DE102008056114B3

DE102008056114B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen

Info

Publication number: DE102008056114B3
Application number: DE102008056114A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. Trebing; Steffen Dipl.-Ing. Himstedt
Original assignee: Trebing & Himstedt Prozesautom; Trebing & Himstedt Prozessautomation & Co KG GmbH
Current assignee: Softing AG
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: US20100121951A1; US8793366B2; CN101741637A; CN101741637B

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Diagnose für Feldbussysteme sowie eine dazugehörige Vorrichtung zu entwickeln, das eine kontinuierliche Zustandsanalyse aller Feldbussysteme sowie gleichzeitige, voneinander unabhängige und von unterschiedlichen Orten ausgeführte Zugriffe auf die Diagnosedaten ermöglicht. Erreicht wird dies dadurch, dass: - der erfasste Datensatz in einer in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung (4) integrierten Auswerteeinheit (8) diagnostiziert und als diagnostizierter Datensatz auf dem zugeordneten Speichermedium (8) abgespeichert wird, - durch einen in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung (4) integrierten Server (1) die erfassten, diagnostizierten und abgespeicherten Datensätze in einem Netzwerk (3) bereitgestellt werden und - über mindestens eine Ausgabeeinheit (6), wobei jede Ausgabeeinheit (6) über einen Client (2) mit dem Netzwerk (3) verbunden ist, die von mindestens einem beliebigen Server (1) im Netzwerk (3) bereitgestellten erfassten, diagnostizierten und abgespeicherten Datensätze aller Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) einsehbar sind. Derartige Diagnoseverfahren und -vorrichtungen werden zur Überwachung von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen eingesetzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine dazugehörige Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Derartige Diagnoseverfahren und -vorrichtungen werden zur Überwachung von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen eingesetzt.
Industrielle Netzwerke verbinden unterschiedliche Prozesssysteme, wie Feldgeräte, Steuerung und Visualisierung. Dabei werden unter:

– Feldgeräten insbesondere Sensoren, Stellglieder oder Antriebe,
– Steuerung, also offene und geschlossene Steuerung (Regelung) insbesondere Steuereinrichtungen Regler und Computer mit Steuer- und Regelungsprogrammen sowie unter
– Visualisierung insbesondere Anzeigegeräte und Bildschirme der Computer oder mobilen Device

– Feldbussysteme, wie z. B. Profibus oder Interbus, und
– auf das Ethernet basierende Systeme, wie z. B. Profinet,

