DE102004062432A1

DE102004062432A1 - System und Verfahren zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten eines verteilten Netzwerks

Info

Publication number: DE102004062432A1
Application number: DE102004062432A
Authority: DE
Inventors: Christian M. Dipl.-Ing. Stich; Marcel Dipl.-Inform. Dix
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2006-06-29
Also published as: WO2006066881A3; WO2006066881A2; US20080097947A1; US7752156B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten (SK) eines verteilten Netzwerks, insbesondere in einen verteilten Automatisierungssystem, mit wenigstens einem Systemdiagnosewerkzeug (10), welches den aktuellen Systemzustand des verteilten Netzwerkes analysiert, zu einer Systemstatusdatei (11) zusammenfasst und die Systemstatusdatei (11) wenigstens einem wissensbasierten Planungswerkzeug (20) zuführt. Das wissensbasierte Planungswerkzeug (20) erstellt regel- und datenbasiert aus der Systemstatusdatei (11) und einer Planungsdatenbasis (23) Installationsdateien (22) für neue Systemerweiterungen und führt die Installationsdateien (22) jeweils wenigstens einem in den Systemknoten (SK) vorhandenen Installations- und Konfigurationswerkzeug (50), (60) zu. Das Installations- und Konfigurationswerkzeug (50), (60) des jeweiligen Systemknotens (SK) wählt aus den Installationsdateien (22) die zu installierenden Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten des verteilten Netzwerkes automatisch aus, installiert und konfiguriert diese, wodurch nach der Konfiguration der installierten Softwarepakete die Funktionalität des verteilten Netzwerkes wiederhergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten eines verteilten Netzwerks, insbesondere in einen verteilten Automatisierungssystem.
Ein verteiltes Netzwerk umfasst in seiner Struktur eine Vielzahl der Systemknoten, welche über eine Netzwerkstruktur miteinander verbunden sind, beispielsweise als Client-Server-Beziehung zueinander in Beziehung stehen und Funktionalitäten erbringen, die nicht mittels einer einzelnen Komponente erbracht werden können. Als Systemknoten werden im verteilten Netzwerk beispielsweise Bedienarbeitsplätze (Operator Stationen), Wartungsarbeitsplätze (Engineering Stationen), Archivierungsarbeitsplätze, Steuergeräte mit Verarbeitungsstationen, Ein- und Ausgabeeinheiten und Kommunikationsschnittstellen eingesetzt.
Die funktionalen Komponenten sind üblicherweise über eine Vielzahl der Systemkoten, im folgenden auch als Computer oder Datenverarbeitungseinrichtung bezeichnet, verteilt, die über ein oder mehrere physikalische Netzwerke miteinander verbunden sind. Auf den Systemknoten sind Betriebssysteme, Anwendungsprogramme, Steuerprogramme und verschiedene funktionale Komponenten des Systems installiert, wobei die einzelnen Knoten mit ihren verschiedenen funktionalen Komponenten in unterschiedlicher Weise von einander abhängig sind.
Zur Erweiterung der in Softwarepaketen abgelegen Funktionalitäten, auch als Systemerweiterungen bezeichnet, werden beispielsweise zusätzliche Softwarekomponenten oder topologische Erweiterungen, wie zusätzliche Systemknoten oder Netzwerkeigenschaften, in den Systemknoten des verteilten Netzwerkes separat installiert.

Gegenwärtig eingesetzte Verfahren verwenden beispielsweise Installationsprogramme, sogenannte Softwareinstaller, die entsprechend verfügbare Erweiterungsmöglichkeiten der vorhandenen Software für jeden einzelnen Computer des verteilten Netzwerkes ausführen. Diese Installationsprogramme überprüfen vor der Installation der neuen Programme die auf dem jeweiligen Systemknoten vorhandene Softwarekonfiguration und schlagen entsprechend der verfügbaren Erweiterungsmöglichkeiten der Software auf den jeweiligen Systemknoten Alternativen bei einer Neuinstallation vor.

Um die Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Systemknoten des verteilten Automatisierungssystems bei einer Erstellen, Installieren und Konfigurieren von Erweiterungen der Funktionalitäten zu berücksichtigen, wird ein detailliertes Wissen über die Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Systemknoten benötigt.

Installationshandbücher bieten oft nur ein allgemeines Wissen über die bestehenden Abhängigkeiten zwischen der verteilten Systemsoftware. Die Planung der Systemerweiterungen und der Identifikation einer richtigen Installationsreihenfolge muss manuell durch den Benutzer ausgeführt werden.

