用于服務自動化技術的至少一個現(xiàn)場設備的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于通過連接至或可連接至自動化技術現(xiàn)場設備(F)的操作單元(SU)操作至少一個自動化技術現(xiàn)場設備(F)的裝置，布置在現(xiàn)場設備(F)外部的服務器(S)與操作單元(SU)相關，并且根據(jù)現(xiàn)場設備的類型，服務器(S)使得Web頁面(WS)可用于相應現(xiàn)場設備(F)。操作單元(SU)與操作程序(SP)相關聯(lián)，操作程序(SP)使瀏覽器(B)可用，使得現(xiàn)場設備類型專有Web頁面(WP)在顯示單元上可用，并且可以在服務器(S)和現(xiàn)場設備(F)之間建立通信連接(KL)以操作現(xiàn)場設備(F)。
【專利說明】用于服務自動化技術的至少一個現(xiàn)場設備的裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于通過與現(xiàn)場設備連接或可連接的服務單元，服務自動化技術的至少一個現(xiàn)場設備的裝置。
【背景技術】
[0002]在自動化技術中，特別是在過程中以及制造業(yè)自動化技術中，通常應用現(xiàn)場設備，其用于記錄和/或影響物理、化學、或生物過程變量。用于記錄過程變量的是測量設備，例如液位測量設備、流測量設備、壓力和溫度測量設備、PH測量設備、傳導率測量設備等，其分別記錄相應過程變量，料位、流量、壓力、溫度、PH值以及傳導率。用于影響過程變量的是執(zhí)行器(actuator)，諸如閥或泵，經(jīng)由閥或泵，例如管線中的液體的流或者容器中的介質(zhì)的料位被改變。結(jié)合本發(fā)明使用的術語‘現(xiàn)場設備’因此包括所有類型的測量設備和執(zhí)行器。
[0003]而且，根據(jù)本發(fā)明被稱為現(xiàn)場設備的也是被應用至過程并且傳遞或處理與過程相關的信息的所有設備。除了先前列舉的測量設備/傳感器和執(zhí)行器之外，還被稱為現(xiàn)場設備的通常是直接連接至現(xiàn)場總線并且用于與上級單元通信的單元。從而，還被歸類為現(xiàn)場設備的是例如遠程I/o、網(wǎng)關、連接設備和無線適配器(或無線電適配器)的單元。由恩德萊斯和豪瑟爾公司生產(chǎn)和出售大量這樣的現(xiàn)場設備。
[0004]在現(xiàn)代工業(yè)工廠中，通常經(jīng)由諸如例如Profibus? PA、Founation Fieldbus?或HART?總線系統(tǒng)的總線系統(tǒng)發(fā)生至少一個上級控制單元和現(xiàn)場設備之間的通信?？偩€系統(tǒng)可以被實施為有線的以及無線的。上級控制單元用于過程控制、過程可視化、過程監(jiān)控和/或現(xiàn)場設備的啟動和服務，并且還被稱為配置/管理系統(tǒng)。
[0005]現(xiàn)場設備到配置或管理系統(tǒng)的集成可以利用設備描述來實現(xiàn)，設備描述考慮上級控制單元(或服務單元)可以檢測和解釋由現(xiàn)場設備傳遞的數(shù)據(jù)。通常，對于不同應用中的每個現(xiàn)場設備類型，在給定情況下，相應設備制造商提供用于每個現(xiàn)場設備類型的設備描述。為了現(xiàn)場設備可以被集成在不同現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，必須創(chuàng)建用于不同現(xiàn)場總線系統(tǒng)的不同設備描述。從而，例如存在HART、現(xiàn)場總線基金會和Profibus設備描述。設備描述的數(shù)量非常大，對應于不同應用和總線系統(tǒng)中的大量不同現(xiàn)場設備(或現(xiàn)場設備類型)。
[0006]為了創(chuàng)建用于現(xiàn)場設備的通用描述語言，現(xiàn)場總線基金會(FF)、HART通信基金會(HCF)和 Profibus 用戶組織(Profibus Nutzerorganisation 或 ΡΝ0)創(chuàng)建了統(tǒng)一電子設備描述語言(電子設備描述語言EDDL)。EDDL (或相應電子設備描述EDD)在標準IEC61804-2中被定義。
