 behandelte Diagnosefunktion handeln.
Die Erweiterungssoftwarekomponente 301 ,302, 301 a, 302a kann auch dazu genutzt werden, ein Feldgerätmit einer solchen Erweiterungssoftwarekomponente 301 ,302, 301 a, 302a in ein Steuersystem zur Steuerung einer Anlage zu integrieren.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erweiterung einer eingebetteten Softwarekomponente (201 ) eines Feldgerätes (F),
wobei eine Erweiterungssoftwarekomponente (301 ,302, 301 a, 302a) in einen Speicher des Feldgerätes (F) geladen wird, wobei vermittels der Erweiterungssoftwarekomponente (301 ,302, 301 a, 302a) zumindest eine zusätzliche Anwendungsfunktion für das Feldgerät (F) bereitgestellt wird, und
wobei die eingebettete Softwarekomponente (201 ) und die
Erweiterungssoftwarekomponente (301 ,302, 301 a, 302a) zusammenwirken, um die zusätzliche Anwendungsfunktion auszuführen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
wobei vermittels der zusätzlichen Anwendungsfunktion prozessrelevante Daten, insbesondere feldgerätebezogenen Daten und/oder Messdaten, verarbeitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die eingebettete Softwarekomponente (201 ) und die
Erweiterungssoftwarekomponente (301 ,302, 301 a, 302a) vermittels einer
Schnittstellenkomponente (203, 204) zusammenwirken, um die zusätzliche
Anwendungsfunktion, insbesondere eine Verarbeitung von feldgerätebezogenen Daten und/oder von Messdaten, auszuführen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3,
wobei die eingebettete Softwarekomponente (201 ) in einem ersten, insbesondere maschinenlesbaren, Format vorliegt.
5. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei die Erweiterungssoftwarekomponente (301 ,302, 301 a, 302a) in einem zweiten Format vorliegt, welches zweite Format sich von dem ersten Format unterscheidet.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Erweiterungssoftwarekomponente (301 ,302, 301 a, 302a) eine zusätzliche Anwendungsfunktion und/oder zusätzliche Anwendungsdaten bereitstellt.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei es sich bei der eingebetteten Softwarekomponente (201 ) um die Firmware des Feldgerätes handelt.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Firmware (201 ) einen Bootloader, ein Betriebssystem und eine
Anwendungssoftware umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei vermittels der eingebetteten Softwarekomponente (201 ) die Hardware des
Feldgerätes betrieben wird.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Erweiterungssoftwarekomponente (301 ,302, 301 a, 302a) aus einer ersten und einer zweiten Teilkomponente besteht, welche erste Teilkomponente (301 , 301 a) Daten in Form einer Metasprache (XML) umfasst, und welche zweite Teilkomponente (302, 302a) Daten in Form einer Skriptsprache umfasst.
1 1. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Schnittstellenkomponente (203, 204) ein Schnittstellenelement in Form eines Parsers (203) zum Verarbeiten der ersten Teilkomponente (301 a) aufweist.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Schnittstellenkomponente (203, 204) ein Schnittstellenelement in Form eines Interpreters (204) zum Verarbeiten der zweiten Teilkomponente (302a) aufweist.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Schnittstellenkomponente ein Schnittstellenelement in Form einer
Objektmodell(-schnittstelle) aufweist, vermittels welcher die eingebettete
Softwarekomponente auf Anwendungsdaten der ersten Teilkomponente und/oder auf eine Anwendungsfunktion der zweiten Teilkomponente zugreifen kann.
14. Feldgerät mit einer eingebetteten Softwarekomponente,
wobei eine Erweiterungssoftwarekomponente in das Feldgerät ladbar ist, wobei die Erweiterungssoftwarekomponente zum Ausführen zumindest einer zusätzlichen
Anwendungsfunktion des Feldgerätes dient, und
wobei die eingebettete Softwarekomponente und die Erweiterungssoftwarekomponente zusammenwirken, um die zusätzliche Anwendungsfunktion auszuführen.
15. Dateityp zur Erweiterung einer eingebetteten Softwarekomponente eines
Feldgerätes, welcher Dateityp in ein Feldgerät ladbar ist, und
welcher Dateityp eine Erweiterungssoftwarekomponente enthält, die zum Bereitstellen einer zusätzlichen Anwendungsfunktion für das Feldgerät dient.
16. Dateityp nach Anspruch 15, wobei der Dateityp eine erste Teilkomponente und/oder eine zweite Teilkomponente der Erweiterungssoftwarekomponente enthält.
17. Dateityp nach Anspruch 15 oder 16, wobei es sich bei der ersten Teilkomponente um Daten in Form einer Metasprache handelt und/oder wobei es sich bei der zweiten Teilkomponente um eine Skriptsprache handelt.
18. Datenträger mit einem Dateityp gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17.
19. Datenstrom der einen Dateityp nach einem der Ansprüche 15 bis 17 repräsentiert.
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