Für die Erstellung und Installation von Erweiterungen der Funktionalitäten im verteilten Netzwerk und die Konfiguration der Beziehungen und Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Systemknoten ist ein umfangreiches Expertenwissen erforderlich, da die Vorgehensweise bei der Installation und Konfiguration der Softwarepakete in den dazu vorgegebenen Richtlinien und Anweisungen oft nur unzureichend beschrieben und schwer nachvollziehbar ist.

Es existieren keine formulierbaren Abhängigkeitsregeln für die Planung der Erweiterungen der Funktionalitäten des verteilten Netzwerkes.

Zwar werden verschiedenen Erweiterungsmöglichkeiten für das jeweilige verteilte Netzwerk angeboten, der Benutzer muss jedoch Abhängigkeiten oder Konflikte zwischen den einzelnen Systemkomponenten manuell auflösen.

Auch die Pläne der Systemstruktur und die Identiftkation der Systemkomponenten für eine vollständige und richtige Installation der Beziehungen und Abhängigkeiten der Systemkomponenten untereinander werden manuell erstellt und für jede Systemkomponente separat geprüft, wodurch der administrative Aufwand für die Erweiterung der Softwarepakete mit einem hohen Zeitaufwand verbunden ist und sich um so mehr erhöht, je umfangreicher die Anlagentopologie ausgeführt ist.

Eine automatische Systemerweiterung des gesamten verteilten Netzwerkes ist mit den gegenwärtig eingesetzten Verfahren nicht durchführbar.

Der Erfindung liegt demgemäss die Aufgabe zugrunde ein System zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten eines verteilten Netzwerkes, insbesondere in einen verteilten Automatisierungssystem, anzugeben, wodurch vorgenannte Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausstaltungen, Verbesserungen des erfindungsgemäßen Systems und ein entsprechendes Verfahren zur Ausführung eines solchen Systems sind in weiteren Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.

Die Erweiterung der Funktionalitäten, in folgenden auch als Systemerweiterungen bezeichnet, umfasst beispielsweise folgende Funktionalitäten:

– zusätzlichen Bedienstationen und Engineering Stationen,
– die Unterstützung weiterer Systemanwendungen und zusätzliche Anwendungsserver,
– die Unterstützung weiterer Feldbustechnologien,
– die Unterstützung von Redundanzen für vorhandene Server oder Netzwerkkomponenten, und
– die Unterstützung weiterer Controller-Typen.

Erfindungsgemäß umfasst das System zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten des verteilten Netzwerkes, insbesondere in einen verteilten Automatisierungssystem, ein Systemdiagnosewerkzeug, welches den aktuellen Systemzustand des verteilten Netzwerkes analysiert, indem Systemdiagnosefunktionen des Systemdiagnosewerkzeuges über die einzelnen Systemknoten im verteilten Netzwerk iteriert und auf vorhandene Systemkomponenten der Systemknoten analysiert werden.

Zur Analyse des aktuellen Systemzustandes sammelt das Systemdiagnosewerkzeug beispielsweise mittels eines Analysewerkzeuges die anlagenrelevante Daten des verteilten Automatisierungssystems über die Systemknoten und fasst die gesammelten Daten zur Systemstatusdatei zusammen. Die so gesammelten Systeminformationen bilden die Grundlage für die Durchführung der Erweiterungen der Funktionalitäten mittels eines wissensbasierten Planungswerkzeuges.

Für die Erweiterung der Funktionalitäten des verteilten Netzwerkes ermittelt das Analysewerkzeug, welche Systemfunktionen durch das aktuell installierte System unterstützt werden und welche Topographie das Netzwerk umfasst, (z.B. wie viele Bedienplätze und Server das Netzwerk aufweist) damit für genau dieses System mit seinen Eigenschaften Erweiterungsmöglichkeiten identifiziert und geplant werden können. Das Analysewerkzeug ermittelt beispielsweise, welche Software und Hardware auf jedem einzelnen Systemknoten im Netzwerk installiert ist, hierzu iteriert es über die einzelnen Rechner, um die vorhandenen Funktionalitäten zu erkennen.

Das wissensbasierte Planungswerkzeug generiert regel- und datenbasiert aus der Systemstatusdatei und einer Planungsdatenbasis Installationsdateien für eine automatische Installation und Konfiguration der Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten des verteilten Netzwerkes, indem das Planungswerkzeug automatisch für die geplanten Systemerweiterungen die zusätzlich notwendigen Installationen und Konfigurationen am System ermittelt und diese Informationen in einem bestimmten Format in entsprechende Installationsdateien überträgt, die von den nachfolgenden Werkzeugen gelesen und automatisch ausgeführt werden.

