DE10318292B4

DE10318292B4 - Verfahren zur Parametrierung und Projektierung von Kommunikationsnetzwerken und Kommunikationsnetzwerk zur Implementierung eines solchen Verfahrens in der Automatisierungstechnik

Info

Publication number: DE10318292B4
Application number: DE10318292A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr. Zahner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2023-04-12
Also published as: DE10318292A1

Abstract

Verfahren zur Parametrierung und Projektierung von Kommunikationsnetzwerken (10) in der Automatisierungstechnik mit mindestens einem Prozessbus (12) und mindestens zwei Kommunikationsteilnehmern (14; 26), die jeweils mindestens eine Prozessbusschnittstelle (16) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Kommunikationsteilnehmer (14) wenigstens ein, sämtliche Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) jedes Kommunikationsteilnehmers (14; 26) enthaltender Parametersatz zugeordnet wird, der Parametersatz jeweils in wenigstens einem Datensatz (18) jedes der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) gespeichert wird, die Verwaltung jedes dieser Datensätze (18) dezentral in dem jeweiligen Kommunikationsteilnehmer (14; 26) erfolgt und für die Generierung einer Busprojektierung sämtliche erforderlichen Parameter von den Kommunikationsteilnehmern (14; 26) zentral zusammengezogen und verarbeitet werden und wenigstens ein Generat zu jedem Kommunikationsteilnehmer (14; 26) übertragen und in dem jeweiligen Datensatz (18) der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) gespeichert wird.

Description

Verfahren zur Parametrierung und Projektierung von Kommunikationsnetzwerken und Kommunikationsnetzwerk zur Implementierung eines solchen Verfahrens in der Automatisierungstechnik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Parametrierung und Projektierung von Kommunikationsnetzwerken in der Automatisierungstechnik mit mindestens einem Prozessbus und mindestens zwei Kommunikationsteilnehmern, die jeweils mindestens eine Prozessbusschnittstelle aufweisen, ein Kommunikationsnetzwerk zur Implementierung eines solchen Verfahrens in der Automatisierungstechnik sowie Verwendungen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder eines erfindungsgemäßen Kommunikationsnetzwerkes.
Heutige Netzwerke in der Automatisierungstechnik verfügen entgegen den zunehmenden Tendenzen zur Dezentralisierung von Kommunikationsnetzwerken noch immer über eine zentrale Datenhaltung. Hierbei erfolgt insbesondere die Verwaltung des Prozessbusses mittels eines oder mehrerer zentraler Steuereinheiten, welche sämtliche Informationen über die Prozessbusschnittstelle sowie die Netzwerktopologie tragen und überdies zur Parametrierung und Projektierung des Netzwerkes beziehungsweise der Schnittstelle zum Prozessbus dienen.

Derartige Master-Slave-Anordnungen sind zum Beispiel aus EP 1 288 749 A2 , DD 268 542 A1 und EP 1 089 523 A2 bekannt.

Eine zentrale Datenhaltung stellt im Allgemeinen hohe Anforderungen an Datenpersistenz und Verfügbarkeit. Die erforderliche Fähigkeit zum Multi-Using und zu Branch & Merge sowie Anforderungen an den zentralen Zugriffsschutz und die Datensicherheit sind weitere Nachteile. Darüber hinaus sind unter einer zentralen Datenhaltung nach dem Austausch von Systemkomponenten infolge Reparatur und Pflege oftmals Änderungen an verschiedenen Stellen im System erforderlich. Dies macht in der Regel die Anwesenheit eines Projektanten und ein Vorhandensein von spezifischen Werkzeugen erforderlich. Ferner bedingen diese Änderungen unter Umständen ein Komplett-Release mit allen administrativen Konsequenzen bis hin zur Neugenehmigung bei der Zulassungsbehörde für beispielsweise IT-basierte Netzwerke in der Bahntechnik, was mit erheblichen Kosten verbunden ist. Nach der Übergabe eines Projektes an den Kunden ist ein Schließen des Projektes oft nicht möglich, weil zentrale Datenbestände auf proprietären Engineeringwerkzeugen nicht einfach übergeben werden können. Die Folge sind unerwünschte Nach- und Pflegearbeiten.

Aus EP 1 289 190 A2 ist auch bereits ein Verfahren zu einer automatisierten Buskonfiguration mit einem dezentralen Bussystem bekannt. Hierbei erfolgt ein Startsignal von außen an einen Kommunikationsteilnehmer, nach dem jeweils zwischen zwei Kommunikationsteilnehmern eine Buskonfiguration vereinbart wird. Der Konfigurationsschritt muss zwischen den Kommunikationsteilnehmern mehrfach und iterativ vollzogen werden. Die Iteration konvergiert jedoch nicht zwingend. Außerdem benötigt das System große Hochlaufzeiten und ist für komplexe Systeme wenig geeignet.