Feldbussysteme umfassen ein Netzwerk, mindestens ein Feldgerät sowie ggf. Netzwerkinfrastrukturkomponenten, wie z. B. Repeater und/oder Koppler, wobei in Feldbussystemen die Feldgeräte in der Regel in Master und Slaves unterschieden werden. Dabei können die Master unaufgefordert auf gemeinsame Ressource zugreifen, während die Slaves erst dann auf diese Ressource zugreifen können, wenn sie von einem Master gefragt werden.
Über das Netzwerk kommunizieren mehrere Server und Clients miteinander, wobei ein Server ein Computerprogramm ist, welches einen Dienst anbietet. Ein Client ist dagegen ein Computerprogramm, welches nachdem Client-Server-Modell über das Netzwerk Verbindung mit einem Server aufnimmt und Nachrichten mit diesem austauscht. Dabei ist der Server in der Lage, jederzeit auf die Kontaktaufnahme eines Clients zu reagieren. Ein Web-Browser ist ein Client, der zu einem Web-Server Kontakt aufnimmt und eine bestimmte Webseite von diesem anfordert und einer Ausgabeeinheit zur Anzeige bereitstellt.
Eine Besonderheit stellt in einem Netzwerk ein Broadcast dar. Ein Broadcast ist eine Nachricht, bei der Datenpakete von einem Punkt aus an alle Teilnehmer eines Netzwerkes übertragen werden.
Ein SNMP (Simple Network Management Protocol) ist ein Netzwerkprotokoll mit dem die Teilnehmer eines Netzwerkes überwacht und gesteuert werden können.
In industriellen Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen können unterschiedliche Fehler auftreten, wie z. B. ungültige Signalpegel oder ungültige Signalformen, die durch fehlerhaft arbeitende oder falsch konfigurierte Prozesssysteme, elektromagnetische Störungen oder ein Leitungsbruch hervorgerufen werden. Deshalb müssen industriellen Netzwerke überwacht werden, wofür verschiedene Diagnosevorrichtungen bekannt sind.
So wird in der DE 102 43 782 A1 eine Vorrichtung für die Diagnose und/oder Parametrierung von in einem Feldbussystem integrierten Feldgeräten vorgestellt, mit der die Geräteparameter aus den Feldgeräten auslesbar und/oder in die Feldgerät übertragbar sind sowie ausgelesene und/oder zu übertragende Geräteparameter durch eine Ausgabeeinheit visuell darstellbar sind.
Von Nachteil ist aber, dass diese Vorrichtung auch zur Diagnose ein aktiver Busteilnehmer ist und damit in den Feldbus eingreift, was von vielen Anlagenbetreibern zu Diagnosezwecken nicht erwünscht ist.
Weiterhin ist von Nachteil, dass mit dieser Vorrichtung immer nur ein Feldgerät diagnostiziert werden kann. Mehrere Feldgeräte können nur nacheinander und dadurch nicht zeitgleich und nicht kontinuierlich überwacht werden.
Auch ist aus der DE 102 52 892 A1 ein Verfahren zur Diagnose von Feldgeräten bekannt, bei dem ein Software-Agent auf einem Prozessor eines Feldgerätes integriert ist, der bei Auftreten eines Fehlers eine Fehlermeldung an das Leitsystem abgibt. Dabei ist aber von Nachteil, dass nur im Falle des Auftretens eines Fehlers eine Meldung über den Zustand des Feldgerätes an das Leitsystem abgegeben wird.
Zudem besitzen beide bisher vorgestellten Lösungen den Nachteil, dass eine herstellerspezifische Auswertesoftware benötigt wird, was die Einsatzbreite dieser Lösungen deutlich einschränkt.
Weiterhin ist bekannt, zur Diagnose von Feldbussystemen auch so genannte Protokollanalysatoren einzusetzen. Protokollanalysatoren sind z. B. Telegrammanalysatoren oder Busmonitore, die hauptsächlich aus Interfacebaugruppen mit einer dazugehörigen Software bestehen und womit die in einem Feldbus übertragenen Datenpakete, so genannte Telegramme, ausgewertet werden. Dabei sind diese Interfacebaugruppen beispielsweise PC-Einsteckkarten oder externe Adapter, wobei die externe Adapter über bekannte Schnittstellen, wie z. B. eine USB-Schnittstelle, mit einem Computer verbunden sind.
So ist beispielsweise aus der DE 10 2006 051 444 B4 ein computerimplementiertes Diagnoseverfahren für ein Feldbussystem und eine dazugehörige Vorrichtung bekannt, bei dem die übertragenen Datenpakete erfasst, analysiert und abgespeichert werden, wobei zum Analysieren das aktuell erfasste Datenpaket mit dem vorhergehend abgespeicherten Datenpaket verglichen und der aktuelle Zustand des Feldbussystems abgeleitet wird. Von Nachteil ist aber, dass dieses computerimplementierte Diagnoseverfahren eine gerätespezifische und/oder herstellerspezifische Software ist, was wiederum die Einsatzbreite dieser Lösungen deutlich einschränkt. Zudem weist jedes Feldgerät zumeist eine große Anzahl von Geräteparametern auf, wodurch bei dieser Lösung auch die zu übertragenen Datenmengen sehr groß sind.
Von Nachteil ist aber auch, dass dieses computerimplementierte Diagnoseverfahren und die dazugehörige Vorrichtung nur zur Überwachung eines Feldbussystems geeignet sind.
Weiterhin ist aus der DE 101 19 151 A1 eine Diagnosevorrichtung für ein Feldbussystem bekannt, welche aber in einer übergeordneten Anwendung, wie z. B. eine Visualisierungsanwendung, eingebunden ist. Diese übergeordnete Anwendung ist auf einem Computer mit einer Interfacebaugruppe, wie z. B. PC-Einsteckkarte, in Form einer Software integriert, wobei jede Diagnoseeinrichtung mit dem Computer elektrisch verbunden ist.
Diese vorgeschlagene Lösung hat aber den Nachteil, dass der übergeordnete Computer mit jeder Diagnosevorrichtung separat elektrisch verbunden ist und ein Aktualisieren der Diagnosedaten jeder Diagnosevorrichtung auf dem Computer nacheinander erfolgt. Dadurch ist die Aktualisierung der Diagnosedaten jeder Diagnosevorrichtung auf dem Computer zeitversetzt, so dass ein Fehler in einem Feldbussystem nicht mit seinem Auftreten sondern verspätet auf dem Computer aktualisiert und angezeigt wird.
Auch ist aus der DE 197 31 026 C2 eine Diagnoseeinrichtung für eine Steuer- und Datenübertragungsanlage der Automatisierungstechnik bekannt, welche über eine Anschlusseinrichtung an ein Feldbussystem und über eine Schnittstelle an ein Ethernet angeschlossen ist. Dadurch ist die jeweilige Steuer- und Datenübertragungsanlage über das Ethernet mit einem Computer verbindbar, wobei der Computer ein Netzwerkmana gement aufweist und die Schnittstellen Daten zwischen dem jeweiligen Feldbussystem und dem Netzwerkmanagement übertragen.
Diese Lösung hat aber Nachteile. So ist auch bei dieser Lösung mit dem Netzwerkmanagement eine gerätespezifische Software notwendig, wodurch die Einsatzbreite dieser Lösung deutlich einschränkt ist. Zudem wird, wegen den großen, zwischen den Schnittstellen und dem Computer auszutauschenden Datenmengen, die Einsatzbreite dieser Lösung durch die Bandbreite des Ethernets beschränkt. Außerdem ist mit dieser zentralen Anordnung in Form des Netzwerkmanagement kein gleichzeitiger, voneinander unabhängiger und von unterschiedlichen Orten ausgeführter Zugriff auf die Daten von mehreren Computer möglich, so dass auch keine dezentrale Diagnose und/oder Diagnoseauswertung erfolgen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Diagnose für Feldbussysteme sowie eine dazugehörige Vorrichtung zu entwickeln, dass eine kontinuierliche Zustandsanalyse aller Feldbussysteme sowie gleichzeitige, voneinander unabhängige und von unterschiedlichen Orten ausgeführte Zugriffe auf die Diagnosedaten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird verfahrensseitig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und vorrichtungsseitig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 13 gelöst. Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 12 und 14 bis 18.