Dazu löst das Planungswerkzeug logische Abhängigkeiten zwischen den Systemknoten und Funktionalitäten des verteilten Automatisierungssystems sowie zwischen den möglichen Systemerweiterungen aus der Datenbank auf und stellt so in vorteilhafter Weise sicher, dass Systemerweiterungen, die Abhängigkeitsregeln mit den Eigenschaften der installierten Anlage verletzten, nicht von dem Planungswerkzeug als Option angeboten werden. Dies wäre beispielsweise der Fall, wenn die installierte Automatisierungsanlage die von den Planungsregeln der Planungsdatenbasis erlaubte maximale Anzahl von Systemknoten bereits erreicht hat. Es können dann keine weitere Bedienstationen zu dem System hinzugefügt werden. Wenn eine bestimmte Systemfunktion nicht zusammen mit einer bereits installierten Funktion existieren darf, dann kann diese Systemfunktion nicht hinzugefügt werden. So stellt das Planungswerkzeug sicher, dass nur gültige Systemerweiterungen geplant, installiert und konfiguriert werden.

Das Planungswerkzeug generiert, basierend auf den zuvor ausgewählten Systemerweiterungen aus der Planungsdatenbasis und den Systemstatusdateien, Installationsdateien für eine automatische Installation und Konfiguration der Systemerweiterung.

Dazu ist das Planungswerkzeug vorzugsweise in einem separaten Planungsrechner abgelegt und konstruiert aus den Systemkomponenten automatisch eine vollständige Systemkonfiguration, die der Konfiguration des installierten Systems entspricht und die gleichen Funktionalitäten des Systems aufweist. Die im Planungswerkzeug dazu abgelegte Planungsdatenbasis umfasst ein Modell von möglichen Systemerweiterungen mit Planungsregeln, Definitionen der Systemknoten, Systemabhängigkeiten, wie beispielsweise Abhängigkeiten der Softwarepakete untereinander, Systeminformationen, wie beispielsweise Definitionen der Systemknotentypen, mögliche Konfigurationskombinationen der Systemkomponenten und/oder Systemeinschränkungen, minimale und maximale Systemgrenzeninformationen, wie beispielsweise eine Definition der maximalen Anzahl der Bedienstationen, Systeminstallationsaufforderungen und Systemkonfigurationsschritte.

Die Planung operiert auf der Planungsdatenbasis, welche die Planung und die zugrunde liegenden Planungsdaten bilden, zusammen ein wissensbasiertes System.

Die Installationsdateien umfassen vorzugsweise Informationen über Knotentyp und Name jedes Systemknotens, Konfigurationsänderungen, das benötigtes Betriebsystem, Anforderungen an eine externe Basissoftware, zusätzliche Hardwareanforderungen, zusätzlich Systemkomponenten – abhängig vom jeweiligen Systemknotentyp und der neu zu installierenden Systemerweiterungen -, eine Zusammenstellung zu installierenden Softwarepakete in Abhängigkeit vom jeweiligen Systemknoten und/oder Konfigurationsdaten der Systemknoten.

Die erstellten Installationsdateien werden jeweils einem in den Systemknoten vorhandenem Installations- und Konfigurationswerkzeug zugeführt, welches aus den Installationsdateien die zu installierenden Softwarepakete automatisch auswählt, installiert und konfiguriert.

Nach der Konfiguration der installierten Softwarepakete sind in vorteilhafter Weise die Funktionalität und die Systemeigenschaften des verteilten Netzwerkes um zusätzliche Funktionalitäten, insbesondere

– zusätzliche Bedienstationen und Engineering Stationen,
– die Unterstützung weiterer Systemanwendungen und zusätzliche Anwendungsserver,
– die Unterstützung weiterer Feldbustechnologien,
– zusätzliche Unterstützung von Redundanzen für vorhandene Server oder Netzwerkkomponenten, und/oder
– Unterstützung weiterer Controller Typen

erweitert.

Nach erfolgreicher automatischer Installation der Softwarepakete mit den Systemerweiterungen in den Systemknoten des verteilten Netzwerkes werden die Systemknoten automatisch konfiguriert und die zuvor gesicherten Applikationsdaten des Automatisierungssystems oder der technischen Anlage können nun wieder in das neue System geladen werden.

In einer alternativen Ausführungsvariante ist die Konfiguration der Softwarepakete auch benutzergeführt ausführbar.

Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung basiert darauf, dass das Analysewerkzeug die Installation zusätzlicher Hardware in den Systemknoten des verteilten Netzwerkes ermittelt. Dazu liest das Analysewerkzeug die entsprechenden generierten Installationsdateien aus dem Planungswerkzeug ein, vergleicht diese mit der aktuellen Hardware und erstellt beispielsweise einen Bericht über zusätzlich zu installierende Hardware.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Analysewerkzeug dafür vorgesehen, automatisch Verifikation der Funktionalität des verteilten Netzwerkes auszuführen und/oder einen Systemstatusbericht zu erstellen.