Ausgehend von dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Parametrierung und Projektierung von Kommunikationsnetzwerken in der Automatisierungstechnik und ein Kommunikationsnetzwerk zur Implementierung eines solchen Verfahrens zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und sich durch eine erhöhte Handhabbarkeit und Wirtschaftlichkeit als bisher bekannt auszeichnen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen und ein Kommunikationsnetzwerk mit den im Anspruch 16 genannten Merkmalen gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass jedem einzelnen der Kommunikationsteilnehmer jeweils wenigstens ein, sämtliche Parameter der Prozessbusschnittstelle jedes Kommunikationsteilnehmers enthaltender Parametersatz zugeordnet wird, der Parametersatz jeweils in wenigstens einem Datensatz jedes der Kommunikationsteilnehmer gespeichert wird und die Verwaltung des Datensatzes dezentral in dem jeweiligen Kommunikationsteilnehmer erfolgt. Für eine Generierung der Busprojektierung werden sämtliche erforderlichen Parameter von den Kommunikationsteilnehmern und/oder aus dem wenigstens einen Datensatz bezogen, die erforderlichen Parameter zentral zusammengezogen und verarbeitet und wenigstens ein Generat zu den Kommunikationsteilnehmern übertragen und in dem Datensatz der Kommunikationsteilnehmer gespeichert.

Durch die Einbettung der Busprojektierung in ein vorhandenes Datenmodell für dezentrale Datenhaltung entfällt die Notwendigkeit einer zentralen Organisation und Verwaltung des Prozessbusses beziehungsweise des Kommunikationsnetzwerkes und somit die Fehlerquellen der Datenpersistenz und Verfügbarkeit an zentraler Stelle. Durch das Verfahren werden insbesondere die Reparatur und Pflege sowie in diesem Zusammenhang ein Austausch von Systemkomponenten oder eine Erweiterung des bestehenden Systems um zusätzliche Komponenten deutlich vereinfacht, was in einer verbesserten Wirtschaftlichkeit resultiert. Änderungen können dezentral innerhalb des Gesamtsystems vorgenommen werden.

Das Werkzeug dient lediglich der Verarbeitung der erforderlichen Daten und benötigt keine persistente und zentrale Datenhaltung. Die erforderlichen Parameter werden lediglich temporär auf Basis einer Topologiebeschreibung des Netzwerks zusammengezogen. Die Topologiebeschreibung kann durch Globalabfrage generiert und ebenfalls dezentral gehalten werden. Hiermit sind entscheidende Vorteile in der Handhabbarkeit und Wirtschaftlichkeit verbunden.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bevorzugt vorgesehen, dass die Parametrierung der Kommunikationsteilnehmer und/oder die Verwaltung der Bustopologie mittels wenigstens eines einheitlichen Werkzeuges plattformunabhängig und ortsunabhängig erfolgt. Dies kann beispielsweise durch den Einsatz eines internetfähigen graphischen oder textuellen Frontends, welches über das Kommunikationsnetzwerk die einzelnen Kommunikationsteilnehmer erreicht, geschehen.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass mittels wenigstens einer weiteren Schnittstelle wenigstens eines der Kommunikationsteilnehmer allgemeine Systeminformationen und/oder die Parameter einer Prozessbusschnittstelle abgerufen und/oder eingebracht werden. Hierdurch ist vorteilhaft die Möglichkeit einer prozessunabhängigen Datenübertragung gegeben. Insbesondere ist hierbei bevorzugt vorgesehen, dass die allgemeinen Systeminformationen und/oder die Parameter der Prozessbusschnittstelle isoliert von dem Kommunikationsnetzwerk abgerufen und/oder eingebracht werden. Hierdurch ist eine Parametrierung beziehungsweise Projektierung unabhängig von dem Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise beim Hersteller, möglich.

Ferner ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt vorgesehen, dass eine Prozessbusschnittstelle und die weitere Schnittstelle über dieselbe Busphysik angesprochen werden. Auf diese Weise sind vorteilhaft Möglichkeiten der Einsparung von Kosten gegeben.

Darüber hinaus ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt vorgesehen, dass von der weiteren Schnittstelle wenigstens ein serielles Applikationsprotokoll verarbeitet wird, wobei insbesondere bevorzugt das hypertext transfer protocol (http) und/oder das file transfer protocol (ftp) und/oder das simple object application protocol (soap) verarbeitet wird. Hierdurch sind vorteilhaft besonders günstige Eigenschaften des Verfahrens gegeben, welche sich durch vielfältige Anwendungsmöglichkeiten auszeichnen.