Das neue Verfahren zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen sowie die dazugehörige Vorrichtung beseitigen die genannten Nachteile des Standes der Technik.
Vorteilhaft bei der Anwendung des neuen Verfahrens zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen ist es, dass in einem ersten Verfahrensschritt der erfasste Datensatz in einer in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung integrierten Auswerte einheit diagnostiziert und als diagnostizierter Datensatz auf dem zugeordneten Speichermedium abspeichert wird. Dadurch ist zunächst einmal eine kontinuierliche Zustandsanalyse aller Feldbussysteme realisiert. Außerdem werden die erfassten Datensätze örtlich nahe am Feldbus diagnostiziert und müssen nicht erst über das Netzwerk verschickt werden. Dadurch wird das Netzwerk entlastet und es kann zu keinem Datenverlust über das Netzwerk kommen.
Von Vorteil ist es auch, wenn in einem zweiten Verfahrensschritt durch einen in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung integrierten Server die erfassten, diagnostizierten und abgespeicherten Datensätze in einem Netzwerk bereitgestellt werden und die Feldbusdiagnosevorrichtung über die Server und dem Netzwerk ihre Datensätze untereinander austauschen und die ausgetauschten Datensätze auf den Speichermedien der Feldbusdiagnosevorrichtungen abspeichert werden, weil dadurch auf jedem Speichermedium neben den erfassten, diagnostizierten und abgespeicherten Datensätzen der Feldbusdiagnosevorrichtung auch die ausgetauschten Datensätze aller anderen Feldbusdiagnosevorrichtung abgespeichert sind.
Werden in einem letzten Verfahrensschritt über mindestens eine Ausgabeeinheit, wobei jede Ausgabeeinheit über einen Client mit dem Netzwerk verbundenen ist, die von einem beliebigen Server im Netzwerk bereitgestellten erfassten, diagnostizierten und abgespeicherten Datensätze alle Feldbusdiagnosevorrichtungen eingesehen, so sind die Zugriffe über die Ausgabeeinheiten auf die Diagnosedaten auch gleichzeitig sowie zeitlich und örtlich voneinander unabhängig.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Speichermedien die auf den Speichermedien abgespeicherten Datensätze ständig oder nach definierten Zeitabschnitten oder auf eine externe Anforderung untereinander austauschen oder die auf den Speichermedien abgespeicherten Datensätze nur dann untereinander austauschen, wenn auf einem beliebigen Speichermedium ein aktuell erfasster Datensatz sich von dem dazugehörigen zuletzt abgespeicherten Datensatz unterscheidet. Durch die zuerst genannte Austauschvariante der Datensätze wird ein kontinuierlicher Datensatzaustausch realisiert, so dass die Fehlererkennung auch zeitnah und aktuell erfolgt. Durch die drei zuletzt genannten Aus tauschvarianten der Datensätze wird jeweils ein diskontinuierlicher Datensatzaustausch realisiert, der zu einer Reduzierung der ausgetauschten Datenmenge und damit zu einer Entlastung des Netzwerkes führt.
Auch ist es von Vorteil, wenn jeder Datensatz insbesondere die Uhrzeit, die Busadresse der Feldgeräte, die Anzahl der Ausfälle eines Feldgerätes, die Anzahl der Fehlerdiagramme und die Anzahl der Wiederholungen umfasst, wobei die Anzahl der Fehlerdiagramme die Anzahl der Verletzungen der Protokollspezifikationen, wie z. B. die Nichteinhaltung der Prüfsumme, ist und die Anzahl der Wiederholung die Anzahl der Versuche eines Feldgerätes ist, ein Datenpaket zu verschicken und dafür eine Empfangsbestätigung des Empfängers zu erhalten. Dabei werden nur die zuvor genannten Basisinformationen als Datensatz zwischen den Feldbusdiagnosevorrichtungen ausgetauscht. Detailinformationen zu den einzelnen Feldgeräten der jeweiligen Feldbusse können dann durch einen konkreten Zugriff auf den Server der jeweiligen Feldbusdiagnosevorrichtung eingesehen werden. Dadurch ist die Informationswiedergabe überschaubar und für einen Nutzer leicht verständlich strukturiert.
Vorteilhaft bei der Anwendung der neuen Vorrichtung zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen ist es, dass jede Feldbusdiagnosevorrichtung neben ein Interface zum Erfassen der Daten des jeweiligen Feldbusses, eine Auswerteeinheit zur Auswertung der erfassten Daten des jeweiligen Feldbusses, ein Speichermedium zum Abspeichern der erfassten Daten des jeweiligen Feldbusses und einen mit einem Netzwerk verbundenen Server zum Bereitstellen der erfassten und abgespeicherten Daten in dem Netzwerk aufweist. Außerdem sind die Feldbusdiagnosevorrichtungen über das Netzwerk miteinander verbunden, wobei die Feldbusdiagnosevorrichtungen über ihre Server die auf den Speichermedien abgespeicherten Daten untereinander austauschen und die ausgetauschten Daten abspeichern, so dass ständig auf jedem Speichermedium die erfassten und abgespeicherten Daten aller Speichermedien abgespeichert sowie über mindestens eine Ausgabeeinheit mit einem mit dem Netzwerk verbundenen Client abrufbar sind. Diese neue Vorrichtung gestattet somit eine kontinuierliche Zu standsanalyse aller Feldbussysteme sowie gleichzeitige, zeitlich und örtlich voneinander unabhängig ausgeführte Zugriffe von mindestens einer Ausgabeeinheit auf die Diagnosedaten.
Das neue Verfahren zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen sowie die dazugehörige Vorrichtung soll nun an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden.
Dazu zeigen:
1: Schematische Darstellung der Vorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2: Schematische Darstellung der Vorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
3: Schematische Darstellung einer Netzliste einer Ebene 1,
4: Schematische Darstellung einer Ansicht der Fehlerstatistik einer Ebene 2,
5: Schematische Darstellung einer Ansicht der Busstatistik der Ebene 2,
6: Schematische Darstellung einer Ansicht der Diagnoseliste der Ebene 2,
7: Schematische Darstellung einer Ansicht der Live List der Ebene 2 und
8: Schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beim Auftreten eines Fehlers.
Die neue Vorrichtung zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen besteht gemäß der 1 im Wesentlichen aus mindestens zwei Servern 1 und mindestens einem Client 2, die über ein Netzwerk 3 miteinander verbunden sind, wobei jeder Server 1 in jeweils einer Feldbusdiagnosevorrichtung 4 für jeweils einen zu überwachenden Feldbus 5 und jeder Client 2 in jeweils einer Ausgabeeinheit 6 integriert sind.
Außerdem ist in den Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 neben den Servern 1 jeweils:

