本發(fā)明涉及一種現(xiàn)場設(shè)備。此外，本發(fā)明還涉及一種用于使現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行的方法。最后，本發(fā)明也涉及一種云服務(wù)（Cloud-Dienst）。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代的過程自動化中常見的是：通過以測量設(shè)備（傳感器）為形式的現(xiàn)場設(shè)備來監(jiān)控過程或者介質(zhì)或通過以調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)（執(zhí)行器）為形式的現(xiàn)場設(shè)備來影響過程或者介質(zhì)。

為了管理所述過程，現(xiàn)場設(shè)備一般與控制室相連，所述控制室是過程控制系統(tǒng)的部分。為此，常常使用所謂的具有相對應(yīng)的協(xié)議（例如EtherNet/IP、PROFINET、Modbus TCP、Foundation Fieldbus（FF，基金會現(xiàn)場總線）、Profibus DP或者PA、Modbus RTU）的現(xiàn)場總線。

經(jīng)此，數(shù)據(jù)由現(xiàn)場設(shè)備傳輸給控制室，或現(xiàn)場設(shè)備從控制室得到數(shù)據(jù)、例如參數(shù)值或者軟件組件等等。

缺點在于：數(shù)據(jù)和訪問可能性一般來說被限于控制室和現(xiàn)場設(shè)備所在的過程控制系統(tǒng)。因而，在制煉廠（Prozessanlage）之外一般不能訪問所述數(shù)據(jù)。即使在分布廣泛的現(xiàn)場設(shè)備的情況下，直接的數(shù)據(jù)訪問也只部分地在現(xiàn)場設(shè)備本身中是可能的。在這種情況下就要考慮分散的供水系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因而，本發(fā)明所基于的任務(wù)在于簡化具有與現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)通信。

按照本發(fā)明的其中解決了之前被引出的并且被指出的任務(wù)的現(xiàn)場設(shè)備，首先并且基本上其特征在于：設(shè)置有至少一個云接口，通過所述云接口在現(xiàn)場設(shè)備與云之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

用云來標(biāo)明以需求導(dǎo)向地（bedarfsgesteuert）提供任意類型的數(shù)據(jù)處理源，所述任意類型的數(shù)據(jù)處理源能夠?qū)崿F(xiàn)：可以處理或存放在不同的單元上的數(shù)據(jù)。然而，云也可以被理解為通過至少該現(xiàn)場設(shè)備所在的網(wǎng)絡(luò)或者通過因特網(wǎng)可到達(dá)的服務(wù)器（例如文件服務(wù)器（Fileserver）、E-Mail服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等等）。借此，如果花費(fèi)較大的計算等等是必要的，那么例如在應(yīng)用情況下可能的是靈活地提高計算容量。此外，被存儲的數(shù)據(jù)這樣例如通過不同的路徑和不同的訪問點也可供支配。

按照本發(fā)明，存在如下云接口，通過所述云接口可以在這種云與現(xiàn)場設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)，也就是說可以通過現(xiàn)場設(shè)備輸出數(shù)據(jù)和/或接收數(shù)據(jù)。

通常，在云與現(xiàn)場設(shè)備之間的雙向的數(shù)據(jù)傳輸是可能的。在此，可以根據(jù)固定的方案（Schema）或者例如由于查詢（Abfrage）而進(jìn)行該數(shù)據(jù)傳輸。此外，完美無缺的（rein）數(shù)據(jù)傳輸還可以通過接收側(cè)的確認(rèn)來補(bǔ)充。

在一構(gòu)建方案中，現(xiàn)場設(shè)備本身擁有接口，所述接口因而是該現(xiàn)場設(shè)備的組成部分。

在一可替換的構(gòu)建方案中，現(xiàn)場設(shè)備擁有標(biāo)準(zhǔn)接口，所述標(biāo)準(zhǔn)接口例如允許連接到按照現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)場總線上。在此，云接口是單獨(dú)的通信設(shè)備的組成部分，使得現(xiàn)場設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)接口與通信設(shè)備進(jìn)行通信，而且通過通信設(shè)備的云接口與云進(jìn)行通信。因而，在該構(gòu)建方案中，現(xiàn)場設(shè)備也可以是按照現(xiàn)有技術(shù)的通常的現(xiàn)場設(shè)備，所述通常的現(xiàn)場設(shè)備通過分開的通信設(shè)備與云交換數(shù)據(jù)。