Überdies ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt vorgesehen, dass über die weitere Schnittstelle Produktinformationen und/oder Systeminformationen und/oder die Parameter der Prozessbusschnittstelle in wenigstens einer standardisierten textuellen Notation dargestellt und/oder bezogen und/oder abgelegt werden. Hierdurch sind vorteilhaft eine besonders hohe Transparenz und Handhabbarkeit gegeben, wodurch unter anderem eine erhöhte Sicherheit und Effizienz in der Anwendung erzielt wird.

Fernerhin ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt vorgesehen, dass die Produktinformationen und/oder die Systeminformationen und/oder die Parameter einer Prozessbusschnittstelle und/oder die Busprojektierung wenigstens eine standardisierte Struktur aufweisen, welche mittels der standardisierten Notation beschreibbar ist. Somit wird neben der Vereinheitlichung der Informations- und Kommunikationsart auch eine Vereinheitlichung der Informationsinhalte erzielt, wodurch aufgrund besonders hoher Transparenz und Handhabbarkeit eine erhöhte Sicherheit und Effizienz in der Anwendung erzielt wird. Insbesondere ist bevorzugt vorgesehen, dass sämtliche der standardisierten Notationen einheitlich sind und/oder sämtliche der standardisierten Strukturen miteinander verträglich sind. Hierdurch ist vorteilhaft eine Eindeutigkeit von Daten und Parametern gegeben. Weiterhin ist eine Definition eines globalen Schemas beziehungsweise ein Zusammenfügen von Einzelschemata zu einem einzigen Gesamtschema zur Aufnahme sämtlicher statischen Daten, beispielsweise die Busprojektierung, Interfaces etc., und dynamischen Daten, beispielsweise in Echtzeit erfasste Diagnosedaten, möglich. Auf diese Weise werden eine besonders hohe Sicherheit, Handhabbarkeit und Effizienz erzielt.

Weiterhin ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Parameter einer Prozessbusschnittstelle den Bezeichner und den Typ der Variablen umfassen, welche an dem Prozessbus anbietbar und/oder von dem Prozessbus beziehbar sind. Auf diese Weise ist eine vollständige Beschreibung der Datenarten und Dateninhalte des Prozessbusses gegeben.

Bevorzugt ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ferner vorgesehen, dass für die Generierung der Busprojektierung Topologieinformationen des Kommunikationsnetzwerkes mittels wenigstens einer Globalabfrage und/oder aus wenigstens einer statischen Beschreibung bezogen werden. Hierdurch werden vorteilhaft besonders günstige Eigenschaften erzielt, welche sich durch vielfältige Anwendungsmöglichkeiten auszeichnen. Hierbei ist der Ort, von dem aus abgefragt wird, nicht zwingend vorgeschrieben.

Darüber hinaus ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt vorgesehen, dass die Topologieinformationen mittels der standardisierten Notation darstellbar sind und/oder die eine standardisierte Struktur aufweisen. Auf diese Weise wird eine Vereinheitlichung der Beschreibung der Netzwerkgestalt beziehungsweise der Zusammenhänge erreicht, wodurch eine besonders hohe Transparenz und Handhabbarkeit und somit eine erhöhte Sicherheit erzielt werden.

Überdies ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt vorgesehen, dass bei einem Austausch wenigstens eines der Kommunikationsteilnehmer und/oder einer Erweiterung des Kommunikationsnetzwerkes die Parameter der Prozessbusschnittstelle in den ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer übertragen werden, die Parameter jeweils in wenigstens einem weiteren Datensatz jedes des ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmers gespeichert werden und die Verwaltung des weiteren Datensatzes dezentral in dem jeweiligen ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer erfolgt. Hierdurch wird vorteilhaft eine deutliche Vereinfachung eines Austausches oder einer Erweiterung von Systemkomponenten und somit eine hohe Wirtschaftlichkeit erzielt. Es sind keine Änderungen an zentraler Stelle erforderlich.

Schließlich ist bevorzugt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass bei einer Unverträglichkeit einer Prozessbusschnittstelle eines ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmers mit der Prozessbusschnittstelle der übrigen Kommunikationsteilnehmer auf Basis der Parameter der Prozessbusschnittstelle der übrigen Kommunikationsteilnehmer wenigstens eine funktionale Schicht für eine erforderliche Adaption in dem ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer projektiert und aktiviert wird. Auf diese Weise werden eine besonders einfache Handhabbarkeit und eine hohe Flexibilität des Verfahrens erzielt.

Das erfindungsgemäße Kommunikationsnetzwerk für die Automatisierungstechnik mit mindestens einem Prozessbus und mindestens zwei Kommunikationsteilnehmern, welche jeweils mindestens eine Prozessbusschnittstelle aufweisen, zeichnet sich dadurch aus, dass den Kommunikationsteilnehmern jeweils wenigstens ein, sämtliche Parameter einer Prozessbusschnittstelle enthaltender Parametersatz zuordenbar ist, der jeweils in wenigstens einem Datensatz jedes Kommunikationsteilnehmers speicherbar ist und dieser Datensatz dezentral in dem jeweiligen Kommunikationsteilnehmer verwaltbar ist. Für eine Generierung einer Busprojektierung sind sämtliche erforderlichen Parameter von den Kommunikationsteilnehmern beziehbar, die erforderlichen Parameter zentral zusammenziehbar und verarbeitbar und wenigstens ein Generat zu den Kommunikationsteilnehmern übertragbar und in deren Datensatz speicherbar.