- ein Interface 7 zum Erfassen der Daten des zu überwachenden Feldbusses 5,
– eine Auswerteeinheit 8 zur Auswertung der erfassten Daten des jeweiligen Feldbusses 5 und
– ein Speichermedium 9 zum Abspeichern der erfassten Daten des jeweiligen Feldbusses 5

In Funktion der neuen Vorrichtung zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen werden durch die Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 die auf den jeweiligen Feldbussen 5 verschickten Daten als Datensätze erfasst, in der jeweiligen Auswerteeinheit 8 ausgewertet und auf dem jeweiligen Speichermedium 9 abgespeichert. Dabei werden die erfassten Datensätze durch die Auswerteergebnisse erweitert und als Datensatz mit Auswertung abgespeichert. Weiterhin tauschen die Server 1 über das Netzwerk 3 Daten untereinander aus und speichern diese ausgetauschten Daten auf ihr jeweiliges Speichermedium 9 ab, so dass diese ausgetauschten Daten auf allen Servern 1 verfügbar sind. Über die Client 2 und das Netzwerk 3 kann auf alle Server 1 örtlich und zeitlich unabhängig voneinander zugegriffen werden, wobei auf dem jeweiligen Server 1 neben den erfassten und abgespeicherten Datensätzen, einschließlich der Auswertung, auch die ausgetauschten Daten aller Servern 1 verfügbar sind.
Damit alle Server 1 der Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 und alle Client 2 mit der gleichen Uhrzeit arbeiten, sind die Server 1 und Client 2 über das Netzwerk 3 mit einem in der 1 nicht dargestellten Zeitserver verbunden.
In einem ersten Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen gemäß der 1 ist das Netzwerk 3 ein Ethernet 10. Außerdem sind die Ausgabeeinheiten 6 ein Computer 11 und ein mobiles Device 12 mit jeweils einem Web-Browser 13 als Client 2 sowie die in den Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 integrierten Server 1 sind jeweils ein Web-Server 14, wobei der Web-Browser 13 und die Web-Server 14 an das Ethernet 10 angeschlossen sind. Durch den Anschluss der Web-Browser 13 und die Web-Server 14 an das Ethernet 10 sind alle Feldbusdiagnosevorrichtungen 1 über die Web-Server 14 untereinander und mit dem Computer 11 und dem mobilen Device 12 verbindbar. Außerdem weist jede Feldbusdiagnosevorrichtung 1 jeweils eine Auswerteeinheit 8 mit jeweils einem Speichermedium 9 sowie ein Interface 7 auf, wobei jede Feldbusdiagnosevorrichtung 1 über ihr Interface 7 mit jeweils einem zu überwachenden Feldbus 5 verknüpft ist.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der 2 der neuen Vorrichtung zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen sind mindestens einer Anlage 15 jeweils mindestens zwei Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 zugeordnet, wobei die Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt und mit dem Computer 11 und dem mobilen Device 12 verbindbar sind.
Ebenfalls sind in dem Computer 11 und dem mobilen Device 12 jeweils ein an das Ethernet 10 angeschlossener Web-Browser 13 und in den Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 jeweils ein an das Ethernet 10 angeschlossener Web-Server 14 integriert, so dass alle Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 aller Anlagen 15 über das Ethernet 10 untereinander sowie mit dem Computer 11 und dem mobilen Device 12 verbindbar sind.
Auch weisen die Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 ebenfalls jeweils eine Auswerteeinheit 8 mit einem Speichermedium 9 sowie ein Interface 7 auf, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die jeweiligen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 über ihr Interface 7 mit jeweils einem zu überwachenden Feldbus 5 der dazugehörigen Anlage 15 verknüpft sind.
Alternativ können auch die Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 jeder Anlage 15 durch einen in der 2 nicht dargestellten Router miteinander gekoppelt bzw. voneinander getrennt werden, so dass alle Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 einer Anlage 15 in einem oder mehreren Anlagennetzen, an einem oder mehreren örtlich verteilten Standorten, über den jeweiligen Router mit dem Ethernet 10 verbunden sind.
Jede Feldbusdiagnosevorrichtung 4 in den beiden zuvor genannten Ausführungsbeispielen überwacht den Datenverkehr im jeweiligen Feldbus 5. Dabei wird der Datenverkehr im jeweiligen Feldbus 5 durch das Interface 7 jeweils als Datensatz erfasst, in der jewei ligen Auswerteeinheit 8 ausgewertet und zusammen mit der Auswertung auf das dazugehörige Speichermedium 9 abspeichert. Diese Datensätze umfassen Informationen über:

