CN103123470A - 用于操作现场设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于操作现场设备的方法。一种操作用于过程自动化技术的现场设备（F）的方法，其中经由在该现场设备（F）和操作设备（B）之间的连接来交换数据以用于操作该现场设备（F），其中经由在该现场设备上的通信接口（K1）和在该操作设备上的通信接口（K2）建立该连接，其中该操作设备（B）的通信接口（K2）是硬件通信接口，该通信接口（K2）通过软件仿真为以太网接口。

Description

用于操作现场设备的方法

技术领域

本发明涉及一种用于操作现场设备的方法。

此外，本发明涉及一种用于执行此方法的组件，和一种计算机程序产品。

背景技术

在过程技术和自动化技术中，采用了各种各样的现场设备，用于过程变量的记录和/或操纵。测量设备用于记录过程变量，例如，料位测量设备、流量测量设备、压力和温度测量设备、pH测量设备、电导率测量设备等，其分别地记录了相应的过程变量料位、流量、压力、温度、pH、和电导率。在操纵过程变量时使用致动器，诸如阀或泵，经由该阀或泵，例如可以改变管道中液体的流量或者容器中介质的料位。原则上，与过程相关联地采用的和传送或处理过程相关信息的全部设备被描述为现场设备。恩德莱斯和豪瑟尔（Endress+Hauser）两合公司提供了各种各样的此类设备。因而，术语现场设备，当连同本发明使用时，包括全部类型的测量设备和致动器。术语现场设备进一步包括例如网关、无线适配器或其他的在总线系统中集成的/可集成的总线设备。

在现代工业设施中，现场设备通常经由诸如例如

Foundation

或的总线系统与至少一个上级控制单元连接。通常地，如之前提到地，上级控制单元可以是控制系统或（已经在上文更充分的限定的）控制单元。上级控制单元用于过程控制、过程可视化和过程监测以及用于现场设备的部署与操作。在上级单元上独立地运行的程序例如是来自恩德莱斯和豪瑟尔的操作应用FieldCare、操作应用Pactware、来自费希尔-罗斯蒙特（Fisher-Rosemount）的操作应用AMS或来自西门子（Siemens）的操作应用PDM。与控制系统应用集成的操作应用是来自西门子的PCS7、来自ABB的Symphony和来自艾默生（Emerson）的Delta V。

这种现场设备的操作理解为特别地意指现场设备的配置和参数化，以及为了及早识别在现场设备中的一个上或在过程中的错误而运行的诊断。

根据现有技术，例如根据公布的专利申请，诸如DE102009011552A1、DE102004002330A1、和DE102009028051A1，用于在现场设备和操作设备之间传送数据的设备和方法已经是已知的。例如，在DE102009011552A1中为此提供了一种包含访问应用的连接系统，其中为了使得在现场设备和操作设备之间的数据转移成为可能，可以将该访问应用传送至操作设备并且在操作设备执行。根据DE102009028051A1已知一种与现场设备连接的数据收集器，其将数据无线地传送至数据处理单元。其中，数据收集器经由以太网种类的网络与对应的无线接口相连。此外，根据DE102009028051A1，已知在远程终端上仿真现场设备的操作，并且经由web浏览器显示以这种方式生成的内容。

然而，现有技术的缺点是，一个特定形式的硬件必须是可用的，即，特定形式的通信接口和尤其是以太网接口，如在例如DE102009028051A1中所述的，使得例如可以在web浏览器上显示对应的内容。

发明内容

因此本发明的目标是基本与通信接口的附接硬件无关地允许现场设备的操作。

根据本发明，通过一种方法、一种组件和一种计算机程序产品实现了该目标。

关于该方法，通过以下实现了该目标：经由在该现场设备和操作设备之间的连接来交换数据以用于操作现场设备（F），其中经由在该现场设备上的通信接口和在该操作设备上的通信接口建立该连接，其中该操作设备的通信接口是硬件通信接口，该通信接口通过软件仿真为以太网接口。

在该方法的实施例中，将互联网协议（IP）用于经由该操作设备的通信接口在该操作设备侧上的通信，并且该操作设备的通信接口被分配了IP地址，利用该IP地址，该操作设备的通信接口，特别是在该操作设备侧上，是可寻址的。

在该方法的进一步的实施例中，该现场设备与该操作设备经由连接系统、优选地经由电缆相连接，其中该连接系统连接到该现场设备的通信接口，例如连接到在该现场设备上的可用的通信端口，并且连接到该操作设备的通信接口，例如连接到在该操作设备上的可用的通信端口。

在该方法的进一步的实施例中，连接系统可以连接到多种现场设备。为此，根据情况，连接系统可以包括对应的标准化的端口，其用于与现场设备或操作设备的相应的通信接口连接。

在该方法的进一步的实施例中，该连接系统包括数据处理单元，该数据处理单元经由该连接系统的第一子连接而连接到该现场设备的通信接口，并且经由该连接系统的第二子连接而连接到该操作设备的通信接口。