Durch die Einbettung der Busprojektierung in ein vorhandenes Datenmodell für dezentrale Datenhaltung entfällt die Notwendigkeit einer zentralen Organisation und Verwaltung des Prozessbusses beziehungsweise des Kommunikationsnetzwerkes und somit die Fehlerquellen der Datenpersistenz und Verfügbarkeit an zentraler Stelle. Durch das Kommunikationsnetzwerk werden insbesondere Reparatur und Pflege sowie in diesem Zusammenhang ein Austausch von Systemkomponenten oder eine Erweiterung des bestehenden Systems um zusätzliche Komponenten deutlich vereinfacht, was in einer verbesserten Wirtschaftlichkeit resultiert. Änderungen können dezentral innerhalb des Gesamtsystems vorgenommen werden.

Das Werkzeug dient lediglich der Verarbeitung der erforderlichen Daten und benötigt keine persistente und zentrale Datenhaltung. Die erforderlichen Parameter werden lediglich temporär auf Basis einer Topologiebeschreibung des Kommunikationsnetzwerkes zusammengezogen. Die Topologiebeschreibung ist durch Globalabfrage generierbar und ebenfalls dezentral haltbar. Hiermit sind entscheidende Vorteile in der Handhabbarkeit und Wirtschaftlichkeit verbunden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Parametrierung der Kommunikationsteilnehmer und/oder die Verwaltung der Bustopologie mittels wenigstens eines einheitlichen Werkzeuges plattformunabhängig und ortsunabhängig vornehmbar ist. Dies kann beispielsweise durch den Einsatz eines internetfähigen graphischen oder textuellen Frontends, welches über das Kommunikationsnetzwerk die einzelnen Kommunikationsteilnehmer erreicht, geschehen.

Darüber hinaus ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass wenigstens einer der Kommunikationsteilnehmer wenigstens eine weitere Schnittstelle aufweist, über welche allgemeine Systeminformationen und/oder die Parameter einer Prozessbusschnittstelle abrufbar und/oder einbringbar sind. Hierdurch ist vorteilhaft die Möglichkeit einer prozessunabhängigen Datenübertragung gegeben. Insbesondere ist hierbei bevorzugt vorgesehen, dass die allgemeinen Systeminformationen und/oder die Parameter einer Prozessbusschnittstelle isoliert von dem Kommunikationsnetzwerk abruf bar und/oder einbringbar sind. Hierdurch ist eine Parametrierung beziehungsweise Projektierung unabhängig von dem Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise beim Hersteller, möglich.

Ferner ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass eine Prozessbusschnittstelle und die weitere Schnittstelle über dieselbe Busphysik ansprechbar sind. Auf diese Weise sind vorteilhaft Möglichkeiten der Einsparung von Kosten gegeben.

Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass von einer weiteren Schnittstelle wenigstens ein serielles Applikationsprotokoll verarbeitbar ist, wobei vorzugsweise das hypertext transfer protocol (http) und/oder das file transfer protocol (ftp) und/oder das simple object application protocol (soap) verarbeitbar ist. Hierdurch sind vorteilhaft besonders günstige Eigenschaften des Kommunikationsnetzwerkes gegeben, welche sich durch vielfältige Anwendungsmöglichkeiten auszeichnen.

Überdies ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass über die weitere Schnittstelle Produktinformationen und/oder Systeminformationen und/oder die Parameter der Prozessbusschnittstelle in wenigstens einer standardisierten textuellen Notation darstellbar und/oder beziehbar und/oder ablegbar sind. Hierdurch sind vorteilhaft eine besonders hohe Transparenz und Handhabbarkeit gegeben, wodurch unter anderem eine erhöhte Sicherheit und Effizienz in der Anwendung erzielt wird.