(1) die Zustände der Feldgeräte und gerätespezifische Informationen wie:
– Busadresse und Feldgerätetyp,
– Feldgerät befindet sich in der Start- oder Anlaufphase, läuft im stationären Betrieb, fahrt herunter oder ist ausgefallen,
– Feldgerät ist oder wird falsch parametriert oder konfiguriert,
– Feldgerät sendet Betriebszustand,
– Feldgerät sendet Alarm oder Fehlermeldung und
– Feldgerät sendet Ein-/Ausgabedaten des Feldgerätes.
(2) Zustandsinformationen, die sich auf den Feldbus und dessen Verbindung zu den unterschiedliche Prozesssystemen (Feldgeräte, Steuerung und Visualisierung) beziehen, wie:
– Verbindungszustand ist oder wird aufgebaut,
– Verbindungszustand ist oder wird abgebaut,
– Verbindungseigenschaften, z. B. zyklisch, azyklisch, logische Kanalnummer.
(3) Zustandsinformationen, welche busspezifische Parameter wiedergeben, wie:
– Topologie,
– Übertragungsverfahren, Leitungslänge und Übertragungsgeschwindigkeit,
– Prioritäten, Zykluszeiten und Pausenzeiten,
– Fehlerstatistiken, wie Telegrammwiederholungen oder fehlerhafte Telegramme.

Jede Feldbusdiagnosevorrichtung 4 überwacht somit den Datenverkehr im jeweiligen Feldbus 5, in dem der Datenverkehr im jeweiligen Feldbus 5 durch das Interface 7 und die Auswerteeinheit 8 der jeweiligen Feldbusdiagnosevorrichtung 4 als oben beschriebener Datensatz ständig erfasst und ausgewertet sowie auf das dazugehörige Speichermedium 9 abspeichert wird, so dass auf jeder Feldbusdiagnosevorrichtung 4 der jeweils aktuelle Datensatz und die vorherigen Datensätze abgespeichert sind.
Gleichzeitig tauschen die Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 über den in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung 4 integrierten Web-Server 14 und das Ethernet 10 ihre Web-Adressen mittels Broadcast aus, so dass auf jeder Feldbusdiagnosevorrichtung 4 die Web-Adressen der Web-Server 14 aller anderen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 abrufbar sind.
Wird nun der Computer 11 und/oder das mobilen Device 12 über den jeweiligen Web-Browser 13 und das Ethernet 10 mit dem Web-Server 14 einer beliebigen Feldbusdiagnosevorrichtung 4 verbunden, dann kann mit dem Computer 11 und/oder dem mobilen Device 12 einerseits auf die Web-Server 14 aller anderen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 und andererseits auf die aktuell erfassten, ausgewerteten und abspeicherten Datensätze dieser Feldbusdiagnosevorrichtung 4 zugegriffen werden. Dabei ist es beliebig, ob entsprechend der oben genannten Ausführungsbeispiele auf die Feldbusdiagnosevorrichtung 4 einer oder mehrer Anlagen 15 zugegriffen wird.
Der Datenaustausch der Web-Adressen oder der aktuell erfassten Datensätze der Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 kann entweder ständig, nach definierten Zeitabschnitten oder auf eine externe Anforderung bzw. Befehl erfolgen.
Mit dem ständigen Datenaustausch der Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 erfolgt eine stetige und kontinuierliche Aktualisierung der erfassten, ausgewerteten und abspeicherten Datensätze auf allen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4. Durch den Datenaustausch nach definierten Zeitabschnitten, wobei jeder Zeitabschnitt beispielhaft zwischen 1 Sekunde und 60 Sekunden lang ist, erfolgt die Aktualisierung der erfassten, ausgewerteten und abspeicherten Datensätze auf allen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 diskontinuierlich und in definierten Zeitschritten. Der Datenaustausch auf eine externe Anforderung bzw. Befehl, wobei die Anforderung ein Eingabebefehl eines Nutzers am Computer 11 und/oder mobilen Device 12 ist oder durch ein in der Auswerteinheit 6 integriertes Computerprogramm ausgelöst wird, erfolgt die Aktualisierung der erfassten, ausgewerteten und abspeicherten Datensätze auf allen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 diskontinuierlich und in beliebig definierten Zeitschritten.
Auch ist es denkbar, dass der Datenaustausch nur dann erfolgt, wenn auf einem beliebigen Speichermedium 9 ein aktuell erfasster Datensatz sich von dem dazugehörigen, zuletzt abgespeicherten Datensatz unterscheidet. Dadurch erfolgt die Aktualisierung der erfassten, ausgewerteten und abspeicherten Datensätze auf allen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 ebenfalls diskontinuierlich und in beliebigen Zeitschritten.
In jedem Web-Server 14 ist eine Web-Anwendung installiert, mit der die Web-Adressen der anderen Web-Server 14 sowie die aktuell erfassten, durch die Auswerteeinheit 8 ausgewerteten und auf dem Speichermedium 9 abspeicherten Datensätze bereitgestellt werden. Dazu weist die Web-Anwendung mehrere, hierarchisch angeordnete Ebenen auf.
In einer obersten Ebene 1 gemäß der 3 sind in einer Netzliste tabellarisch alle an das Netzwerk 3, insbesondere Ethernet 10, angeschlossenen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 nach ihrer Web-Adresse aufgelistet. Außerdem wird der Status aller Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 angezeigt, wobei diese Statusanzeigen jeweils grafische Darstellungen durch Icons mit einer Einfärbung sind. Dabei ist die Einfärbung eines Icon in der Farbe:

– rot, wenn in dem zu der angezeigten Diagnosevorrichtung 4 dazugehörigen Feldbus 5 derzeit die Kommunikation zu mindestens einem Feldgerät dieses Feldbusses 5 nicht möglich ist,
– gelb, wenn in der angezeigten Diagnosevorrichtung 4 derzeit ein Diagnoseergebnis mit mindestens einer Abweichung eines Feldgerätes des zu dieser Diagnosevorrichtung 4 dazugehörigen Feldbusses 5 vom jeweiligen Sollzustand vorliegt,
– grün, wenn in dem zu der angezeigten Diagnosevorrichtung 4 dazugehörigen Feldbus 5 derzeit kein Diagnoseergebnis vorliegt und
– grau, wenn die angezeigte Diagnosevorrichtung 4 derzeit deaktiviert ist.

