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DE102008038417B4 - Method for transmitting device-specific data between a field device of automation technology and a higher-level control unit - Google Patents

Method for transmitting device-specific data between a field device of automation technology and a higher-level control unit Download PDF

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DE102008038417B4
DE102008038417B4 DE102008038417.8A DE102008038417A DE102008038417B4 DE 102008038417 B4 DE102008038417 B4 DE 102008038417B4 DE 102008038417 A DE102008038417 A DE 102008038417A DE 102008038417 B4 DE102008038417 B4 DE 102008038417B4
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DE
Germany
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field device
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data
control unit
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Francois Ichtertz
Thiemo Fichter
Axel Pöschmann
Alfred Polle
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Endress and Hauser Process Solutions AG
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Abstract

Verfahren zum Übertragen von gerätespezifischen Daten zwischen einem Feldgerät (F1) der Automatisierungstechnik und einer sich in der Leitebene befindlichen Steuereinheit (WS1; WS2), wobei das Feldgerät (F1) und die Steuereinheit (WS1; WS2) über mindestens ein Bussystem miteinander kommunizieren, wobei dem Feldgerät (F1) mehrere räumlich voneinander getrennt angeordnete Datenspeicher (DB1, ... DBm) zugeordnet sind, in denen die gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) abgelegt sind, wobei die gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) der getrennt angeordneten Datenspeicher (DB1, ... DBm) gesammelt und in einem Haupt-Datenspeicher (DB) des Feldgeräts (F1) gespeichert werden, so dass sich in dem Haupt-Datenspeicher (DB) ein Abbild bzw. eine Sicherungskopie (COPY) aller gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) des Feldgeräts (F1) befindet, und wobei das Abbild bzw. die Sicherungskopie (COPY) zwischen dem Haupt-Datenspeicher (DB) des Feldgerätes (F1) und der Steuereinheit (WS1; WS2) ausgetauscht wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenübertragung der gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) der Sicherungskopie (COPY) bzw. des Abbilds der feldgerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) des Feldgeräts (F1) an einen zwischengeschalteten Busteilnehmer (FieldController) des Bussystems in Gestalt eines Field Controllers erfolgt, der unterhalb der Leitebene prozessnah in der Prozessebene angeordnet ist.Method for transmitting device-specific data between a field device (F1) of the automation technology and a control unit (WS1; WS2) located in the control level, the field device (F1) and the control unit (WS1; WS2) communicating with each other via at least one bus system the field device (F1) are assigned a plurality of spatially separated data memories (DB1, ... DBm) in which the device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) are stored with the device-specific data (P1,... Pn, P1,... Po, P1,... Pr) of the separately arranged data memories (DB1,... DBm) being collected and stored in a main data memory (DB). of the field device (F1), so that in the main data memory (DB) an image or a backup copy (COPY) of all device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, .. Pr) of the field device (F1) is located, and wherein the image or the backup copy (COPY) between the main data memory (DB) of the field device (F1) and the control unit (WS1; WS2), characterized in that an intermediate transmission of the device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) of the backup copy (COPY) or the image of the field device-specific data (P1 , ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) of the field device (F1) to an intermediate bus participant (FieldController) of the bus system in the form of a field controller, which is arranged below the control level close to the process in the process level is.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von gerätespezifischen Daten zwischen einem Feldgerät der Automatisierungstechnik und einer Steuereinheit, wobei das Feldgerät und die Steuereinheit über mindestens ein Bussystem miteinander kommunizieren, und wobei dem Feldgerät mehrere räumlich voneinander getrennt angeordnete Datenspeicher zugeordnet sind, in denen die gerätespezifischen Daten abgelegt sind.The invention relates to a method for transmitting device-specific data between a field device of automation technology and a control unit, wherein the field device and the control unit communicate with each other via at least one bus system, and wherein the field device is associated with a plurality of spatially separated data storage, in which the device-specific data are stored.

In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen verwendet werden. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.In process automation technology, field devices are often used, which are used to detect and / or influence process variables. Sensors, such as level gauges, flowmeters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity measuring devices, etc., which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity, are used to record process variables. To influence process variables are actuators, such as valves or pumps, via which the flow of a liquid in a pipe section or the level in a container can be changed. In principle, field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information. A variety of such field devices is manufactured and sold by the company Endress + Hauser.

In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Bussysteme (Profibus®, FOUNDATION Fieldbus®, HART®, etc.) mit übergeordneten Steuereinheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Steuereinheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder eine PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Steuereinheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte.In modern industrial plants field devices are connected with higher-level controllers typically via bus systems (Profibus ®, FOUNDATION Fieldbus ®, HART ®, etc.). Normally, the higher-level control units are control systems or control units, such as a PLC (Programmable Logic Controller) or a PLC (Programmable Logic Controller). Among other things, the higher-level control units are used for process control, process visualization, process monitoring and commissioning of the field devices.