Fernerhin ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Produktinformationen und/oder die Systeminformationen und/oder die Parameter der Prozessbusschnittstelle und/oder die Busprojektierung wenigstens eine standardisierte Struktur aufweisen, welche mittels der standardisierten Notation beschreibbar ist. Somit wird neben der Vereinheitlichung der Informations- und Kommunikationsart auch eine Vereinheitlichung der Informationsinhalte erzielt, wodurch aufgrund besonders hoher Transparenz und Handhabbarkeit eine erhöhte Sicherheit in der Anwendung erzielt wird. Insbesondere ist bevorzugt vorgesehen, dass sämtliche der standardisierten Notationen einheitlich sind und/oder sämtliche der standardisierten Strukturen miteinander verträglich sind. Hierdurch ist vorteilhaft eine Eindeutigkeit von Daten und Parametern gegeben. Weiterhin ist eine Definition eines globalen Schemas beziehungsweise ein Zusammenfügen von Einzelschemata zu einem einzigen Gesamtschema zur Aufnahme sämtlicher statischen Daten, beispielsweise die Busprojektierung, Interfaces etc., und dynamischen Daten, beispielsweise in Echtzeit erfasste Diagnosedaten, möglich. Auf diese Weise werden eine besonders hohe Sicherheit, Handhabbarkeit und Effizienz erzielt.

Auch ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Parameter einer Prozessbusschnittstelle den Bezeichner und den Typ der Variablen umfassen, welche an dem Prozessbus anbietbar und/oder von dem Prozessbus beziehbar sind. Auf diese Weise ist eine vollständige Beschreibung der Datenarten und Dateninhalte des Prozessbusses gegeben.

Darüber hinaus ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass für die Generierung der Busprojektierung Topologieinformationen des Kommunikationsnetzwerkes mittels wenigstens einer Globalabfrage und/oder aus wenigstens einer statischen Beschreibung beziehbar sind. Hierdurch werden vorteilhaft besonders günstige Eigenschaften erzielt, welche sich durch vielfältige Anwendungsmöglichkeiten auszeichnen. Hierbei ist der Ort, von dem aus abgefragt wird, nicht zwingend vorgeschrieben.

Daneben ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Topologieinformationen mittels der Notation darstellbar sind und/oder die eine standardisierte Struktur aufweisen. Auf diese Weise wird eine Vereinheitlichung der Beschreibung der Netzwerkgestalt beziehungsweise der Zusammenhänge erreicht, wodurch eine besonders hohe Transparenz und Handhabbarkeit und somit eine erhöhte Sicherheit erzielt werden.

Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass bei einem Austausch wenigstens eines der Kommunikationsteilnehmer und/oder einer Erweiterung des Kommunikationsnetzwerkes die Parameter der Prozessbusschnittstelle in dem ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer übertragbar sind, die Parameter jeweils in wenigstens einem weiteren Datensatz jedes des ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmers speicherbar sind und dieser weitere Datensatz dezentral in dem jeweiligen ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer verwaltbar ist. Hierdurch wird vorteilhaft eine deutliche Vereinfachung eines Austausches oder einer Erweiterung von Systemkomponenten und somit eine hohe Wirtschaftlichkeit erzielt. Es sind keine Änderungen an zentraler Stelle erforderlich.

Schließlich ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass bei einer Unverträglichkeit einer Prozessbusschnittstelle eines ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmers mit der Prozessbusschnittstelle der übrigen Kommunikationsteilnehmer auf Basis der Parameter der Prozessbusschnittstellen der übrigen Kommunikationsteilnehmer wenigstens eine funktionale Schicht für eine erforderliche Adaption in dem ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer projektierbar und aktivierbar ist. Auf diese Weise werden eine besonders einfache Handhabbarkeit und eine hohe Flexibilität des Kommunikationsnetzwerkes erzielt.

Bevorzugt ist eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder eines erfindungsgemäßen Kommunikationsnetzwerkes für Schienenfahrzeuge, Kraftfahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge oder dergleichen aufgrund ihrer besonders einfachen Modifi zierbarkeit und Erweiterbarkeit sowie der fehlenden Fehlerquellen einer zentralen Datenhaltung und einer hiermit verbundenen erhöhten Sicherheit vorgesehen.