Des Weiteren ist auf der Ebene 1 eine tabellarische Übersichtsliste angeordnet, in der die:

– Summe aller derzeit an das Netzwerk 3, insbesondere Ethernet 10 angeschlossenen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4,
– Summe aller Feldbusdiagnosevorrichtungen 4, die ihr dazugehörigen Feldbusse 5 derzeit überwachen,
– Summe aller Feldbusdiagnosevorrichtungen 4, bei denen derzeit ein Diagnoseergebnis mit mindestens einer Abweichung eines Feldgerätes des zur jeweiligen Diagnosevorrichtung 4 dazugehörigen Feldbusses 5 vom jeweiligen Sollzustand vorliegt und
– Summe aller Feldbusdiagnosevorrichtungen 4, bei denen derzeit die Überwachungen der jeweils zu diesen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 dazugehörigen Feldbusse 5 deaktiviert sind.

Außerdem können zu allen in der Netzliste und Übersichtsliste dargestellten Feldern weitere Information durch mit einem Cursor verbundene Tooltipp-Funktionen eingesehen werden.
Durch Bestätigung eines beliebigen Feldes der Netzliste erfolgt ein Wechsel von der Ebene 1 zu einer Ebene 2, in welchem der Status der zu einem Feldbus 5 gehörenden Feldgeräte in tabellarischer Form zusammengefasst ist. Dazu gehören die Ansichten der Fehlerstatistik, Busstatistik, der Diagnoseliste sowie eine Live List.
Die Ansicht der Fehlerstatistik gemäß der 4 umfasst einerseits eine tabellarische Fehlerstatistik und eine grafische Auswertung in Form eines Diagramms der Ausfälle und Wiederholungen, wobei die Wiederholung die Anzahl der Versuche eines Feldgerätes ist, ein Datenpaket zu verschicken und dafür eine Empfangsbestätigung des Empfängers zu erhalten. Dabei enthält die tabellarische Fehlerstatistik eine Spalte mit der Statusanzeige der Feldgeräte, wobei diese Statusanzeigen jeweils wiederum grafische Darstellungen durch Icons mit einer Einfärbung sind. Die Einfärbung der Icons ist in der Ebene 2 in den Farben rot, gelb, grün und grau möglich. Dabei ist die Einfärbung:

– rot, wenn derzeit keine Kommunikation zwischen Diagnosevorrichtung 4 und dem zu diesem Icon gehörenden Feldgerät mögliche ist,
– gelb, wenn eine Abweichung des zu diesem Icon gehörenden Feldgerätes vom Sollzustand vorliegt,
– grün, wenn derzeit kein Diagnoseergebnis zu dem zu diesem Icon gehörenden Feldgerät vorliegt und
– grau, wenn das zu diesem Icon gehörenden Feldgerät derzeit deaktiviert ist.

In den weiteren Spalten der tabellarischen Fehlerstatistik sind die Busadresse, der Tag, die Anzahl der Ausfälle und die Anzahl der Wiederholungen für jedes Feldgerät aufgelistet.
Andererseits ist in der Ansicht der Fehlerstatistik wiederum eine tabellarische Übersichtsliste angeordnet, in der die:

– Summe aller derzeit in dem Feldbus 5 angeordneten Feldgeräte,
– Summe aller derzeit ausgefallenen Feldgeräte,
– Summe aller Feldgeräte, bei denen derzeit jeweils ein Diagnoseergebnis mit einer Abweichung des Feldgerätes vom jeweiligen Sollzustand vorliegt,
– Anzahl der Master, die Anzahl der Slaves und die Anzahl anderer Geräte,
– Anzahl der ausgefallenen Master und
– Summe der Wiederholungen der Master

Die Ansicht der Busstatistik gemäß der 5 enthält einerseits eine tabellarische Auflistung, die in jeweils einer Spalte:

– die Statusanzeige der Feldgeräte mit der grafische Darstellungen durch Icons und der Einfärbung,
– Adresse, Tag und Protokollart,
– Datum, Kontrollzeit,
– Datenaustauschzeit sowie
– Bandbreite und Datenrate

Andererseits ist in der Ansicht der Busstatistik wiederum eine tabellarische Übersichtsliste angeordnet, welche der Übersichtsliste der Ansicht der Fehlerstatistik identisch ist.
In der Ansicht der Diagnoseliste gemäß der 6 sind einerseits in einer tabellarischen Diagnoseliste in jeweils einer Spalte:

– die Statusanzeige der Feldgeräte mit der grafische Darstellungen durch Icons und der Einfärbung,
– die ID-Nummer, Adresse, Datum, Uhrzeit sowie
– die Slave-ID und ein Diagnosedetail

– Slave ausgefallen,
– Station ist nicht für den Datenaustausch bereit,
– Slave muss neu parametriert werden oder
– Slavestatus ist OK.