如果尤其是該現(xiàn)場設(shè)備是自給自足的或者如果例如應(yīng)該避免重復(fù)的查詢，那么在一構(gòu)建方案中規(guī)定：該現(xiàn)場設(shè)備根據(jù)可預(yù)先給定的時間方案（Zeit-Schema）將數(shù)據(jù)傳送給云和/或從云接收數(shù)據(jù)。

該時間方案例如涉及在數(shù)據(jù)的輸出和/或數(shù)據(jù)的接收之間的時間間距。可替換地，尤其是與實時鐘設(shè)備相結(jié)合地對現(xiàn)場設(shè)備預(yù)先給定確定的時間計劃。

如果現(xiàn)場設(shè)備是測量設(shè)備，那么該現(xiàn)場設(shè)備相對應(yīng)地開始測量，使得可以在適當(dāng)?shù)臅r間點以數(shù)據(jù)形式傳送測量值或者必要時也傳送多個測量值。

在一構(gòu)建方案中，時間方案被寄存在云中，使得所述云根據(jù)該方案將查詢信號發(fā)送給現(xiàn)場設(shè)備和/或發(fā)送給多個現(xiàn)場設(shè)備。可替換地或者補(bǔ)充地，該時間方案被存儲在至少一個現(xiàn)場設(shè)備中，使得該現(xiàn)場設(shè)備自動地并且在沒有云的查詢的情況下將數(shù)據(jù)傳送給云。

可替換地或者補(bǔ)充地，在一構(gòu)建方案中，在固定的時間方案之外的查詢信號被傳送給現(xiàn)場設(shè)備或被傳送給云。這例如涉及對測量值的手動的查詢或者涉及配置數(shù)據(jù)或者例如固件更新（Firmware-Update）的傳輸。

在一構(gòu)建方案中規(guī)定：現(xiàn)場設(shè)備暫時轉(zhuǎn)變到節(jié)能狀態(tài)。在這種情況下，例如不給部件供應(yīng)能量或者只給部件供應(yīng)被減少的能量，或者不實施功能性。如果該現(xiàn)場設(shè)備例如只擁有電池或蓄電池，或者普遍地只擁有（例如通過以太陽能電池組件（Solarmodul）的形式的能量采集器（Energy-Harvester））受限制的自己的能量供應(yīng)。

在一構(gòu)建方案中規(guī)定：現(xiàn)場設(shè)備在接收到查詢信號之后將數(shù)據(jù)傳送給云和/或向云查詢信息。在該構(gòu)建方案中，現(xiàn)場設(shè)備得到查詢信號，通過所述查詢信號，該現(xiàn)場設(shè)備例如從節(jié)能狀態(tài)被取出，而且通過所述查詢信號，該現(xiàn)場設(shè)備獲悉：必須變得活躍。在一構(gòu)建方案中，這一點在于：現(xiàn)場設(shè)備將數(shù)據(jù)傳送給云、即例如執(zhí)行測量并且將至少一個測量值傳送給云。在一可替換的構(gòu)建方案中，現(xiàn)場設(shè)備向云詢問該現(xiàn)場設(shè)備應(yīng)該提供哪些數(shù)據(jù)或者哪些信息。這例如涉及：該現(xiàn)場設(shè)備應(yīng)該發(fā)送在通常的數(shù)據(jù)量之外的數(shù)據(jù)、例如關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)或者關(guān)于軟件的版本或者現(xiàn)場設(shè)備的各個部件或者該現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行時間等等的信息。