Ferner ist bevorzugt eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder eines erfindungsgemäßen Kommunikationsnetzwerkes für automatisierungs- oder überwachungstechnische Anlagen insbesondere in der Verkehrsleittechnik, Kraftwerkstechnik, Fertigungstechnik, Energietechnik, Verfahrenstechnik, Messtechnik, Prüftechnik, Gebäudetechnik oder dergleichen aufgrund ihrer besonders einfachen Modifizierbarkeit und Erweiterbarkeit sowie der fehlenden Fehlerquellen einer zentralen Datenhaltung und einer hiermit verbundenen erhöhten
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die ein Kommunikationsnetzwerk zeigt, näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Kommunikationsnetzwerkes 10 mit einem Prozessbus 12, zwei Kommunikationsteilnehmern 14 und einem ersetzenden Kommunikationsteilnehmer 26 im Austausch für eine Komponente mit jeweils einer Prozessbusschnittstelle 16 und einer weiteren, seriellen Schnittstelle 22. Beide Schnittstellen 16 und 22 nutzen dieselbe Busphysik, wobei der Kommunikationskanal des Prozessbusses beziehungsweise die Schnittstelle 16 Telegramme mit höherer Priorität als der Priorität der Internet-Telegramme des Informationsbusses beziehungsweise der Schnittstelle 22 versendet und die Ankunft dieser Telegramme im Rahmen enger Zeitbedingungen garantiert wird. Höhere Schichten im Kommunikations-Stack sorgen dafür, dass spezifische Prozessinformationen zum dafür vorgesehenen Zeitpunkt versendet und von interessierten Kommunikationsteilnehmern 14 und 26 ebenfalls zum richtigen Zeitpunkt vom Prozessbus bezogen sowie der weiteren lokalen Verarbeitung zugeführt werden. Hierzu bedarf es zum einen einer hochwertigen Zeitsynchronisation zwischen den Kommunikationsteilnehmern 14 und 26 und zum anderen einer statischen Projektierung in der Prozessbusschnittstelle 16. Diese Projektierung basiert auf den Daten zu den jeweils angebotenen beziehungsweise benötigten Variablen und muss temporär zentral für alle Kommunikationsteilnehmer 14 und 26 generiert und an diese übertragen sowie dort synchron aktiviert werden. Die Parametrierung der einzelnen Kommunikationsteilnehmer 14 und 26 und im Speziellen die der zugehörigen Busanbindung erfolgt Plattform- und ortsunabhängig mittels eines standardisierten, einheitlichen Werkzeuges 24 auf Basis eines standardisierten Schemas für den Datenhaushalt der Kommunikationsteilnehmer 14 und 26. Das Werkzeug 24 kann beispielsweise ein graphisches Frontend in Form einer Applikation sein, welche beispielsweise im Kontext eines Browsers zum Ablauf kommt und vorzugsweise mit Hilfe von Internet-Diensten über die weitere Schnittstelle 22 die Daten der Kommunikationsteilnehmer 14 und 26 erreicht. Dieses Werkzeug 24 benötigt keine persistente und zentrale Datenhaltung und kann beispielsweise von einem Applikationsserver bezogen werden. Ein sämtliche Parameter der Prozessbusschnittstelle 16 enthaltender Parametersatz ist dezentral jeweils in einem Datensatz 18 in einem Speichermittel 20 jedes der Kommunikationsteilnehmer 14 und 26 gespeichert. Dieses Speichermittel 20 enthält auch alle anderen beschreibenden Daten 32 des Kommunikationsteilnehmers 14 beziehungsweise 26, welche mittels der Schnittstelle 22 ausgelesen werden können. Auch die Verwaltung dieser Datensätze 18 erfolgt jeweils dezentral in dem jeweiligen Kommunikationsteilnehmer 14 beziehungsweise 26 selbst. In der symbolischen Beschreibung der Prozessbusschnittstelle 16 sind mindestens die Namen und der Typ derjenigen Variablen abgelegt, welche über die Prozessbusschnittstelle 16 mit den Echtzeitdiensten des Kommunikationsnetzwerkes 10 versendet beziehungsweise empfangen werden können. Im Rahmen der übergeordneten Projektierung des Prozessbusses werden diese Informationen aus den Kommunikationsteilnehmern 14 und 26 des Kommunikationsnetzwerkes 10 gemäß einer Beschreibung der Bustopologie zusammengezogen und für den Algo rithmus der Projektierung vorbereitet. Dieser Algorithmus vergleicht die Variablentabellen der Kommunikationsteilnehmer 14 und 26 miteinander, generiert die Zeitparameter, die Zusammenstellung beziehungsweise Struktur der Telegramme und legt gegebenenfalls die Route des Telegrammtransfers fest, wenn mehrere Wege zwischen zwei Kommunikationsteilnehmern 14 beziehungsweise 26 möglich sind. Die aktuelle Projektierung wird vorzugsweise mit Hilfe von http- und ftp-Diensten über die Schnittstelle 22 an die Kommunikationsteilnehmer 14 und 26 verteilt und dort mittels einer Funktionalität 30 für die Aktivierung vorbereitet. Der zentrale Algorithmus überwacht diesen Ladevorgang und löst, wenn die Vorbereitungen zur Umschaltung auf eine neue Busprojektierung erfolgreich abgeschlossen sind, die synchrone Aktivierung der neuen Projektierung aus. Zur Anbindung des ersetzenden Kommunikationsteilnehmers 26 an den vorhandenen Prozessbus erfolgt eine Adaption des Prozessbusses an die Prozessbusschnittstelle 16 des ersetzenden Kommunikationsteilnehmers 26 mittels einer funktionalen Schicht 28 in dem ersetzenden Kommunikationsteilnehmer 26. Eine vorteilhafte Möglichkeit zur Anbindung ist auch das Auslesen der Busprojektierung vor dem Austausch und daran anschließend ein dezentrales Einbringen der Busprojektierung in den ersetzenden Kommunikationsteilnehmer 26, beispielsweise beim Hersteller, ohne die Erfordernis eines zentralen Werkzeuges. Hierzu erforderlich ist die Möglichkeit zum isolierten Auslesen (Upload) und Download einer standardisiert beschreibbaren Prozessbusprojektierung. Die Netzwerktopologie weist in diesem Ausführungsbeispiel eine lineare Struktur auf, ist aber nicht auf diese beschränkt. Vielmehr sind beliebige Vernetzungen der einzelnen Kommunikationsteilnehmer 14 und 26 untereinander möglich. Ein Austausch von Komponenten oder eine Erweiterung des bestehenden Kommunikationsnetzwerkes 10 wird mit dem erfindungsgemäßen Kommunikationsnetzwerk 10 wesentlich vereinfacht. Es sind keine Änderungen an zentraler Stelle oder an mehreren unterschiedlichen Stellen erforderlich. Darüber hinaus entfallen die Notwendigkeit und somit die Nachteile einer zentralen Datenhaltung, wodurch eine deutlich höhere Handhabbarkeit und Wirtschaftlichkeit als bisher bekannt erzielt werden.