在该方法的进一步的实施例中，数据处理单元包括web服务器，并且借助该web服务器将数据传送至操作设备。

在该方法的进一步的实施例中，该现场设备的操作、特别是参数化，经由优选地在该操作设备中的web浏览器实现。

在该方法的进一步的实施例中，该现场设备的通信接口是用于经由现场总线通信的接口或该现场设备的操作接口。

在该方法的进一步的实施例中，来自该现场设备的数据借助现场设备专用协议经由该第一子连接被传送至该数据处理单元。

在该方法的进一步的实施例中，该操作设备的硬件通信接口是USB接口。

在该方法的进一步的实施例中，经由在特别是web服务器的数据处理单元与该操作设备之间的第二子连接传送封装为USB数据分组的以太网分组或以太网帧。

在该方法的进一步的实施例中，经由该操作设备的通信接口提供该现场设备和/或该数据处理单元的电力。

在该方法的进一步的实施例中，该连接系统、特别是该数据处理单元，包括可替换的存储器单元，并且，优选地，根据情况，用于该现场设备的操作的现场设备驱动程序和现场设备说明保存在该存储器单元上，优选地使得根据情况，存储在该存储器单元上的现场设备驱动程序和现场设备说明由该数据处理单元加载，并且用于与该现场设备通信。

在该方法的进一步的实施例中，采用所谓SD存储卡槽作为该连接系统的接口，特别是作为该数据处理单元的接口。

在该方法的进一步的实施例中，使用诸如例如PC或智能手机的进一步的数字数据处理单元作为操作设备。

关于该组件，该目标通过一种组件来实现，该组件用于执行根据建议的方法的指定的实施例中的一个的方法，包括现场设备和操作设备，并且优选地包括连接系统。

关于该计算机程序产品，该目标通过计算机程序产品来实现，该计算机程序产品具有程序代码装置，用于执行根据指定的实施例中的一个的方法。

附图说明

基于附图详细描述本发明。其中

图1：根据本发明的实施例的示意性图示，其包括现场设备、连接系统和操作设备。

具体实施方式

现场设备F可以是传感器、致动器和/或显示单元。一般而言，现场设备F可以是在过程自动化技术的安装时就地使用的设备。根据图1中画出的实施例，连接系统V经由现场设备F的CDI端口K1连接到现场设备F。所谓的CDI端口K1是现场设备的操作端口。替代地，连接系统V也可以连接到现场设备F的现场总线端口（未示出）。

连接系统V也连接到操作设备B，操作设备B在此情形下是PC。连接系统V因而可以包括至少第一和第二端口A1、A2，该第一和第二端口A1、A2例如在电缆的端部提供。连接系统V经由这些端口连接到现场设备F和操作设备B。因此，优选地经由现场设备F和操作设备B上相应的通信接口K1、K2建立连接。然后数据可以经由该连接从现场设备F传送至操作设备B并且也可以从操作设备B传送至现场设备F。

根据图1，连接系统V还另外包括数据处理单元D，其包括微控制器（未示出）。借助在第一协议之间和第二协议之间的数据处理单元D可以实现协议转换，该第一协议用于经由现场设备F的通信接口端口K1的通信，并且该第二协议用于经由操作设备B的通信接口K2的通信。因此实现了根据第一协议而在现场设备F和数据处理单元D之间经由连接系统V的第一子连接T1的数据传送，以及根据第二协议而在数据处理单元V和操作设备B之间经由连接系统V的第二子连接T2的数据传送。

为了在数据处理单元D和操作设备B之间，即经由第二子连接T2的数据传送，根据图1中的实施例，使用了web服务器（未示出），其宿于数据处理单元D上。可以经由相应的web浏览器（未示出）而在操作设备B上访问和/或显示数据。因此经由操作设备的硬件通信接口K2实现了数据传送。该硬件通信接口K2优选地是根据USB标准的通信接口。根据USB标准，经由适当的接口，即，符合USB标准的接口可以传送数据以及电源电压。为了使经由此类接口、尤其是从web浏览器可以访问数据的此类接口的特别简单的通信成为可能，通信接口K2被仿真为以太网接口。以这种方法，操作设备B的通信接口K2例如被分配IP地址，通信接口K2利用该IP地址是可寻址的。在硬件方面，即使不存在以太网接口，也可以借助IP地址经由web浏览器访问来自连接系统V的数据处理单元D的web服务器的数据。而且优点是现场设备F不必包括集成的web服务器，因为web服务器集成在连接系统V中。例如可以经由web浏览器的用户界面实现现场设备F的参数化。