按照另一理論，上述任務(wù)通過一種用于使現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行的方法來解決，所述用于使現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行的方法至少其特征在于：數(shù)據(jù)在現(xiàn)場設(shè)備與云之間通過云接口來進(jìn)行通信。

在此，該現(xiàn)場設(shè)備例如對應(yīng)于上面所實施的構(gòu)建方案之一。

按照本發(fā)明，例如數(shù)據(jù)訪問或者對至少一個現(xiàn)場設(shè)備所在的制煉廠的控制通過如下方式來簡化：數(shù)據(jù)在現(xiàn)場設(shè)備與云之間通過云接口來進(jìn)行通信。

為了保證所述至少一個現(xiàn)場設(shè)備只與正確的云進(jìn)行通信，在一構(gòu)建方案中規(guī)定有激活過程。

在此，至少一個激活碼至少在激活過程中由云傳送給現(xiàn)場設(shè)備。該激活碼優(yōu)選地包含至少一個關(guān)于云的或者優(yōu)選地也關(guān)于提供云作為服務(wù)的實體的信息。

在接收到激活碼之后、也就是說在現(xiàn)場設(shè)備通過該激活碼已經(jīng)獲悉應(yīng)該在發(fā)送產(chǎn)生激活碼的云與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接之后，現(xiàn)場設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對所接收到的激活碼的驗證。

在一構(gòu)建方案中，這意味著：該現(xiàn)場設(shè)備在顯示單元上示出了激活碼或者從該激活碼中獲得的信息。在肯定的情況下，該顯示由用戶來確認(rèn)，使得該現(xiàn)場設(shè)備允許與所涉及到的云進(jìn)行通信。

在另一構(gòu)建方案中描述了一種機(jī)制，通過所述機(jī)制使得現(xiàn)場設(shè)備將數(shù)據(jù)傳送給云。

在此規(guī)定：查詢信號被傳送給現(xiàn)場設(shè)備。

在一構(gòu)建方案中，該查詢信號在此可以被實現(xiàn)為任意短的數(shù)據(jù)包，因為該查詢訊號本身不傳送信息，而是給現(xiàn)場設(shè)備的信息在于得到這種查詢信號。因此，如果明確地涉及這種查詢信號，那么足夠。

在一構(gòu)建方案中，由于所接收到的查詢信號，通過現(xiàn)場設(shè)備從云查詢信息?；谙鄬?yīng)地由云傳送回的信息，該現(xiàn)場設(shè)備將數(shù)據(jù)傳送給云。因此，在該構(gòu)建方案中，該現(xiàn)場設(shè)備查詢應(yīng)該將哪些數(shù)據(jù)傳送給云。

可替換地，在接收到查詢信號之后，數(shù)據(jù)由現(xiàn)場設(shè)備傳送給云。因此，在該構(gòu)建方案中，該現(xiàn)場設(shè)備以將數(shù)據(jù)傳送給云來自動地對查詢信號做出反應(yīng)。

在另一可替換的構(gòu)建方案中規(guī)定：在接收到查詢信號之后，由現(xiàn)場設(shè)備來從云接收數(shù)據(jù)。在一變型方案中，現(xiàn)場設(shè)備通過如下方式對接收到查詢信號做出反應(yīng)：該現(xiàn)場設(shè)備從云查詢信息并且于是從云得到數(shù)據(jù)（例如配置數(shù)據(jù)或者軟件更新）準(zhǔn)備好用于現(xiàn)場設(shè)備來下載、也就是說用于數(shù)據(jù)接收的信息。在一可替換的變型方案中，查詢信號已經(jīng)包括所述關(guān)于用于現(xiàn)場設(shè)備的新數(shù)據(jù)的信息，使得現(xiàn)場設(shè)備緊接著接收到查詢信號直接從云得到或取得新數(shù)據(jù)。

被傳送的數(shù)據(jù)例如是測量值或者是更精確地表示了該現(xiàn)場設(shè)備或者其當(dāng)前的狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