Claims

Verfahren zur Parametrierung und Projektierung von Kommunikationsnetzwerken (10) in der Automatisierungstechnik mit mindestens einem Prozessbus (12) und mindestens zwei Kommunikationsteilnehmern (14; 26), die jeweils mindestens eine Prozessbusschnittstelle (16) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Kommunikationsteilnehmer (14) wenigstens ein, sämtliche Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) jedes Kommunikationsteilnehmers (14; 26) enthaltender Parametersatz zugeordnet wird, der Parametersatz jeweils in wenigstens einem Datensatz (18) jedes der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) gespeichert wird, die Verwaltung jedes dieser Datensätze (18) dezentral in dem jeweiligen Kommunikationsteilnehmer (14; 26) erfolgt und für die Generierung einer Busprojektierung sämtliche erforderlichen Parameter von den Kommunikationsteilnehmern (14; 26) zentral zusammengezogen und verarbeitet werden und wenigstens ein Generat zu jedem Kommunikationsteilnehmer (14; 26) übertragen und in dem jeweiligen Datensatz (18) der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Parametrierung der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) und/oder die Verwaltung der Bustopologie mittels wenigstens eines einheitlichen Werkzeuges (24) plattformunabhängig, ortsunabhängig und individuell erfolgen kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer weiteren Schnittstelle (22) wenigstens eines der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) allgemeine Systeminformationen und/oder die Parameter einer Prozessbusschnittstelle (16) des Kommunikationsteilnehmers (14; 26) abgerufen und/oder eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die allgemeinen Systeminformationen und/oder die Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) isoliert von dem Kommunikationsnetzwerk (10) abgerufen und/oder eingebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prozessbusschnittstelle (16) und die weitere Schnittstelle (22) über dieselbe Busphysik (12) angesprochen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der weiteren Schnittstelle (22) ein serielles Applikationsprotokoll verarbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das hypertext transfer protocol (http) und/oder das file transfer protocol (ftp) und/oder das simple object application protocol (soap) verarbeitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über die weitere Schnittstelle (22) Produktinformationen und/oder Systeminformationen und/oder die Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) in wenigstens einer standardisierten textuellen Notation dargestellt und/oder bezogen und/oder abgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktinformationen und/oder die Systeminformationen und/oder die Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) und/oder die Busprojektierung eine standardisierte Struktur aufweisen, welche mittels der standardisierten Notation beschreibbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) den Bezeichner und den Typ der Variablen umfassen, welche an dem Prozessbus (12) anbietbar und/oder von dem Prozessbus (12) beziehbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Generierung der Busprojektierung Topologieinformationen des Kommunikationsnetzwerkes (10) mittels wenigstens einer Globalabfrage und/oder aus wenigstens einer statischen Beschreibung bezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Topologieinformationen mittels der standardisierten Notation dargestellt werden und/oder eine standardisierte Struktur aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Austausch eines der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) und/oder einer Erweiterung des Kommunikationsnetzwerkes (10) die Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) in den ersetzenden Kommunikationsteilnehmer (14; 26) und/oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer (14; 26) übertragen werden, die Parameter jeweils in wenigstens einem weiteren Datensatz (18) jedes des ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmers (14; 26) gespeichert werden und die Verwaltung des weiteren Datensatzes (18) dezentral in dem jeweiligen ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer (14; 26) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Unverträglichkeit einer Prozessbusschnittstelle (16) des ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmers (14; 26) mit der Prozessbusschnittstelle (16) der übrigen Kommunikationsteilnehmer (14; 26) auf Basis der Parameter von deren Prozessbusschnittstelle (16) wenigstens eine funktionale Schicht (28) für eine erforderliche Adaption in dem ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer (14; 26) projektiert und aktiviert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche der standardisierten Notationen einheitlich sind und/oder sämtliche der standardisierten Strukturen miteinander verträglich sind.