[0007]除了上述設備描述之外，應用所謂的設備類型管理器(DTM)(或設備管理器或設備驅(qū)動器)，其要求作為運行時環(huán)境的合適框架應用，特別是FDT框架。DTM用于現(xiàn)場設備的全面服務并且對應于FDT-現(xiàn)場設備工具-規(guī)范。作為工業(yè)標準，F(xiàn)DT規(guī)范是接口規(guī)范，并且由 PN0(Profibus 用戶組織)結(jié)合 ZVEI (Zentralverband Elektrotechnik)和Elektroindustrie (德國電氣和電子制造商聯(lián)盟)開發(fā)。相應的當前FDT規(guī)范可從ZVEI (或ΡΝ0)(或PDT小組)獲得。[0008]FDT技術帶來了機會，使得不同制造商的現(xiàn)場設備經(jīng)由設備驅(qū)動器實現(xiàn)通用服務，設備驅(qū)動器全面地描述現(xiàn)場設備并且可在FDT框架應用(FDT框架)中運行。術語現(xiàn)場設備的服務(servicing)通常是指現(xiàn)場設備的參數(shù)化或配置、以及現(xiàn)場設備的執(zhí)行診斷或它們的狀態(tài)的詢問。在最簡單情況下，現(xiàn)場設備的服務是指在顯示器上表示關于現(xiàn)場設備的信息。
[0009]由于對于每個現(xiàn)場設備類型，要求對應的現(xiàn)場設備專有設備驅(qū)動器DTM(設備類型管理器)，或?qū)默F(xiàn)場設備專有設備描述DD (設備描述)，所要求的現(xiàn)場設備類型專有描述的數(shù)量非常大。在這方面會提到設備驅(qū)動器/設備描述庫。經(jīng)由庫的安裝設置，對用戶可以統(tǒng)一地服務不同制造商的現(xiàn)場設備。
[0010]已知解決方案在以下方面是不利的:
[0011]-在設備類型和設備驅(qū)動器(或設備描述)之間一直存在直接依賴；
[0012]-為了服務現(xiàn)場設備，必須執(zhí)行設備驅(qū)動器與現(xiàn)場設備的專有關聯(lián)；
[0013]-為了保持主機(例如，服務單元)最新，必須執(zhí)行設備驅(qū)動器(或設備描述)的更新。
[0014]-進行新安裝以及已經(jīng)安裝的設備驅(qū)動器(或設備描述)的更新是耗時的活動。
[0015]而且，還已知在現(xiàn)場設備中集成Web服務器，經(jīng)由其可以執(zhí)行例如現(xiàn)場設備的參數(shù)化/配置或現(xiàn)場設備的診斷。根據(jù)在現(xiàn)場設備中的可用存儲器容量，該功能在不同程度上被很好地支持。現(xiàn)場設備中的Web服務器的優(yōu)點在于，在主機(例如，服務單元)處的設備驅(qū)動器(或設備描述)的安裝和更新可以被省略，這是因為使用標準操作手段，特別是Web瀏覽器。
[0016]然而，通過現(xiàn)場設備中的Web服務器的解決方案也具有不太有利的方面:
[0017]-不是所有現(xiàn)場設備都支持Web服務器，這是因為沒有存儲器容量或足夠存儲器各星可用；
[0018]-而且，Web服務器的支持度不同，特別是當可用存儲器容量受限時；
[0019]-存在Web瀏覽器(或Web服務器)和所支持HTML標準之間的依賴。當現(xiàn)場設備中的Web服務器與Web瀏覽器不兼容時，或當Web瀏覽器不被Web服務器支持時，問題出現(xiàn)；
[0020]-在不訪問現(xiàn)有設備的情況下處理設備數(shù)據(jù)是不可能的，這是因為必須提供適配于設備的所要求Web服務器。從而，特別是工程領域中的一些應用情況不被支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]本發(fā)明的目的在于提供一種裝置，其通過服務單元簡化自動化技術的現(xiàn)場設備的服務。
[0022]該目的通過包括下述的特征實現(xiàn):布置在現(xiàn)場設備外部的服務器與服務單元相關聯(lián)；服務器動態(tài)產(chǎn)生至少一個現(xiàn)場設備類型專有Web頁面(或者通常為現(xiàn)場設備專有內(nèi)容)用于相應現(xiàn)場設備；以及使服務單元與服務程序關聯(lián)，服務程序提供瀏覽器以在顯示單元上呈現(xiàn)現(xiàn)場設備類型專有Web頁面(或現(xiàn)場設備專有內(nèi)容)。而且，服務程序提供(或直接產(chǎn)生)服務器和現(xiàn)場設備之間的通信連接，用于服務現(xiàn)場設備的目的。優(yōu)選地，服務單元是移動服務設備，例如，智能電話、膝上型電腦、PDA或一些其他手持服務設備。概念“現(xiàn)場設備”已經(jīng)在前面做了解釋。