Das Verfahren mit dem die Aufgabe weiterhin gelöst wird, ist dem Anspruch 12 zu entnehmen. Dabei wird mittels eines Systemdiagnosewerkzeuges der aktuelle Systemzustand des verteilten Netzwerkes analysiert und zu einer Systemstatusdatei zusammenfasst. Die Systemstatusdatei wird einem, vorzugsweise in einem Planungsrechner vorhandenem wissensbasierten Planungswerkzeug zuführt.

Erfindungsgemäß werden aus der Systemstatusdatei und einer Planungsdatenbasis mittels des wissensbasierten Planungswerkzeuges Installationsdateien für eine automatische Installation und Konfiguration der Systemerweiterungen generiert und die Installationsdateien jeweils einem in den Systemknoten vorhandenem Installations- und Konfigurationswerkzeug zugeführt.

Aus den Installationsdateien werden mittels des Installations- und Konfigurationswerkzeuges des jeweiligen Systemknotens neu zu installierende Softwarepakete mit den Systemerweiterungen mit der entsprechenden Systemsoftware automatisch auswählt, installiert und konfiguriert, so dass nach der Konfiguration der installierten Softwarepakete die Funktionalität des verteilten Netzwerkes um die zusätzlichen Systemkomponenten erweitert ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise die Vorgehensweise zur Installation und Konfiguration zusätzlicher Funktionalitäten als Systemerweiterungen auf ein vorhandenes verteiltes Automatisierungssystem ausgeführt. Das Verfahren automatisiert die Installation der Systemerweiterungen und umfasst optional eine automatische Systemdiagnose des vorhandenen Automatisierungssystems. Die Systemdiagnose analysiert dabei die einzelnen Systemknoten nach bereits installierten Systemfunktionalitäten und erstellt daraus einen Zustandsbericht über das gesamte Netzwerk.

Das beschriebene Verfahren ermöglicht so die automatische Erweiterung des verteilten Netzwerkes um zusätzliche Funktionalitäten.

Für die automatische Installation und Konfiguration der Systemerweiterungen ist in vorteilhafter Weise kein Expertenwissen erforderlich, da die Installation und Konfiguration der Systemerweiterungen für alle Systemknoten des verteilten Netzwerkes automatisch ausgeführt werden.

Anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles sollen die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von in Softwarepaketen abgelegten Erweiterungen von Funktionalitäten für einen in einem Automatisierungssystem angeordneten Systemknoten.
2 einen beispielhaften Verfahrensablauf zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von in Softwarepaketen abgelegten Erweiterungen nach Funktionalitäten für einen in einem Automatisierungssystem angeordneten Systemknoten, und
In 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten eines verteilten Automatisierungssystems gezeigt. Die Funktionalitäten sind in Systemknoten, wie beispielsweise Bedienarbeitsplätzen (Operator Stationen), Wartungsarbeitsplätzen (Engineering Stationen), Archivierungsarbeitsplätzen sowie Controllern (Steuergeräte) mit Verarbeitungsstationen, Ein- und Ausgabeeinheiten und Kommunikationsschnittstellen abgelegt. In der 1 ist beispielhaft nur ein Systemknoten SK dargestellt.
Die in den Softwarepaketen integrierten Funktionalitäten sind insbesondere Betriebssysteme, Anwendungsprogramme, Steuerprogrammen und/oder funktionale Komponenten des Automatisierungssystems.
In den Systemknoten SK des erfindungsgemäßen Systems zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von in Softwarepaketen abgelegten Erweiterungen der Funktionalitäten in einem verteilten Automatisierungssystem ist ein Systemdiagnosewerkzeug 10 abgelegt. Das Systemdiagnosewerkzeug 10 analysiert den aktuellen Systemzustand des Automatisierungssystems, indem es mittels eines Analysewerkzeuges die anlagenrelevanten Daten des Automatisierungssystems über die Systemknoten SK des verteilten Automatisierungssystems sammelt und aus dem aktuellen Systemzustand eine Systemstatusdatei 11 erstellt. Die Systemstatusdatei 11 wird einem wissensbasierten Planungswerkzeug 20, welches in einem separaten Planungsrechner angeordnet ist, zugeführt.
Mittels der Analyse der einzelnen Systemknoten SK nach bereits installierten Systemfunktionalitäten wird ein Zustandsbericht 12 des aktuellen Gesamtsystems erstellt. Der Zustandsbericht 12, der in der Systemstatusdatei enthalten ist, hält fest, welche Funktionalitäten im aktuellen installierten System vorhanden sind. Das Planungswerkzeug 20 benötigt diese Informationen um festzustellen, welche Funktiona litäten im System bereits vorhanden sind und welche Erweiterungsmöglichkeiten um zusätzliche Funktionalitäten sich bieten.
Das wissensbasierte Planungswerkzeug 20 erstellt aus der Systemstatusdatei 11 und den Regeln und Abhängigkeitsinformationen aus einer Planungsdatenbasis 23 Installationsdateien 22 für eine automatische Installation und Konfiguration der Systemerweiterung für die Systemknoten SK des verteilten Automatisierungssystems.
In einer alternativen Ausführungsvariante ist die Konfiguration der Softwarepakete auch benutzergeführt ausführbar. Das beschriebene Verfahren ermöglicht so die automatische Erweiterung und Wiederinbetriebnahme des verteilten Automatisierungssystems mit seinen neuen zusätzlichen Funktionalitäten.
Die erzeugten Installationsdateien 22 werden jeweils einem in den Systemknoten SK vorhandenem Installations- und Konfigurationswerkzeug 50, 60 zugeführt, welches aus den Installationsdateien 22 die zu installierenden Softwarepakete mit den Erweiterungen der Funktionalitäten automatisch auswählt, installiert und so das gesamte Automatisierungssystem um die zusätzliche Funktionalitäten erweitert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung führt das Analysewerkzeug 70 automatisch eine Verifikation der Funktionalität des Automatisierungssystems auf den einzelnen Systemknoten SK aus. Mit dieser abschließenden Verifikation ist die erfolgreiche Erweiterung des Automatisierungssystems abgeschlossen.