Kommunikationsnetzwerk (10) für die Automatisierungstechnik mit mindestens einem Prozessbus (12) und mindestens zwei Kommunikationsteilnehmern (14; 26), welche jeweils mindestens eine Prozessbusschnittstelle (16) aufweisen zur Implementierung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass den Kommunikationsteilnehmern (14; 26) jeweils wenigstens ein, sämtliche Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) jedes Kommunikationsteilnehmers (14; 26) enthaltender Parametersatz zuordenbar ist, der Parametersatz jeweils in wenigstens einem Datensatz (18) jedes der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) speicherbar ist und jeder dieser Datensätze (18) dezentral in dem jeweiligen der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) verwaltbar ist und für die Generierung einer Busprojektierung sämtliche erforderlichen Parameter von den Kommunikationsteilnehmern (14; 26) zentral zusammenziehbar und verarbeitbar sind und wenigstens ein Generat zu jedem Kommunikationsteilnehmer (14; 26) übertragbar und in dem jeweiligen Datensatz (18) der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) speicherbar ist.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Parametrierung der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) und/oder die Verwaltung der Bustopologie mittels wenigstens eines einheitlichen Werkzeuges (24) plattformunabhängig, ortsunabhängig und dezentral vornehmbar ist.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Kommunikationsteilnehmer (14; 26) wenigstens eine weitere Schnittstelle (22) aufweist, über welche allgemeine Systeminformationen und/oder die Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) abrufbar und/oder einbringbar sind.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die allgemeinen Systeminformationen und/oder die Parameter einer Prozessbusschnittstelle (16) iso liert von dem Kommunikationsnetzwerk (10) abrufbar und/oder einbringbar sind.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prozessbusschnittstelle (16) und die weitere Schnittstelle (22) über dieselbe Busphysik (12) ansprechbar sind.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass von der weiteren Schnittstelle (22) ein serielles Applikationsprotokoll verarbeitbar ist.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das hypertext transfer protocol (http) und/oder das file transfer protocol (ftp) und/oder das simple object application protocol (soap) verarbeitbar ist.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass über die weitere Schnittstelle (22) Produktinformationen und/oder Systeminformationen und/oder die Parameter einer Prozessbusschnittstelle (16) in wenigstens einer standardisierten textuellen Notation darstellbar und/oder beziehbar und/oder ablegbar sind.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktinformationen und/oder die Systeminformationen und/oder die Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) und/oder die Busprojektierung wenigstens eine standardisierte Struktur aufweisen, welche mittels der standardisierten Notation beschreibbar ist.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter einer Prozessbusschnittstelle (16) den Bezeichner und den Typ der Variablen umfassen, welche an dem Prozessbus anbietbar und/oder von dem Prozessbus beziehbar sind.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass für die Generierung der Busprojektierung Topologieinformationen des Kommunikationsnetzwerkes (10) mittels wenigstens einer Globalabfrage und/oder aus wenigstens einer statischen Beschreibung beziehbar sind.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Topologieinformationen mittels der standardisierten Notation darstellbar sind und/oder eine standardisierte Struktur aufweisen.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Austausch wenigstens eines Kommunikationsteilnehmers (14; 26) und/oder einer Erweiterung des Kommunikationsnetzwerkes (10) die Parameter der Prozessbusschnittstelle (16) in den ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer (26) übertragbar sind, die Parameter jeweils in wenigstens einem weiteren Datensatz (18) jedes des ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmers (26) speicherbar sind und der weitere Datensatz (18) dezentral in dem jeweiligen ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer (26) verwaltbar ist.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Unverträglichkeit einer Prozessbusschnittstelle (16) des ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmers (26) mit der Prozessbusschnittstelle (16) der übrigen Kommunikationsteilnehmer (14; 26) auf Basis der Parameter von deren Prozessbusschnittstelle (16) wenigstens eine funktionale Schicht (28) für eine erforderliche Adaption in dem ersetzenden oder zusätzlichen Kommunikationsteilnehmer (26) projektierbar und aktivierbar ist.
Kommunikationsnetzwerk (10) nach einem der Ansprüche 23, 24 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche der standardisierten Notationen einheitlich sind und/oder sämtliche der standardisierten Strukturen miteinander verträglich sind.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und/oder eines Kommunikationsnetzwerkes (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 30 für Schienenfahrzeuge, Kraftfahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und/oder eines Kommunikationsnetzwerkes (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 30 für automatisierungs- oder überwachungstechnische Anlagen in der Verkehrsleittechnik, Kraftwerkstechnik, Fertigungstechnik, Energietechnik, Verfahrenstechnik, Messtechnik, Prüftechnik oder Gebäudetechnik.