在一構(gòu)建方案中，對數(shù)據(jù)的接收分別被確認(rèn)或被簽收（quittieren）。這樣，在一變型方案中規(guī)定：由云來確認(rèn)現(xiàn)場設(shè)備接收到數(shù)據(jù)。在一補(bǔ)充的或者可替換的變型方案中規(guī)定：由現(xiàn)場設(shè)備來確認(rèn)云接收到數(shù)據(jù)。

一構(gòu)建方案在于：通過傳送用于至少一個接下來的數(shù)據(jù)傳送的至少一個時間點來確認(rèn)接收到數(shù)據(jù)。在一構(gòu)建方案中，通過如下方式來確認(rèn)接收到數(shù)據(jù)：傳送至少一個新的時間方案，其中該時間方案包括至少一個時間點，在所述時間點應(yīng)該進(jìn)行接下來的、也就是說下一數(shù)據(jù)傳輸。

在一構(gòu)建方案中規(guī)定：由云來確認(rèn)現(xiàn)場設(shè)備接收到數(shù)據(jù)，其方式是現(xiàn)場設(shè)備將用于至少一個接下來的數(shù)據(jù)傳送的時間點從現(xiàn)場設(shè)備傳送給云，和/或由現(xiàn)場設(shè)備來確認(rèn)云接收到數(shù)據(jù)，其方式是云將用于至少一個接下來的數(shù)據(jù)傳送的時間點從云傳送給現(xiàn)場設(shè)備。

關(guān)于根據(jù)其該現(xiàn)場設(shè)備自動地將數(shù)據(jù)傳送給云的時間方案，在一構(gòu)建方案中規(guī)定：由云來確認(rèn)現(xiàn)場設(shè)備接收到數(shù)據(jù)，其方式是現(xiàn)場設(shè)備將用于至少一個接下來的數(shù)據(jù)傳送的時間點從現(xiàn)場設(shè)備傳送給云。因此，所述數(shù)據(jù)接收通過如下方式來簽收，其方式是現(xiàn)場設(shè)備得到用于至少下一將數(shù)據(jù)傳送給云的時間點。

可替換地或者補(bǔ)充地，在一構(gòu)建方案中規(guī)定：由現(xiàn)場設(shè)備來確認(rèn)云接收到數(shù)據(jù)，其方式是云將用于至少一個接下來的數(shù)據(jù)傳送的時間點從云傳送給現(xiàn)場設(shè)備。

在另一構(gòu)建方案中，例如通過通知在可預(yù)先給定的數(shù)目的連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸之間的時間間距來通信多個時間點。

按照另一理論，上述任務(wù)通過云服務(wù)來解決，通過所述云服務(wù)來實現(xiàn)與至少一個現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)通信。

因此，按照本發(fā)明，數(shù)據(jù)通信通過如下方式來實現(xiàn)：相對應(yīng)的云或云服務(wù)被提供，通過所述云服務(wù)來進(jìn)行與至少一個現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)通信。因此，通過相對應(yīng)的計算單元或在一構(gòu)建方案中也是所述計算單元的部分的存儲單元來提供云服務(wù)，通過所述云服務(wù)可以尋址到至少一個現(xiàn)場設(shè)備或至少一個現(xiàn)場設(shè)備可以將該現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送給云服務(wù)。

在此，該云服務(wù)在一構(gòu)建方案中由用戶的部件來提供，而在一可替換的構(gòu)建方案中作為外部的服務(wù)被提供。

上述關(guān)于該現(xiàn)場設(shè)備或該方法的實施方案和在那里所提到的優(yōu)點相對應(yīng)地也適用于云服務(wù)或可以通過所述云服務(wù)來實現(xiàn)。

在一構(gòu)建方案中，所述至少一個具有云的現(xiàn)場設(shè)備是制煉廠的部分。

附圖說明

現(xiàn)在，詳細(xì)地存在多個構(gòu)建和擴(kuò)展按照本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備、按照本發(fā)明的方法以及云服務(wù)的可能性。對此，一方面參閱專利權(quán)利要求1和7的專利從屬權(quán)利要求，另一方面參閱接下來的結(jié)合附圖對實施例的描述。在附圖中：