Dazu überprüft das Analysewerkzeug 70, welches zuvor schon die anlagenrelevanten Daten des Automatisierungssystems über die Systemknoten SK des verteilten Netzwerkes gesammelt hat, die Vollständigkeit der durchgeführten Systemerweiterung auf allen Systemknoten und erstellt einen neuen Statusbericht 71 mit den Informationen über die Systemerweiterung sowie über den neuen Systemzustand des verteilten Automatisierungssystems. Dieser Bericht 71 bildet beispielsweise als Anlagenpass die Grundlage für zukünftige Serviceaktivitäten und Systemerweiterungen am Automatisierungssystem.
Bevor die Einrichtung der neuen Systemsoftware erfolgt, ist oft die Hardware der einzelnen Systemknoten SK an die zusätzlichen Anforderungen der geplanten Systemerweiterungen anzupassen.
Das Analysewerkzeug 70 ist somit auch dafür vorgesehen erforderliche Erweiterungen und/oder Anpassungen der Hardware der jeweiligen Systemknoten SK des verteilten Systems mittels der generierten Installationsdateien 22 aus dem Planungswerkzeug 20 zu ermitteln.
Das Analysewerkzeug 70 weist den Benutzer automatisch auf eventuell nicht erfüllte neue Hardwareanforderungen der einzelnen Systemknoten SK hin. Hierzu liest das Analysewerkzeug die entsprechenden generierten Installationsdateien 22 aus dem Planungsrechner PR ein, vergleicht die Dateien 22 mit der aktuell installierten Hardware. Die ermittelten Hardwareerweiterungen werden beispielsweise in Form eines Berichtes 30 über zusätzliche Hardwareanforderungen ausgegeben oder angezeigt.
Für die Installation und Konfiguration von Betriebssystem und Netzwerk erhalten die generierten Installationsdateien 22 für jeden Systemknoten SK sogenannte individuelle Scripte für das automatische Installieren und Konfigurieren von Betriebssystem und dem Netzwerk. So wird beispielsweise automatisch sichergestellt, dass das richtige Betriebsystem auf den einzelnen Servern oder Clients des Systems vorinstalliert ist. Weitere Scripte setzen beispielsweise die Namen der Systemknoten SK und Identifizierungsadressen der Systemknoten und fügen sie der entsprechenden System-Domäne hinzu. Die Scripte werden dabei automatisch durch ein Werkzeug 40 angestoßen.
In 2 ist ein beispielhafter Verfahrensablauf zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten eines verteilten Automatisierungssystems gezeigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren beschreibt eine Anzahl von Schritten, mit welchen die Erweiterung, Installation und Konfiguration der Funktionalitäten in einem verteilten Automatisierungssystem ausgeführt wird und alle benötigten Informationen für die Erweiterung der erweiterten Systemfunktionalität in mehreren der Installationsda teien 22 kompiliert werden. Die Installationsdateien 22 werden als Eingabe für die nachfolgenden Schritte des Verfahrens eingesetzt und für jeden Knoten wird ein eigener Satz bestimmter knotenspezifischer Dateien generiert.
In einem ersten Schritt 1 werden vom Analysewerkzeug 70 die anlagenrelevanten Daten über alle Systemknoten SK im verteilten Netzwerk gesammelt. Hierzu iteriert das Analysewerkzeug 70 über die einzelnen Knoten SK und ermittelt die dort vorhandene Hardware wie beispielsweise die Leistung der Zentraleinheit (CPU) oder die Speicherkapazität der Systemknoten SK, die installierte Systemsoftware, die Software von Drittanbietern, wie Betriebsystem, die Konfigurationen der Systemknoten SK, wie beispielsweise die Identifizierungsadresse, den Knotenname, eingerichtete Benutzerzugänge und Softwarekonfigurationen. Die Analyse der einzelnen Knoten erfolgt entfernt (remote) von einem zentralen Planungsrechner PR der Automatisierungsanlage aus, der die Ergebnisse der Analyse sammelt und in einer Systemstatusdatei 11 zusammenfasst.
In einem zweiten Schritt 2 liest das Planungswerkzeug 20 die erstellte Systemstatusdatei 11 ein und initialisiert alle verfügbaren Systemoptionen in eine im Planungswerkzeug 20 befindliche graphische Benutzerschnittstelle, auch als GUI (graphical user interface) bezeichnet, mit den aktuellen Eigenschaften des Systems ein. Beispielsweise werden in einer Liste von auswählbaren Systemapplikationen die bereits vorhandenen Applikationen des Systems vorselektiert. Das Planungswerkzeug 20 vergleicht das die auf dem Automatisierungssystem vorhandenen Funktionalitäten mit den allgemeinen Systemabhängigkeiten und Regeln aus der Planungsdatenbasis und ermittelt die verfügbaren Erweiterungen für das Automatisierungssystem, die nicht zu einem Softwarekonflikt oder Regelverstoß führen. Nicht verfügbare Erweiterungsoptionen sind so im GUI des Planungswerkzeuges 20 automatisch gesperrt und auf diese Erweiterungen kann nicht zugegriffen werden.