Andererseits ist in der Ansicht der Diagnoseliste ebenfalls eine tabellarische Übersichtsliste angeordnet, die den tabellarischen Übersichtslisten sowohl der Ansicht der Fehlerstatistik als auch der Ansicht der Busstatistik identisch ist.
In der Ansicht der Live List gemäß der 7 ist einerseits der jeweilige Status der zu dem Feldbus 5 gehörenden Feldgeräte in aufgereihter Form zusammengefasst, wobei die Statusanzeigen jeweils wiederum grafische Darstellungen durch Icons mit einer Einfärbung sind. Andererseits ist in der Ansicht der Live List ebenfalls eine tabellarische Übersichtsliste angeordnet, die den tabellarischen Übersichtslisten der Ansichten der Fehlerstatistik, Busstatistik und Diagnoseliste identisch ist.
Auch können in allen Ansichten der Ebene 2 durch Tooltipps, die mit dem Cursor aktiviert werden, zu allen Feldern weitere Informationen eingesehen werden.
An dieser Stelle ist anzumerken, dass die in den 3 bis 7 verwendeten Web-Adressen, Hostnamen und Datumsangaben fiktive Angaben sind und bei einer realen Benutzung der Web-Anwendung durch reale Angaben ersetzt werden.
In einer Ausgestaltung der neuen Vorrichtung zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen sind in der Auswerteeinheit 8 mindestens ein Interpreter zur Erkennung gerätespezifischer Fehlercode implementiert, wobei der Interpreter eine vom Hersteller der an den Feldbussen 5 angeschlossenen Feldgeräten mitgelieferten Textdatei liest und die verbale Interpretation des Fehlercodes in der Ansicht der Diagnoseliste gemäß der 6 angezeigt wird.
Dadurch werden beim Auftreten eines Fehlercodes die aktuell erfassten und abspeicherten Datensätze mit der Interpretation dieses Fehlercodes in der Ansicht der Diagnoseliste erweitert. Dabei kann die Interpretation ein verbaler Hinweis, wie z. B. ”Telegrammfehlerrate kritisch”, ”Bruch der Signalleitung”, ”Kurzschluss gegen Schirm” oder ”Widerstand zuviel” sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der neuen Vorrichtung zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen ist in den Auswerteeinheiten 8 der Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 jeweils ein Software-Agent installiert, wobei jeder Software-Agent beim Auftreten eines Fehlers in dem jeweiligen Feldbus 5 selbständig eine Fehlermeldung über seinen Web-Server 14, das Ethernet 10 und dem Web-Browser 13 an den Computer 11 und/oder den mobilen Device 12 z. B. per Email, SMS oder SNMP überträgt.
Die Funktionsweise der neuen Vorrichtung zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen soll nun beispielhaft am ersten Ausführungsbeispiel erläutert werden. Dazu wird angenommen, dass gemäß der 8 das am, im Feldbus 16 angeordneten Feldgerät 17 ein Fehler durch Korrosion von Kontakten vorhanden ist, der zu einer allmählichen Verschlechterung des Datenverkehrs auf diesem Feldbus 5 führt. Dabei werden durch die Feldbusdiagnosevorrichtung 4 zunächst nur einzelne fehlerhafte Datensätze erfasst und gespeichert. Außerdem tauschen die Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 ständig über ihren jeweiligen Web-Server 14 und das Ethernet 10 ihre Web-Adressen aus, so dass ständig aktualisiert auf jeder Feldbusdiagnosevorrichtung 4 die Web-Adressen der Web-Server 14 aller anderen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 abgerufen werden können.
Wird nun der Computer 11 und/oder der mobilen Device 12 über seinen Web-Browser 13 und das Ethernet 10 mit dem Web-Server 14 einer beliebigen Feldbusdiagnosevorrichtung 4 verbunden, dann hat der Computer 11 und/oder der mobilen Device 12 über die Web-Adressen Zugriff auf alle Feldbusdiagnosevorrichtungen 4. Am Computer 11 und/oder mobilen Device 12 werden dann die aktuell erfassten, durch die Auswerteeinheit 8 ausgewerteten, abspeicherten Datensätze der Feldbusdiagnosevorrichtung 4 sowie über die verlinkten Web-Adressen auch die abspeicherten Datensätze der anderen Feldbusdiagnosevorrichtung 4 in der Ebene 1 angezeigt.
In der Ebene 1 sind gemäß der 3 in der Netzliste tabellarische alle an das Ethernet 10 angeschlossenen Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 nach ihrer Web-Adresse aufgelistet und der Status aller Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 wird angezeigt. Da der Fehler durch Korrosion von Kontakten des Feldgerätes 17 im Feldbus 16 ist, ist das Icon der dazugehörigen Feldbusdiagnosevorrichtung 4 mit der Web-Adresse x.y.z.92 rot eingefärbt. Dabei besagt die rote Einfärbung zunächst nur, dass in der zu der angezeigten Feldbusdiagnosevorrichtung 4 dazugehörige Feldbus 17 derzeit ein Fehler aufgetreten ist.
Durch Anklicken dieses rot eingefärbten Icon findet ein Wechsel von der beliebigen Feldbusdiagnosevorrichtung 4 über die Ebene 1 dieser fehlerhaften Feldbusdiagnosevorrichtung 4 auf die Ebene 2 statt.
In dieser Ebene 2 der fehlerhaften Feldbusdiagnosevorrichtung 4 mit der Web-Adresse x.y.z.92 wird der Status der zu dem Feldbus 16 gehörenden Feldgeräte in tabellarischen Ansichten, wie die Ansichten der Fehlerstatistik, Busstatistik, der Diagnoseliste und Live List zusammengefasst.
Wird die Ansicht der Live List gemäß der 7 aufgerufen, dann ist der jeweilige Status der zu dem Feldbus 16 gehörenden Feldgeräte in aufgereihter Form durch Icons mit einer Einfärbung zusammengefasst, wobei das Icon des Feldgerätes 17 mit der Busadresse 124 rot eingefärbt ist.
Durch einen Wechsel in die Ansicht der Fehlerstatistik gemäß der 4, in der die tabellarische Fehlerstatistik und die grafische Auswertung angezeigt werden, wird Einsicht in die Anzahl der Ausfälle und Wiederholungen des Feldgerätes 17 mit der Busadresse 124 genommen. Dabei hatte das Feldgerät 17 bisher 4 Ausfälle und 21 Wiederholungen.
Mit einem Wechsel in die Ansicht der Busstatistik gemäß der 5 lässt sich der Einfluss des fehlerhaften Feldgerätes 17 auf die Bandbreite des Feldbusses 16 erkennen. Durch einen Wechsel in die Diagnoseliste gemäß der 6 lassen sich Diagnosedetails des fehlerhaften Feldgerätes 17 durch die verbale Interpretation des Status des Feldgerätes 17 erkennen, wobei der Status des Feldgerätes 17 mit der Busadresse 124 in der zeitlichen Historie ständig zwischen „Slave ausgefallen” und „Slavestatus ist OK” wechselte.
Letztlich durch diese verbalen Interpretationen des Status des Feldgerätes 17 mit der Busadresse 124 sowie der Anzahl der Ausfälle und die Anzahl der benötigten Wiederholungen können die notwendigen Maßnahmen, wie z. B. die Reparatur des Feldgerätes 17 veranlasst werden.
Dabei ist es denkbar, dass die Web-Anwendung in den Web-Server 14 in mehreren Sprachen umgesetzt ist, so dass die verwendete Sprache in den Ebenen der Landessprache eines Nutzer des Computers 11 und/oder mobilen Device 12 entspricht. Dabei kann sich die Wahl der Sprache in den Ebenen entweder nach der Ethernetadresse des Web-Browsers 13 des Computers 11 und/oder mobilen Device 12 richten oder über einen zusätzlichen Wahlschalter in der Ebene 1 durch einen Nutzer eingestellt werden.
Auch ist es denkbar, auf dem Computer 11 und/oder dem mobilen Device 12 jeweils eine Auswertesoftware zu installieren, mit der entweder eine zentrale Verarbeitung und Speicherung der Diagnosedaten der Feldbusdiagnosevorrichtungen erfolgt oder erweiterte Diagnosen und Prognosen aus den Datensätzen der Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 erstellt und daraus Rückschlüsse auf den Zustand der einzelnen Feldbusse 5 gezogen werden können.
Für die erste Alternative könnte die Auswertesoftware eine Applikation oder Computerprogramm in den Programmiersprachen ·Net oder Java sein, die selbstständig die erfassten Datensätze der Feldbusdiagnosevorrichtungen abfragt, auswertet und abspeichert. Wird in der Auswertung ein Fehlercode erkannt, so wird ein Alarm angezeigt oder ein Nutzer per Email, SMS oder SNMP informiert.
In der zweiten Alternative wird ein Soll-Ist-Vergleich der einzelnen Datensätze aller Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 durchgeführt, wobei aus den abgespeicherten Datensätzen jeweils ein theoretischer Datensatz ermittelt wird, der mit den aktuell erfassten Datensätzen verglichen wird. Zur Ermittlung der theoretischen Datensätze werden mathematisch-statistische Verfahren, wie z. B. Fehlerrechnung, oder auch Künstlichneuronale Netze eingesetzt. Überschreitet die Differenz zwischen aktuell erfassten Datensatz und theoretischer Datensatz einen Grenzwert, dann wird eine entsprechende Alarmierung auf dem Computer 11 und/oder dem mobilen Device 12 ausgelöst, in dem ein Alarm angezeigt oder ein Nutzer per Email, SMS oder SNMP informiert wird.
Denkbar ist es auch, dass die Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 nicht nur ihre Web-Adressen, sondern auch ihre jeweils aktuell erfassten Datensätze über den in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung 4 integrierten Webserver 13 und das Ethernet 10 austauschen, so dass auf jeder Feldbusdiagnosevorrichtung 4 die aktuell erfassten, ausgewerteten und abgespeicherten Datensätze aller Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 abgespeichert sind.
Auch ist es denkbar, wenn die Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 die auf den Speichermedien 9 abgespeicherten Datensätze auf eine externe Anforderung untereinander austauschen, wobei die externe Anforderung von der Auswerteinheit 6 erfolgt und dabei die Anforderung manuell durch einen Bediener der Auswerteeinheit 6 oder durch ein in der Auswerteinheit 6 integriertes Programm ausgelöst wird.
Alternativ können auch der Computer 11 und/oder der mobilen Device 12 über die jeweiligen Web-Browser 13 und das Ethernet 10 gleichzeitig mit allen Web-Server 14 der Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 verbunden sein, in dem im jeweiligen Web-Browser 13 für jede Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 jeweils ein Browser-Fenster geöffnet wird. Dann hat der Computer 11 und/oder der mobilen Device 12 über die jeweiligen Browser-Fenster Zugriff auf alle Feldbusdiagnosevorrichtungen 4. Am Computer 11 und/oder mobilen Device 12 werden dann die aktuell erfassten, durch die jeweiligen Auswerteeinheit 8 ausgewerteten, abspeicherten Datensätze aller Feldbusdiagnosevorrichtungen 4 jeweils in der Ebene 1 oder ausschließlich in der Ebene 2 angezeigt.
Denkbar ist es auch, dass das Netzwerk 3 ein Funknetz wie z. B. Wireless, UMTS oder Bluetooth ist, wobei die jeweiligen Server 1 und Client 2 mit einer dem Netztyp des Funknetzes entsprechender Funktechnik ausgestattet sind.