[0023]在本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實施例中，提供Web瀏覽器的服務程序在合適框架應用中被實現(xiàn)為設備管理器。而且，提供通信驅(qū)動器，其建立到各自現(xiàn)場設備的通信連接。連接經(jīng)由服務接口或經(jīng)由現(xiàn)場總線接口發(fā)生。設備驅(qū)動器優(yōu)選為對應于FDT標準產(chǎn)生的設備驅(qū)動器FDT-DTM?？蚣軕迷谠撉闆r下是FDT框架，其中，F(xiàn)DT設備驅(qū)動器可運行。
[0024]本發(fā)明的裝置的有益實施例假設:服務程序離線工作，并且被實施為使得在Web服務器中產(chǎn)生實例專有數(shù)據(jù)集，實例專有數(shù)據(jù)集與虛擬現(xiàn)場設備即不被連接的現(xiàn)場設備匹配，并且實例專有數(shù)據(jù)集完全描述在所提供應用中的現(xiàn)場設備。
[0025]而且，服務程序被實施為，使得在沒有與對應現(xiàn)場設備的直接連接的情況下，實例專有數(shù)據(jù)集可以從Web服務器被讀出并且被回寫。
[0026]作為替代，假設服務程序在線工作，并且被實施以使得在連接的現(xiàn)場設備的情況下，服務程序命令Web服務器，通過從現(xiàn)場設備讀取或者寫入現(xiàn)場設備，在給定情況下使較早離線產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集與呈現(xiàn)在現(xiàn)場設備中的數(shù)據(jù)集至少部分地相符。為此，服務程序建立所要求的通信連接。而且，在該連接中，假設服務程序被實施以使得Web服務器在連接的現(xiàn)場設備的情況下經(jīng)由所提供的通信連接與現(xiàn)場設備通信，在至少一個Web頁面中顯示現(xiàn)場設備專有信息，并且支持現(xiàn)場設備的服務。
[0027]優(yōu)選地，服務單元和服務器之間的通信經(jīng)由內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和/或因特網(wǎng)連接發(fā)生。
[0028]與具有集成在現(xiàn)場設備中的Web服務器的解決方案相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0029]-現(xiàn)場設備專有設備描述不安裝在主機中，從而服務設備從被連接的網(wǎng)絡服務器或從“云中的”Web服務器經(jīng)由因特網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)被“按需”直接提供。
[0030]-HTML頁面不僅由現(xiàn)場設備而且還利用標準因特網(wǎng)服務，從分散或本地布置的Web服務器補充地提供。
[0031]-Web瀏覽器(諸如在優(yōu)選實施例的情況下描述的)被嵌入設備驅(qū)動器中的服務設備中和被設計用于設備驅(qū)動器的框架應用(例如，F(xiàn)DT框架)中。
[0032]-僅要求標準設備驅(qū)動器DTM，其中，嵌入Web瀏覽器。
[0033]-通過通信驅(qū)動器支持與現(xiàn)場設備的通信。在在線操作中，現(xiàn)場設備中的相應信息，特別是參數(shù)、校準數(shù)據(jù)、診斷值等，可以通過現(xiàn)場設備中的Web服務器或者通過外部Web服務器被直接訪問。
[0034]術語“在線(online)”是指，根據(jù)本發(fā)明，一旦產(chǎn)生服務單元和現(xiàn)場設備之間的連接，就提供現(xiàn)場設備的現(xiàn)場設備專有數(shù)據(jù)集。然后，特別是涉及參數(shù)值、診斷值、狀態(tài)值等的、與特定應用匹配的經(jīng)編輯的實例專有數(shù)據(jù)集可以被本地或分散存儲在存儲器的部分中。
[0035]與此相反，離線操作是指現(xiàn)場設備類型專有數(shù)據(jù)集被本地或分散提供，被離線處理，并且從而被產(chǎn)生為實例專有數(shù)據(jù)集，從而數(shù)據(jù)集適于特定應用，并且然后被存儲為實例專有數(shù)據(jù)集。
[0036]通過相應現(xiàn)場設備類型的設備模型，在Web頁面服務器中確定存儲在現(xiàn)場設備中的參數(shù)和HTML頁面中的參數(shù)之間的關系。
[0037]本發(fā)明的優(yōu)點在此被再次總結(jié)為:
[0038]-現(xiàn)場設備(其不支持Web服務器，即所謂的傳統(tǒng)設備)可以通過Web瀏覽器被服務，從而特別地被參數(shù)化或配置以及被診斷。
[0039]-在現(xiàn)場設備和Web瀏覽器(或是HTML技術)之間沒有依賴性。
