用于服务自动化工厂中的现场设备的系统和方法

摘要

公开了用于服务自动化工厂中的现场设备的系统和方法。本发明涉及一种用于在自动化工厂中服务现场设备（F1、F2、F3、F4）的系统，其中所述系统包括：经由通信网络（2）访问现场设备（F1、F2、F3、F4）的计算单元（1）；通信硬件（3）；服务器（4）；用于电子设备描述（EDD）的解释器（5）；和软件组件（6）；其中服务器（4）、用于电子设备描述（DD）的解释器（5）和软件组件（6）与通信硬件（3）相关联；其中在事件发生时，软件组件（6）借助于扫描或者轮询来标识在通信网络（2）中布置的现场设备（F1、F2、F3、F4）并且利用现场设备（F1、F2、F3、F4）的标识，使得为了服务现场设备（F1、F2、F3、F4）的而在解释器（5）中激活相应的电子设备描述（EDD），并且经由服务器（4）向计算单元（1）提供相应准备的信息。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于服务自动化工厂中的现场设备的系统。此外， 本发明涉及一种用于使用本发明的系统的方法。

背景技术

在自动化技术中，尤其在过程自动化技术中，经常应用现场设备， 现场设备用于记录和/或影响过程变量。传感器用于记录过程变量，传 感器例如在填充水平测量设备、流量测量设备、压力和温度测量设备、 pH氧化还原电位测量设备、传导率测量设备等中集成，传感器分别地 记录对应的过程变量、填充水平、流量、压力、温度、pH值和传导率。 致动器用于影响过程变量，例如能够用来改变液体在管段中的流量或 者在容器中的填充水平的阀或者泵。原则上，靠近过程被应用并且递 送或者处理过程相关信息的所有的设备均被称作现场设备。因此，结 合本发明，落入现场设备中的还有远程I/O、无线电适配器，和通常位 于现场的所有的设备。很多这样的现场设备能够从Endress+Hauser公 司获得。

在现代工业工厂中，在至少一个上级控制单元和现场设备之间的 通信通常经由诸如PA、Foundation或者总线 系统的总线系统进行。总线系统能够以有线以及无线这两种方式实现。 上级控制单元用于过程控制、过程可视化和过程监视以及用于现场设 备的起动和服务并且还被称作配置/管理系统。在上级单元上独立运行 的程序包括例如操作或者服务工具，诸如Endress+Hauser公司集团的 FieldCare工具、PACTware工具、Fisher-Rosemount的AMS工具或者 Siemens的PDM工具。在控制系统应用中集成的操作或者服务工具包 括Siemens的PCS7工具、ABB的Symphony工具和Emerson的Delta V 工具。在结合本发明的术语“服务现场设备”特别是指现场设备的配 置和参数化，并且还指为了在现场设备之一中或者在过程中缺陷的早 期检测目的的诊断。术语“服务（servicing）”还包括信息的显示。

在自动化技术中引入数字通信之前，螺丝刀足以用于现场设备的 参数化和配置。现今，通常必须在计算单元中安装大量的软件，使得 能够参数化或者配置现场设备，从而它使正确地在它在其中集成的通 信网络中工作。

在配置/管理系统中集成现场设备通常经由电子设备描述进行，电 子设备描述使得配置/管理系统能够检测和解释从现场设备递送的数 据。一般来说，相应的设备制造商对于每一种现场设备类型或者对于 在不同应用中的每一种现场设备类型提供设备描述。为了能够在不同 的现场总线系统中集成现场设备，必须为不同的现场总线系统创建不 同的设备描述。因此，仅仅列举某些实例，有HART、Fieldbus Foundation 和Profibus设备描述。在不同的应用和总线系统中，与大数目的不同现 场设备或者现场设备类型相对应，设备描述的数目是非常大的。通常， 设备描述必须被存储在相应的配置/管理系统中。

为了为现场设备创建统一描述语言的目的，Fieldbus Foundation （FF）、HART Communication Foundation（HCF）和Profibus User  Orgnization（PNO）已经创建了统一电子设备描述语言（电子设备描述 语言EDDL）。EDDL，分别对应的电子设备描述EDD，在标准IEC 61804-2中被定义。

如果制造商在它的产品系列中提供大数目的现场设备类型或者用 于不同应用的现场设备类型，则设备描述EDD形成或大或小的设备描 述或者设备驱动器库。通常作为Windows安装包来递送这种库。获得 设备描述以及它们的安装是非常耗时的，并且根据安全性限制，仅仅 能够经由管理员执行。

现代现场设备利用内置web服务器解决这个问题。这允许完全的 设备服务，而安装另外的软件是不必要的。然而，利用集成web服务 器的方案被限制为某些总线系统并且被限制为专门配备的现场设备。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种系统，或者一种方法，该系统或 者方法允许参数化或者配置每一种设备类型，而另外的软件的前期安 装是不必要的。