1: Server
2: Client
3: Netzwerk
4: Feldbusdiagnosevorrichtung
5: Feldbus
6: Ausgabeeinheit
7: Interface
8: Auswerteeinheit
9: Speichermedium
10: Ethernet
11: Computer
12: Mobiles Device
13: Web-Browser
14: Web-Server
15: Anlage
16: Feldbus mit Fehler
17: Feldgerät mit Fehler

Claims

Verfahren zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen, bei dem durch mindestens zwei Feldbusdiagnosevorrichtungen (4), wobei jede Feldbusdiagnosevorrichtung (4) einem Feldbus (5) zugeordnet ist, der aktuelle Datenverkehr des jeweiligen Feldbusses (5) als Datensatz erfasst und der Datensatz auf ein zugeordnetes Speichermedium (9) abspeichert wird, dadurch gekennzeichnet, dass – der erfasste Datensatz in einer in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung (4) integrierten Auswerteeinheit (8) diagnostiziert und als diagnostizierter Datensatz auf dem zugeordneten Speichermedium (9) abspeichert wird, – durch einen in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung (4) integrierten Server (1) die erfassten, diagnostizierten und abgespeicherten Datensätze in einem Netzwerk (3) bereitgestellt werden, wobei die Feldbusdiagnosevorrichtung (4) über die Server (1) und das Netzwerk (3) Datensätze untereinander austauschen und die ausgetauschten Datensätze auf den Speichermedien (9) abspeichert werden, so dass auf jedem Speichermedium (9) neben den erfassten, diagnostizierten und abgespeicherten Datensätzen der Feldbusdiagnosevorrichtung (4) auch die ausgetauschten Datensätze aller anderen Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) abgespeichert sind, und – über mindestens eine Ausgabeeinheit (6), wobei jede Ausgabeeinheit (6) über einen Client (2) mit dem Netzwerk (3) verbundenen ist, die von mindestens einem beliebigen Server (1) im Netzwerk (3) bereitgestellten erfassten, diagnostizierten und abgespeicherten Datensätze einsehbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: – die Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) die auf den Speichermedien (9) abgespeicherten Datensätze ständig, nach definierten Zeitabschnitten oder auf eine externe Anforderung untereinander austauschen oder – die auf den Speichermedien (9) abgespeicherten Datensätze nur dann untereinander austauschen, wenn auf einem beliebigen Speichermedium (9) ein aktuell erfasster Datensatz sich von dem dazugehörigen zuletzt abgespeicherten Datensatz unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Anforderung von der Auswerteinheit (6) erfolgt, wobei die Anforderung manuell durch einen Bediener der Auswerteeinheit (6) oder durch ein in der Auswerteinheit (6) integriertes Computerprogramm ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Speichermedien (9) abgespeicherten Datensätze über ein Ethernet (10) ausgetauscht werden, wozu in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung (4) jeweils das Speichermedium (9) und jeweils ein Web-Server (14) integriert sind, so dass die Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) durch ihre jeweiligen Web-Server (14) über das Ethernet (10) verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Computer (11) und/oder einem mobilen Device (12) mit jeweils einem Web-Browser (13) die erfassten und abgespeicherten Datensätze aller Speichermedien (9) anzeig- und auswertbar sind, wozu die Speichermedien (9) durch den jeweiligen Web-Server (14) über das Ethernet (10) mit dem Web-Browser (13) des Computers (11) und/oder einem mobilen Device (12) verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Computer (11) und/oder einem mobilen Device (12) mit jeweils einem Web-Browser (13) die erfassten und abgespeicherten Datensätze aller Speichermedien (9) anzeig- und auswertbar sind, wozu das Speichermedium (9) durch den jeweiligen Web-Server (14) einer beliebigen Feldbusdiagnosevorrich tung (4) über das Ethernet (10) mit dem Web-Browser (13) des Computers (11) und/oder einem mobilen Device (12) verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweils in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung (4) integrierten Auswerteeinheit (8) Diagnosen aus den Datensätzen aller Speichermedien (9) erstellt werden, die Rückschlüsse auf den Zustand der einzelnen Feldbusse (5) ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in der jeweiligen Auswerteeinheit (8) erstellte Diagnose über den jeweiligen Web-Server (14) im Ethernet (10) bereitgestellt wird und dabei umfasst: (1) eine Ebene 1 mit einer Netzliste, in der alle an das Netzwerk (3), insbesondere Ethernet (10) angeschlossenen Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) nach ihrer Web-Adresse aufgelistet sind und der Status aller Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) angezeigt wird, wobei diese Statusanzeigen jeweils grafische Darstellungen durch Icons mit einer Einfärbung sind sowie (2) eine Ebene 2 mit den Ansichten einer Fehlerstatistik, Busstatistik, Diagnoseliste und Live List, wobei – die Fehlerstatistik über die Anzahl der Ausfälle eines Feldgerätes und die Anzahl Wiederholungen von Datenpaketen, – die Busstatistik über eine Datenaustauschzeit, Bandbreite und Datenrate, – die Diagnoseliste über Diagnosedetails eine verbale Interpretation des Status der Feldgeräte und – die Live List über den jeweilige Status aller zu dem Feldbus (5) gehörenden Feldgeräte Auskunft gibt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung gerätespezifischer Fehlercode von an den Feldbussen (5) angeschlossenen Feldgeräte in jeder Auswerteeinheit (8) der Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) mindestens ein Interpreter zur Erkennung der gerätespezifischen Fehlercode implementiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Auswerteeinheit (8): – ein Soll-Ist-Vergleich der erfassten Datensätze gegenüber den abgespeicherten Datensätzen des jeweiligen Speichermediums (9) durchführt wird, wobei aus den abgespeicherten Datensätzen jeweils ein theoretischer Datensatz ermittelt wird, der mit den aktuell erfassten Datensätzen verglichen wird und/oder – selbstständig die erfassten Datensätze derart ausgewertet werden, dass bei der Erkennung eines Fehlercodes ein Alarm angezeigt oder ein Nutzer per Email, SMS oder SNMP informiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Datensatz insbesondere: – Uhrzeit – Busadresse der Feldgeräte, – Anzahl der Ausfälle eines Feldgerätes, – Anzahl der Fehlerdiagramme und – Anzahl der Wiederholungen umfasst, wobei: – die Anzahl der Wiederholung die Anzahl der Versuche eines Feldgerätes ist, ein Datenpaket zu verschicken und dafür eine Empfangsbestätigung des Empfängers zu erhalten und – die Anzahl der Fehlerdiagramme die Anzahl der Verletzungen der Protokollspezifikationen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Feldbusdiagnosevorrichtung (4) jeweils mindestens einer Anlage (15) mit mindestens einem Feldbus (5) zugeordnet ist.
Vorrichtung zur Diagnose von Netzwerken, insbesondere von Feldbussystemen, bestehend aus mindestens zwei Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) für jeweils einen Feldbus (5), wobei jede Feldbusdiagnosevorrichtung (4) ein Interface (7) zum Erfassen der Daten des jeweiligen Feldbusses (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Feldbusdiagnosevorrichtung (4) neben dem Interface (7) zum Erfassen der Daten des jeweiligen Feldbusses (5): – eine Auswerteeinheit (8) zur Auswertung der erfassten Daten des jeweiligen Feldbusses (5), – ein Speichermedium (9) zum Abspeichern der erfassten Daten des jeweiligen Feldbusses (5) und – einen mit einem Netzwerk (3) verbundenen Server (1) aufweist und die Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) über das Netzwerk (3) miteinander verbunden sind, wobei die Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) die auf den Speichermedien (9) abgespeicherten Daten untereinander austauschen und die ausgetauschten Daten abspeichern, so dass ständig auf jedem Speichermedium (9) die erfassten und abgespeicherten Daten aller Speichermedien (9) abgespeichert sowie über mindestens eine Ausgabeeinheit (6) mit einem mit dem Netzwerk (3) verbundenen Client (2) abrufbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder Feldbusdiagnosevorrichtung (4) der Datenverkehr des jeweiligen Feldbusses (5) als Datensatz erfasst und in der jeweiligen Auswerteeinheit (8) diagnostiziert und als diagnostizierter Datensatz auf dem zugeordneten Speichermedium (9) abspeichert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Feldbusdiagnosevorrichtung (4) als Server (1) jeweils ein Web-Server (14) integriert ist, so dass die Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) durch ihre jeweiligen Web-Server (14) über ein Ethernet (10) miteinander und mit der Ausgabeeinheit (6) verbunden sind, wobei die mindestens eine Ausgabeeinheit (6) mit dem Client (2) ein Computer (11) mit einem Web-Browser (13) und/oder ein mobiles Device (12) mit dem Web-Browser (13) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Web-Server (14) eine Web-Anwendung aufweist, durch welche die in der jeweiligen Auswerteeinheit (8) erstellte Diagnose im Ethernet (10) bereitgestellt wird, wobei die Web-Anwendung in mehrere Ebenen unterteilt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ebene 1 eine Netzliste beinhaltet, in der alle an das Ethernet (10) angeschlossenen Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) nach ihrer Web-Adresse aufgelistet sind und der Status aller Feldbusdiagnosevorrichtungen (4) angezeigt wird, wobei ein: – Status 1 vorliegt, wenn in dem zu der angezeigten Diagnosevorrichtung (4) dazugehörigen Feldbus (5) derzeit die Kommunikation zu mindestens einem Feldgerät dieses Feldbusses (5) nicht möglich ist, – Status 2 vorliegt, wenn in der angezeigten Diagnosevorrichtung (4) derzeit ein Diagnoseergebnis mit mindestens einer Abweichung eines Feldgerätes des zu dieser Diagnosevorrichtung (4) dazugehörigen Feldbusses (5) vom jeweiligen Sollzustand vorliegt, – Status 3 vorliegt, wenn in dem zu der angezeigten Diagnosevorrichtung (4) dazugehörigen Feldbus (5) derzeit kein Diagnoseergebnis vorliegt und – Status 4 vorliegt, wenn die angezeigte Diagnosevorrichtung (4) derzeit deaktiviert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ebene 2 Ansichten einer Fehlerstatistik, einer Busstatistik, einer Diagnoseliste und einer Live List aufweist, wobei – die Fehlerstatistik über die Anzahl der Ausfälle eines Feldgerätes und die Anzahl Wiederholungen von Datenpaketen, – die Busstatistik über eine Datenaustauschzeit, Bandbreite und Datenrate, – die Diagnoseliste über Diagnosedetail durch eine verbale Interpretation des Status der Feldgeräte und – die Live List über den jeweilige Status aller zu dem Feldbus (5) gehörenden Feldgeräte Auskunft gibt.