[0040]-在現(xiàn)場設備中不要求附加資源(特別是存儲器資源)。以此方式，根據(jù)本發(fā)明，可以服務已經(jīng)安裝在自動化工廠中的現(xiàn)場設備。對已經(jīng)安裝有Web服務器的現(xiàn)場設備的也同樣適用。
[0041]-在服務單元中不安裝設備驅(qū)動器庫或設備描述。至此，必須在主機中綜合地安裝這些，以便根據(jù)需要使對應現(xiàn)場設備專有設備驅(qū)動器可用，相應地(即或、和、和/或)使用于服務現(xiàn)場設備的設備描述可用。
[0042]-僅在Web服務器中執(zhí)行設備描述(或設備驅(qū)動器)的更新。如果使用分散的因特網(wǎng)可訪問的Web服務器，則一直自動提供用于將被服務的現(xiàn)場設備的當前有效HTML頁面。
[0043]-可以應用集中更新服務器以在任何期望時間點處更新分布式Web服務器，并且例如管理設備描述的庫。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]現(xiàn)在基于唯一附圖圖1更詳細地解釋本發(fā)明。
[0045]圖1是用于服務自動化技術的至少一個現(xiàn)場設備F的本發(fā)明的裝置的示意性表
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【具體實施方式】
[0046]前面解釋了術語現(xiàn)場設備?，F(xiàn)場設備F被布置在例如自動化工廠中。在所示情況下，現(xiàn)場設備F包括現(xiàn)場總線接口 FBI和服務接口 SI。經(jīng)由服務接口 SI，所示示例中的現(xiàn)場設備F與服務單元SU連接；現(xiàn)場設備F從而是在線的。通信經(jīng)由合適連接電纜或經(jīng)由無線電發(fā)生。經(jīng)由現(xiàn)場總線接口 FBI，現(xiàn)場設備F例如通過自動化技術中慣常的現(xiàn)場總線之一與控制/服務單元(未單獨示出)耦合，并且經(jīng)由以上已經(jīng)列舉的通信協(xié)議之一與控制/服務單元通信。
[0047]服務單元SU與布置在現(xiàn)場設備F外側(cè)的服務器S連接。在所示情況下，服務器S經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)可訪問。然而，還提供現(xiàn)場設備F和服務器S之間的直接連接。當有對應的查詢，服務器S在Web頁面WP上提供用于相應現(xiàn)場設備F的現(xiàn)場設備類型專有信息的至少一段。該信息例如對應于至少一部分參數(shù)，其描述現(xiàn)場設備F及其功能。然而，信息還可以是狀態(tài)信息或診斷信息。
[0048]根據(jù)本發(fā)明，與服務單元SU相關聯(lián)的服務程序SP提供瀏覽器B。這使得現(xiàn)場設備類型專有Web頁面WP在顯示單元DU上可用。而且，服務單元SU提供服務器S和現(xiàn)場設備F之間的通信連接KL。現(xiàn)場設備F的服務經(jīng)由該通信連接KL發(fā)生。
[0049]在圖1的左上區(qū)域中，三種不同情況被示意性地呈現(xiàn)，用于示意性地表示由服務器DM(設備集成管理器)提供的Web頁面WP如何被產(chǎn)生。
[0050]1.在數(shù)據(jù)庫DB中收集可用于相應現(xiàn)場設備F的信息。該信息涉及用于現(xiàn)場設備F的靜態(tài)信息，如在給定情況下的不同語言的文本，但也可以是具有算法的復雜設備模型或現(xiàn)場設備F的商業(yè)邏輯，其考慮描述現(xiàn)場設備F的各參數(shù)的相互依賴性、以及設備類型專有實現(xiàn)信息。經(jīng)由對應的生成器G，基于存儲在數(shù)據(jù)庫DB中用于相應現(xiàn)場設備F的信息，創(chuàng)建現(xiàn)場設備專有Web頁面生成器WPG。與現(xiàn)場設備F相關聯(lián)的現(xiàn)場設備專有Web頁面生成器WPG由Web服務器S利用，以生成用于服務的Web頁面WP。
[0051]2.在涉及例如已經(jīng)較早描述的設備描述DD的情況下，設備描述DD被加載到服務器DM的設備描述數(shù)據(jù)庫DDD中。設備描述解釋器DDI由Web服務器S利用，以產(chǎn)生用于現(xiàn)場設備F的現(xiàn)場設備專有Web頁面WP。
[0052]3.設備模型被存儲在數(shù)據(jù)庫DB內(nèi)。代替利用生成器G產(chǎn)生Web頁面生成器WPG，在此創(chuàng)建設備描述DD，其然后利用解釋器DDI，以產(chǎn)生用于Web服務器S的Web頁面WP。