本发明的系统包括：

-计算单元，该计算单元经由通信网络访问现场设备，

-通信硬件，

-至少一个服务器，

-用于电子设备描述的至少一个解释器，和

-软件组件，

-其中服务器、用于电子设备描述的解释器和软件组件与通信硬件 相关联，

-其中，在事件发生时，该软件组件借助于扫描或者轮询来标识在 通信网络中布置的现场设备，并且利用现场设备的标识，使得为了服 务现场设备的而在解释器中激活相应的电子设备描述并且经由服务器 向计算单元提供相应准备的信息。

调制解调器优选地被用作通信硬件，而计算单元例如是固定PC 或者膝上型计算机。

服务器优选地是web服务器，该web服务器借助于解释器在网页 上提供与现场设备或者现场设备类型相关联的参数化/配置数据。替代 地，服务器是OPC服务器、OPC-UA服务器或者FDI服务器。

本发明的系统的一个有利的实施例提出，现场设备经由自动化技 术的现场总线而被相互连接。

在一个有利的实施例中，例如web服务器的服务器被集成到通信 硬件中。此外，提出了例如web服务器的服务器例如经由USB连接而 被连接或者能够被连接到通信硬件。

而且，提出了通信硬件补充性地具有WLAN连接和/或LAN连接， 使得能够访问网页。此外，当例如调制解调器的通信硬件的能量供应 经由USB连接进行时，这被视为尤其有利。

此外，本发明的方案包括一种用于在自动化工厂中服务现场设备 的方法，其中尤其能够用更早地描述的系统来执行该方法。本发明的 方法包括如下方法步骤：

-把例如调制解调器的通信硬件与通信网络连接；

-为了标识连接到通信网络的现场设备而进行扫描或者轮询；

-启动例如web服务器的服务器和解释器；

-通过例如web服务器的服务器来加载用于所标识的现场设备的 电子设备描述；

-产生用于所标识的现场设备的页面，例如网页；

-经由计算单元来访问用于所标识的现场设备的页面，例如网页； 以及

-经由计算单元来服务所标识的现场设备。

在本发明的方法的一个有利的实施例中，提出了一旦例如调制解 调器的通信硬件已经建立了到外部服务器的连接，就自动地更新电子 设备描述。

附图说明

现在将基于绘图更加详细地解释本发明，唯一的附图如下：

图1是本发明的系统的示意表示。

具体实施方式

图1示出本发明的系统的示意表示，该系统包括智能通信硬件3 例如智能调制解调器3。优选地，调制解调器3是HART调制解调器。

用于在自动化工厂中服务现场设备F1、F2、F3、F4的本发明的系 统进一步包括经由通信网络2访问现场设备F1、F2、F3、F4的计算单 元1（PC、膝上型计算机等），以及包括通信硬件3、服务器4、用于 电子设备描述EDD的解释器5和软件组件6。以上已经描述了术语“现 场设备”和“通信网络”的含义。当然，通信网络2能够由其上经由 不同协议进行通信的多个部分构成。在给定情形中，通过应用网关来 进行协议的转换。

服务器4、用于电子设备描述EDD的解释器5和软件组件6被集 成到通信硬件3中。在事件发生的情形下，软件组件6为了标识现场 设备F1、F2、F3、F4而扫描或者轮询在通信网络2中布置的现场设备 F1、F2、F3、F4。事件的发生能够是例如自动化工厂或者现场设备的 起动。该事件还能够是以某个预定的时间间隔发起网络扫描或者轮询。 为了服务现场设备F1、F2、F3、F4而由软件组件6利用现场设备F1、 F2、F3、F4的标识结果在解释器5中激活相应的电子设备描述EDD 并且经由服务器4向计算单元1提供相应准备的信息。如果服务器4 是web服务器，则利用解释器5在网页WP上向计算单元1提供与现 场设备F1、F2、F3、F4或者现场设备类型相关联的参数化/配置数据。

此外，调制解调器3利用传统设备经由接口（例如USB、LAN、 WLAN）发布网页WP，使得任何授权用户（客户端）均能够访问网页 WP。

本发明的方法优选地以以下方式工作。一旦例如调制解调器的通 信硬件3与通信网络2连接，就启动扫描或者轮询，以标识连接到通 信网络2的现场设备F1、F2、F3、F4。例如web服务器的服务器4和 解释器被启动。然后，例如web服务器的服务器4加载用于所标识的 现场设备F1、F2、F3、F4的电子设备描述EDD。利用解释器5产生 用于所标识的现场设备F1、F2、F3、F4的网页WP。然后使用计算单 元1来访问用于所标识的现场设备F1、F2、F3、F4的网页WP。自此， 能够经由计算单元1来服务所标识的现场设备F1、F2、F3、F4。以上 解释了术语“服务”的含义。

特别有利的是，一旦例如调制解调器的通信硬件3与通信网络2 连接，就自动地更新电子设备描述EDD，在所述连接之后，调制解调 器例如经由无线电连接建立到外部服务器9的连接，除了别的以外， 在该外部服务器上存储了用于现场设备F1、F2、F3、F4的当前电子设 备描述EDD。