圖1示出了制煉廠的示意圖，

圖2示出了在一可替換的構(gòu)建方案中的制煉廠的示意圖，

圖3示出了將在現(xiàn)場設(shè)備與云之間的通信的流程作為圖表的構(gòu)建方案，和

圖4示出了緊接著圖3的流程的方法流程的構(gòu)建方案。

具體實施方式

在圖1中非常示意性地示出了其中存在多個現(xiàn)場設(shè)備1的制煉廠。然而，這只是一個實施例，因為本發(fā)明也可以只利用一個現(xiàn)場設(shè)備1來實現(xiàn)。在此，部分地涉及（用于料位、流量或pH值的）測量設(shè)備，而且在一情況下涉及以閥門的形式的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。

用于料位確定的單獨(dú)被布置的現(xiàn)場設(shè)備1配備有自己的云接口2，所述云接口2能夠?qū)崿F(xiàn)與云3的通信。

在所示出的構(gòu)建方案中，無線地、即例如通過無線電來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。可替換地，云接口是基于以太網(wǎng)（Ethernet-basiert）的接口或者是用于細(xì)胞狀移動無線電的數(shù)據(jù)服務(wù)（例如GPRS，用于通用分組無線服務(wù)（General Packet Radio Service）或者HPSA，用于高速分組接入（High Speed Packet Access））的接口。

其它的現(xiàn)場設(shè)備1擁有用于通過現(xiàn)場總線5與通信設(shè)備6連接的標(biāo)準(zhǔn)接口4。通信設(shè)備6具有云接口2，并且因而在網(wǎng)關(guān)（Gateway）的意義上使得通過現(xiàn)場總線5與該通信設(shè)備6相連的現(xiàn)場設(shè)備1能夠?qū)崿F(xiàn)與云3的通信。

所述云3通過計算設(shè)備7來實現(xiàn)，所述計算設(shè)備7提供相對應(yīng)的云服務(wù)。在此，該計算設(shè)備7在所示出的構(gòu)建方案中是制煉廠本身的組成部分。

在一可替換的（未示出的）構(gòu)建方案中，該計算設(shè)備7由提供了云服務(wù)的外部的實體來運(yùn)行。

所述現(xiàn)場設(shè)備1擁有實時鐘設(shè)備8，所述實時鐘設(shè)備8允許：給要發(fā)送的數(shù)據(jù)配備時間戳，而且此外還在之前所確定的時間點執(zhí)行測量和/或數(shù)據(jù)傳輸。

例如借助于如具有參考時間的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議（Network Time Protocol（NTP））那樣的技術(shù)與云服務(wù)相結(jié)合來同步現(xiàn)場設(shè)備1的數(shù)據(jù)。

在圖2中示意性地示出了現(xiàn)場設(shè)備1的激活過程。

在此，現(xiàn)場設(shè)備1被固定在容器9的上面，而且被構(gòu)建為用于確定介質(zhì)10的料位的測量設(shè)備。

為了在現(xiàn)場設(shè)備1與云3之間的首次連接，云3將激活碼傳送給現(xiàn)場設(shè)備1。這里，這通過無線電連接和云接口2來發(fā)生。

在現(xiàn)場設(shè)備1上，通過以人機(jī)接口（Human-Machine-Interface）的形式的顯示/輸入設(shè)備11來示出該激活碼。用戶12驗證該代碼并且將用于與云3通信的現(xiàn)場設(shè)備1解除鎖定。