在web服务器和web浏览器之间交换的数据例如可以以以太网分组或以太网帧的形式存在，并且可以为了经由硬件通信接口K2传送而被封装/嵌入到用于经由通信接口K2传送数据的协议的电报或分组中。这与以太网分组/帧的隧穿（tunneling）过程相对应。

连接系统V的数据处理单元D可以另外包括存储器单元SP，例如，可替换的存储器单元。该存储器单元SP可以经由数据处理单元D的接口SS连接到数据处理单元D。如图1所示，存储器单元SP可以是SD存储卡，并且接口SS可以是对应的SD存储卡槽。可以由此通过加载存储在存储器单元SP中的更新，诸如例如现场设备说明或现场设备驱动程序，并且然后由数据处理单元D执行该更新来进行适当的软件更新，该软件更新除了别的以外用于更好地操作现场设备F。

附图标记列表

F  现场设备

B  操作设备

V  连接系统

D  数据处理单元

T1 第一子连接

T2 第二子连接

A1 现场设备侧连接系统端口

A2 操作设备侧连接系统端口

K1 现场设备的通信接口

K2 操作设备的通信接口

SS 用于存储器单元的数据处理单元的接口

SP 存储器单元

Claims (16)

1.一种用于操作过程自动化技术的现场设备（F）的方法，

其中，经由所述现场设备（F）和操作设备（B）之间的连接来交换数据，以用于操作所述现场设备（F），

其中，经由所述现场设备上的通信接口（K1）和所述操作设备上的通信接口（K2）建立所述连接，

其中，所述操作设备（B）的所述通信接口（K2）是硬件通信接口，该通信接口通过软件仿真为以太网接口。

2.根据前一权利要求所述的方法，

其中缩写为IP的网际协议被用于经由所述操作设备（B）的所述通信接口（K2）的所述操作设备侧的通信，并且所述操作设备的所述通信接口（K2）被分配了IP地址，利用所述IP地址，所述操作设备（B）的所述通信接口（K2），特别是在所述操作设备（B）侧，是可寻址的。

3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述现场设备（F）与所述操作设备（B）经由连接系统（V）连接，优选地经由电缆相连接，其中所述连接系统（V）连接到所述现场设备（F）的所述通信接口（K1），并且连接到所述操作设备（B）的所述通信接口（K2）。

4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述连接系统（V）可以连接到各种现场设备（F）。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，

其中所述连接系统（V）包括数据处理单元（D），所述数据处理单元（D）经由所述连接系统（V）的第一子连接（T1）而连接到所述现场设备的通信接口（K1），并且经由第二子连接（T2）而连接到所述操作设备的通信接口（K2）。

6.根据前一权利要求所述的方法，

其中所述数据处理单元（D）包括web服务器，并且

其中借助所述web服务器将数据传送至所述操作设备（B）。

7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述现场设备（F）的操作，特别是参数化，经由优选在所述操作设备（B）中的web浏览器实现。

8.一种用于操作现场设备的方法，

其中现场设备的通信接口（K1）是用于经由现场总线来通信的接口或所述现场设备（F）的操作接口。

9.根据权利要求5至8中的一项所述的方法，

其中借助现场设备专用协议把数据从所述现场设备（F）经由所述第一子连接（T1）传送至数据处理单元（D）。

10.根据前一权利要求所述的方法，

其中所述操作设备（B）的所述硬件通信接口（K2）是USB接口。

11.根据前一权利要求所述的方法，

其中经由所述数据处理单元（D）——特别是所述web服务器的所述数据处理单元（D）——与所述操作设备（B）之间的所述第二子连接（T2）传送被封装为USB数据分组的以太网分组或以太网帧。

12.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中经由所述操作设备的所述通信接口（K2）提供用于所述现场设备（F）和/或所述数据处理单元（D）的电力。

13.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述连接系统（V），特别是所述数据处理单元（D），包括可替换的存储器单元（SP），并且，优选地，用于所述现场设备（F）的操作的现场设备驱动程序或者现场设备说明保存在所述存储器单元（SP）上，用于所述现场设备（F）的操作，优选地使得分别存储在所述存储器单元（SP）上的所述现场设备驱动程序和现场设备说明由所述数据处理单元（D）加载，并且用于——优选地经由所述第二子连接（T2）——与所述现场设备（F）通信。

14.根据前一权利要求所述的方法，

其中所谓SD存储卡槽被用作所述连接系统（V）的接口（SS）、特别是作为所述数据处理单元（D）的接口。

15.一种用于执行根据前述权利要求中的一项所述的方法的组件，包括现场设备（F）和操作设备（B），并且优选地包括连接系统（V）。

16.一种具有程序代码装置的计算机程序产品，用于执行根据权利要求1至14中的一项所述的方法。

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