Optional hat der Benutzer weiterhin die Möglichkeit weitere Funktionalitäten für die Systemknoten SK des Automatisierungssystems im GUI auszuwählen sowie zu planen.
Weiterhin ist das Planungswerkzeug so ausgeführt, dass es für jeden Systemknoten einen Satz Installationsdateien für die automatische Installation und Konfiguration der geplanten Systemerweiterungen generiert.
Bevor die Einrichtung der neuen Systemkomponenten erfolgen kann, muss eventuell die Hardware der einzelnen Systemknoten SK an die Anforderungen der neuen Komponenten angepasst werden. Somit wird in einem dritten Schritt 3 die Erweiterung und/oder Anpassung der Hardware der Systemknoten SK vorbereitet, indem der Benutzer durch das Analysewerkzeug 70 automatisch auf eventuell nicht erfüllte neue Hardwareanforderungen der einzelnen Systemknoten SK hingewiesen wird. Hierzu liest das Analysewerkzeug 70 die entsprechenden generierten Installationsdateien 22 aus dem Planungswerkzeug 20 ein und vergleicht diese automatisch mit der aktuellen Hardware, wobei ein Aufrüsten der Systemknoten SK Rechner natürlich nur manuell erfolgen kann.
Für die Installation und Konfiguration von Betriebssystem und Netzwerk werden in einem vierten Schritt 4 den generierten Installationsdateien 22 für jeden Systemknoten SK sogenannte individuelle Scripte für das automatische Installieren und Konfigurieren von Betriebssystem und dem Netzwerk zugeordnet. So wird beispielsweise automatisch sichergestellt, dass das richtige Betriebsystem auf den einzelnen Servern oder Clients des Systems vorinstalliert wird. Die Scripte werden dabei automatisch durch ein Werkzeug 40 angestoßen.
Die Installation neuer Softwarekomponenten auf den einzelnen Systemknoten SK und/oder die Installation neuer Softwareknoten wird in einem fünften Schritt 5 dahingehend ausgeführt, dass ein Installationswerkzeug 50 nun aus den Installationsdateien 22 entnimmt, welche neuen Softwarepakete zu installieren sind und installiert dieneuen Softwarepakete, welche beispielsweise von einer Installations- CD zur Verfügung gestellt werden, entsprechend einer vorgegebenen Reihenfolge auf den einzelnen Systemknoten. Neu geplante Systemknoten werden durch das Installationswerkzeug 50 vollständig auf die vorhandenen Komponenten aufgesetzt, für existierende Systemknoten installiert das Werkzeug nur die zu ergänzenden Systemerweiterungen.
Die ursprünglich installierten Systemsoftwarepakete der einzelnen Systemknoten SK werden somit mittels des Installationswerkzeuges 40 mit den Erweiterungen der Funktionalitäten so ergänzt, so dass die Funktionalität des gesamten Automatisierungssystems um die geplanten zusätzlichen Funktionalitäten erweitert wird.
In einem weiteren Schritt 6 werden mittels eines Konfigurationswerkzeuges 60 die neuinstallierten Funktionalitäten automatisch für das erweiterte System konfiguriert und so logisch zu der Anlage hinzugefügt.
In einer alternativen Ausführungsvariante ist die Konfiguration der Funktionalitäten auch benutzergeführt ausführbar.
In einem letzten Schritt 7 wird eine abschließende Verifikation der erfolgreichen Erweiterungen des Automatisierungssystems durchgeführt. Dazu wird mittels des Analysewerkzeuges die Vollständigkeit der durchgeführten Schritte 1 bis 6 überprüft und ein neuer Systemstatusbericht 71 mit den durchgeführten Systemerweiterungen und des neuen Systemzustandes erstellt. Der Systemstatusbericht 71 wird beispielsweise als Anlagenpass für zukünftige Service-Aktivitäten an der verteilten Automatisierungsanlage insbesondere für weitere Systemerweiterungen, eingesetzt.