[0053]在每種情況下利用唯一設備ID選擇現(xiàn)場設備F。根據(jù)應用，設備ID例如是序列號、設備標簽或者甚至是設備類型。
[0054]還有在圖1中未示出的情況，其中，現(xiàn)場設備F可以包括附加Web服務器，即其本身的Web服務器。該Web服務器基本僅包含要求用于呈現(xiàn)對應于現(xiàn)場設備F的Web頁面的組件。Web頁面WP的產(chǎn)生利用被描述用于服務器DM中的Web服務器S的裝置發(fā)生。Web頁面的訪問經(jīng)由通信連接KL和例如服務接口 SI發(fā)生。
【權(quán)利要求】
1.一種利用服務單元(SU)服務自動化技術的至少一個現(xiàn)場設備(F)的裝置，所述服務單元(SU)與所述現(xiàn)場設備(F)連接或可連接，其中，布置在所述現(xiàn)場設備(F)外部的服務器(S)與所述服務單元(SU)相關聯(lián)，其中，所述服務器(S)提供現(xiàn)場設備類型專有Web頁面(WP)用于相應現(xiàn)場設備(F)，并且其中，所述服務單元(SU)與服務程序(SP)相關聯(lián)，所述服務程序(SP)提供瀏覽器(B)，使得在顯示單元上呈現(xiàn)所述現(xiàn)場設備類型專有Web頁面(WP)，并且，所述服務程序(SP)提供所述服務器(S)和所述現(xiàn)場設備(F)之間的通信連接(KL)以服務所述現(xiàn)場設備(F)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置， 其中，提供所述Web瀏覽器(B)的所述服務程序(SP)在框架應用(FRAME)中——特別是FDT框架應用中一被實現(xiàn)為設備管理器(DTM)，并且其中，通信驅(qū)動器(ComDTM)被提供用于建立至相應現(xiàn)場設備(F)的通信連接(KL)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置， 其中，所述服務程序(SP)離線工作，并且被實施以使得在所述Web服務器(S)中產(chǎn)生至少一個實例專有數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集與虛擬現(xiàn)場設備(F)匹配并且完全描述在所提供的應用中的現(xiàn)場設備，其中，在不與對應現(xiàn)場設備(F)的直接連接的情況下，所述數(shù)據(jù)集被編輯、被所述Web頁面服務器(S)讀出并且被回寫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置， 其中，所述服務程序(SP)在線工作，并且被實施以使得在連接現(xiàn)場設備(F)的情況下，該服務程序(SP)命令所述Web服務器(S)，經(jīng)由所述服務程序(SP)所提供的通信連接(KL)，通過從所述現(xiàn)場設備(F)讀取數(shù)據(jù)集或把數(shù)據(jù)集寫入所述現(xiàn)場設備(F)，使離線產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集至少部分地與所述現(xiàn)場設備(F)相符。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置， 其中，所述服務程序(SP)被實施以使得所述Web服務器(S)在連接現(xiàn)場設備(F)的情況下，經(jīng)由所提供的通信連接(KL)與所述現(xiàn)場設備通信，并且在所述Web頁面(WP)中顯示現(xiàn)場設備專有信息。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個或多個所述的裝置，其中，所述服務單元(SU)和所述服務器(S)經(jīng)由內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和/或因特網(wǎng)連接而彼此通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一個或多個所述的裝置，其中，所述服務單元(SU)是移動服務設備。
【文檔編號】H04L29/06GK103988477SQ201280060397
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月6日
【發(fā)明者】約爾格·哈尼什, 伊曼努埃爾·費特爾, 朱利安·梅塞爾, 弗蘭克·比格爾, 托比亞斯·霍恩 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾過程解決方案股份公司