通過只允許與已知的云3的連接來防止：竊聽云13開始聯(lián)系并且因此數(shù)據(jù)到達(dá)（geraten）錯誤的接收方。

在圖3中示例性地示出了在用作傳感器的現(xiàn)場設(shè)備與云之間的通信的流程。

在步驟100中，現(xiàn)場設(shè)備被安裝在測量位置上。在必要時規(guī)定的另一步驟中，該現(xiàn)場設(shè)備例如依據(jù)明確的標(biāo)志符（例如所使用的SIM卡的電話號碼、序列號）被添加給所述云或使得所述云已知。

在步驟101中，該現(xiàn)場設(shè)備基于所述云得到表征并且標(biāo)識特定的云的激活碼。這例如以SMS的形式發(fā)生。

在步驟102中，該激活碼由用戶或者由服務(wù)人員（Service-Personal）來驗證，使得在肯定的情況下，該現(xiàn)場設(shè)備從步驟103起與云進(jìn)行通信。

在激活碼不是源自被允許的云的情況下禁止所述連接，其中這里在步驟104中尤其是產(chǎn)生這樣的信令，使得曾嘗試了不容許的連接。

在步驟105中，該現(xiàn)場設(shè)備轉(zhuǎn)變到節(jié)能模式，其方式是例如不給尤其是現(xiàn)場設(shè)備的用于測量的部件供應(yīng)能量。

在步驟106中，該現(xiàn)場設(shè)備基于被寄存在該現(xiàn)場設(shè)備中的時間方案而轉(zhuǎn)變到測量狀態(tài)并且確定測量值。

在步驟107中，該測量值在此作為原始值（Rohwert）被傳送給云，所述云在步驟108中根據(jù)原始值來確定用于過程參量的真正的值。

此外，多個現(xiàn)場設(shè)備的測量數(shù)據(jù)也在所述云中集中地被管理，而且優(yōu)選地也被存儲在所述云中。

在步驟109中，所述云將確認(rèn)信號作為對于測量值的簽收傳送給現(xiàn)場設(shè)備，于是該現(xiàn)場設(shè)備在步驟105中重新轉(zhuǎn)變到節(jié)能狀態(tài)。

在圖4中示出了一種可替換的情形（Fallsituation），在所述情形中存在對被寄存在現(xiàn)場設(shè)備中的時間方案之外的測量值的需求。

為此，為了得到當(dāng)前的測量值，在步驟109之后，查詢信號在步驟110中被傳送給現(xiàn)場設(shè)備。

在所示出的構(gòu)建方案中，該查詢信號落入到兩個可能的類別中的一個，所述兩個可能的類別分別觸發(fā)兩個順序中的一個。

在一種情況下，該查詢信號導(dǎo)致現(xiàn)場設(shè)備在步驟111中自動地產(chǎn)生測量值并且將該測量值傳送給所述云。

在一可替換的情況下，該現(xiàn)場設(shè)備在步驟112中向所述云詢問需要哪些測量數(shù)據(jù)或者哪些信息。

在步驟113中，所述云將相對應(yīng)的委托（Auftrag）傳送給現(xiàn)場設(shè)備，所述委托接著在步驟114中由所述現(xiàn)場設(shè)備來實施。

在所示出的構(gòu)建方案中，在步驟115中由所述云將用于寄發(fā)測量值的下一時間點傳送給現(xiàn)場設(shè)備。這已經(jīng)意味著：針對接下來的步驟，所述時間方案被減少到一個時間點，更確切地說分別針對下一測量而被減少到一個時間點。

在步驟116中，該現(xiàn)場設(shè)備相對應(yīng)地轉(zhuǎn)變到節(jié)能狀態(tài)，以便在步驟117中產(chǎn)生測量值并且將該測量值傳送給所述云。

在步驟118中，該現(xiàn)場設(shè)備從所述云中得到用于傳送或借此必要時也用于產(chǎn)生測量值的下一時間點作為確認(rèn)。在此，用于檢測測量值的時間點和用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間點可以是不同的。這樣，在一構(gòu)建方案中規(guī)定：該現(xiàn)場設(shè)備檢測并且接著集體地（gesammelt）傳輸可預(yù)先給定的數(shù)目的測量值。