Claims

System zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten (SK) eines verteilten Netzwerks, insbesondere in einen verteilten Automatisierungssystem, – mit wenigstens einem Systemdiagnosewerkzeug (10), welches den aktuellen Systemzustand des verteilten Netzwerkes analysiert, zu einer Systemstatusdatei (11) zusammenfasst und die Systemstatusdatei (11) wenigstens einem wissensbasierten Planungswerkzeug (20) zuführt, – das wissensbasierte Planungswerkzeug (20) regel- und datenbasiert aus der Systemstatusdatei (11) und einer Planungsdatenbasis (23) Installationsdateien (22) für eine automatische Installation und Konfiguration der Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten (SK) des verteilten Netzwerkes generiert, – das wissensbasierte Planungswerkzeug (20) die Installationsdateien (22) jeweils wenigstens einem Installations- und Konfigurationswerkzeug (50), (60) zuführt, – das Installations- und Konfigurationswerkzeug (50), (60) des jeweiligen Systemknotens (SK) aus den Installationsdateien (22) die zu installierenden Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten (SK) des verteilten Netzwerkes automatisch auswählt, installiert und konfiguriert.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Softwarepaketen integrierte Systemsoftware funktionale Komponenten, wie Anwendungsprogramme und/oder Steuerprogramme des verteilten Netzwerkes sind.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemdiagnosewerkzeug (10) zur Erfassung des aktuellen Systemzustandes mittels eines Analysewerkzeuges anlagenrelevante Daten über die Systemknoten (SK) des verteilten Netzwerkes sammelt und zur Systemstatusdatei (11) zusammenfasst.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Analysewerkzeug automatisch eine Verifikation der Funktionalität des verteilten Netzwerkes ausführt und/oder einen Statusbericht (71) mit Informationen über die Erweiterungen der Funktionalitäten des verteilten Netzwerkes erstellt.
System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Analysewerkzeug erforderliche Erweiterungen und/oder Anpassungen der Hardware der Systemknoten (SK) des verteilten Netzwerkes ermittelt.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planungswerkzeug (20) in einem separaten Planungsrechner (PR) abgelegt ist.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planungsdatenbasis (23) ein Modell von möglichen Systemerweiterungen mit Planungsregeln, Systemabhängigkeiten, Systemknotentypen, Systemgrenzeninformationen, Systeminformationen, Systeminstallationsanforderungen und/oder Systemkonfigurationsschritte umfasst.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemdiagnosewerkzeug (10) und das Installations- und Konfigurationswerkzeug (50), (60) in den Systemknoten (SK) des verteilten Netzwerkes angeordnet sind.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Installationsdateien (22) Informationen über Knotentyp und Name jedes Systemknotens (SK), das Betriebsystem, Konfigurationsänderungen, Anforderungen an eine externe Basissoftware, zusätzliche Hardwareanforderungen, zusätzliche Systemkomponenten abhängig vom jeweiligen Systemknotentyp und der neu zu installierenden Systemerweiterungen, eine Zusammenstellung der zu installieren den Softwarepakete in Abhängigkeit vom jeweiligen Systemknoten (SK) und/oder Konfigurationsdaten der Systemknoten (SK) umfassen.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Konfiguration der installierten Softwarepakete die Systemeigenschaften und Funktionalitäten des verteilten Systems durch zusätzliche Systemkomponenten erweitert sind, insbesondere durch zusätzliche Bedienstationen und Engineering Stationen, Unterstützung weiterer Systemanwendungen und zusätzliche Anwendungsserver, Unterstützung weiterer Feldbustechnologien, zusätzlicher Unterstützung von Redundanzen für vorhandene Server oder Netzwerkkomponenten und Unterstützung weiterer Controller-Typen.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfiguration der installierten Softwarepakete benutzergeführt ausführbar ist.
Verfahren zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren von Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten (SK) eines verteilten Netzwerks, insbesondere in einen verteilten Automatisierungssystem, angeordnete Systemknoten (SK), wobei – mittels eines Systemdiagnosewerkzeuges (10) der aktuelle Systemzustand des verteilten Netzwerkes analysiert wird, zu einer Systemstatusdatei (11) zusammenfasst wird und die Systemstatusdatei (11) einem wissensbasierten Planungswerkzeug (20) zugeführt wird, – aus der Systemstatusdatei (11) und einer Planungsdatenbasis (23) mittels des wissensbasierten Planungswerkzeuges (20) regel- und datenbasiert Installationsdateien für eine automatische Installation und Konfiguration der Erweiterungen der Funktionalitäten in den Systemknoten (SK) des verteilten Netzwerkes generiert werden, – die Installationsdateien (22) jeweils einem in den Systemknoten (SK) vorhandenem Installations- und Konfigurationswerkzeug (50), (60) zugeführt werden, – aus den Installationsdateien (22) mittels des Installations- und Konfigurationswerkzeuges (50), (60) des jeweiligen Systemknotens (SK) die zu installierenden Softwarepakete automatisch auswählt, installiert und konfiguriert werden. und nach der Konfiguration der installierten Erweiterungen der Funktionalität des verteilten Netzwerkes wiederhergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Softwarepaketen funktionelle Komponenten des Systems, wie Anwendungsprogramme und oder Steuerprogramme des verteilten Netzwerkes abgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des aktuellen Systemzustandes mittels eines Systemdiagnosewerkzeuges (10) anlagenrelevante Daten über die Systemknoten (SK) des verteilten Netzwerkes gesammelt werden und zur Systemstatusdatei (11) zusammengefasst werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Analysewerkzeuges automatisch eine Verifikation der Funktionalität des verteilten Netzwerkes ausführt wird und/oder ein Statusbericht (71) mit Informationen über die Erweiterungen der Funktionalitäten des verteilten Netzwerkes erstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Analysewerkzeuges erforderliche Erweiterungen und/oder Anpassungen der Hardware der Systemknoten (SK) des verteilten Netzwerkes ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planungswerkzeug (20) in einem separaten Planungsrechner (PR) abgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Planungsdatenbasis (23) ein Modell von möglichen Systemerweiterungen mit Planungsregeln, Abhängigkeiten der Softwarepakete untereinander, Definitionen der Systemknotentypen, Konfigurationskombinationen und/oder Systemeinschränkungen abgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemdiagnosewerkzeug (10) und das Installations- und Konfigurations werkzeug (50), (60) in den Systemknoten (SK) des verteilten Netzwerkes angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in den Installationsdateien (22) Informationen über Knotentyp und Name jedes Systemknotens (SK), das benötigtes Betriebsystem, Konfigurationsänderungen, Anforderungen an eine externe Basissoftware, zusätzliche Hardwareanforderungen, zusätzliche Softwarekomponenten abhängig vom jeweiligen Systemknotentyp (SK) der neu zu installierenden Systemerweiterungen, eine Zusammenstellung der zu installierenden Softwarepakete in Abhängigkeit vom jeweiligen Systemknoten (SK) und/oder Konfigurationsdaten der Systemknoten (SK) abgelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Systemerweiterung die Systemeigenschaften und Funktionalitäten des verteilten Netzwerkes um zusätzliche Funktionalitäten, insbesondere durch zusätzliche Bedienstationen und Engineering Stationen, Unterstützung weiterer Systemanwendungen und zusätzliche Anwendungsserver, Unterstützung weiterer Feldbustechnologien, zusätzlicher Unterstützung von Redundanzen für vorhandene Server oder Netzwerkkomponenten und Unterstützung weiterer Controller-Typen, erweitert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfiguration der installierten Softwarepakete benutzergeführt ausgeführt wird.