Neben einer drahtgebundenen Datenübertragung zwischen den Feldgeräten und der übergeordneten Einheit besteht auch die Möglichkeit einer drahtlosen (wireless) Datenübertragung. Insbesondere in den Bussystemen Profibus®, FOUNDATION Fieldbus® und HART® ist eine drahtlose Datenübertragung über Funk spezifiziert. Ferner sind Funknetzwerke für Feldgeräte in dem Standard IEEE 802.15.4 näher spezifiziert. Zur Realisierung einer drahtlosen Datenübertragung sind neuere Feldgeräte, insbesondere Sensoren und Aktoren, teilweise als Funk-Feldgeräte ausgebildet. Diese weisen in der Regel eine Funkeinheit und eine Energiequelle, die eine autarke Energieversorgung des Feldgerätes ermöglicht, als integralen Bestandteil auf.In addition to a wired data transmission between the field devices and the parent unit, there is also the possibility of wireless (wireless) data transmission. Especially in the bus systems Profibus ® , FOUNDATION Fieldbus ® and HART ® a wireless data transmission via radio is specified. Furthermore, radio networks for field devices are specified in more detail in the standard IEEE 802.15.4. In order to realize a wireless data transmission, newer field devices, in particular sensors and actuators, are partly designed as radio field devices. These generally have a radio unit and an energy source, which enables a self-sufficient power supply of the field device, as an integral part.

Daneben besteht die Möglichkeit, Feldgeräte ohne Funkeinheit, insbesondere Sensoren und Aktoren, durch Anschluss an einen Wireless Adapter, der eine Funkeinheit aufweist, zu einem Funk-Feldgerät aufzurüsten.In addition, it is possible to upgrade field devices without a radio unit, in particular sensors and actuators, by connecting to a wireless adapter having a radio unit to a radio field device.

Zur Bedienung von Feldgeräten, insbesondere zur Parametrierung und Konfigurierung von Feldgeräten, ist in der Steuereinheit in der Regel ein Bedienprogramm (Bedientool) vorgesehen. Diese Bedienprogramme können eigenständig in der Steuereinheit ablaufen (FieldCare, Endress + Hauser; Pactware; AMS, Emerson; Simatic PDM, Siemens); sie können aber auch in Leitsystem-Anwendungen (Simatic PCS7, Siemens; ABB Symphony, Delta V, Emerson) integriert sein. Bei der Bedienung werden in der Regel Einstellungen, d. h. Parameterwerte in einem Feldgerät geändert und an die Steuereinheit kommuniziert.For operating field devices, in particular for parameterizing and configuring field devices, an operating program (operating tool) is usually provided in the control unit. These operating programs can run independently in the control unit (FieldCare, Endress + Hauser, Pactware, AMS, Emerson, Simatic PDM, Siemens); However, they can also be integrated into control system applications (Simatic PCS7, Siemens, ABB Symphony, Delta V, Emerson). During operation, settings, ie. H. Parameter values changed in a field device and communicated to the control unit.

Bei den Parametern handelt es sich um Angaben zum Messbereich, zu Grenzwerten, zu physikalische Einheiten der Prozessvariablen, usw. Die Steuereinheit kann dabei direkt in den Feldbus, an dem die betreffenden Feldgeräte angeschlossen sind, integriert sein, oder sie ist an ein übergeordnetes Kommunikationsnetzwerk angeschlossen.The parameters are information on the measuring range, limit values, physical units of the process variables, etc. The control unit can be integrated directly into the fieldbus to which the relevant field devices are connected, or it is connected to a higher-level communication network ,

So sind oftmals die relativ langsamen Feldbusse in schnelle, auf Ethernetbasis arbeitende Unternehmensnetzwerke integriert. Hierdurch ist es möglich, aus unterschiedlichen Bereichen eines Unternehmens auf Prozess- bzw. Feldgerätedaten zuzugreifen. Zur weltweiten Kommunikation können die Firmennetzwerke auch mit öffentlichen Netzwerken, z. B. dem Internet verbunden sein.For example, the relatively slow fieldbuses are often integrated into fast, Ethernet-based enterprise networks. This makes it possible to access process or field device data from different areas of a company. For global communication, the company networks can also be used with public networks, such. B. connected to the Internet.

Moderne Feldgeräte weisen vielfach eine standardisierte Feldbusschnittstelle zur Kommunikation mit einem offenen Feldbus und/oder eine proprietäre Schnittstelle zur herstellerspezifischen Kommunikation mit der Service-/Bedieneinheit auf. Bei der Service-/Bedieneinheit kann es sich um einen tragbaren Kleinrechner (Laptop, Palm, PDA, usw.) handeln. Entsprechende Kleinrechner sind aus dem Consumer-Electronic-Bereich (Büro- und Heim-Computer) allgemein bekannt.Modern field devices often have a standardized fieldbus interface for communication with an open fieldbus and / or a proprietary interface for manufacturer-specific communication with the service / operating unit. The service / operating unit can be a portable small computer (laptop, palm, PDA, etc.). Corresponding small computers are generally known from the consumer electronics sector (office and home computers).

Die Überprüfung der Feldgeräte kann einerseits über den Feldbus von dem Leitsystem aus oder über die Service-Schnittstelle vor Ort mit der Service-/Bedieneinheit erfolgen.The field devices can be checked via the fieldbus from the control system or via the service interface on site with the service / operating unit.

Zwecks Parametrierung der Feldgeräte werden die Parameter von der Steuereinheit zu den entsprechenden Feldgeräten übertragen. In der Regel wird jeder Parameter in einem Einzelkommando angefordert und über jeweils ein separates Feldbustelegramm übertragen. Die Übertragung der Parameter in separaten Feldbustelegrammen führt zu einer starken Busbelastung. Da weiterhin über den Feldbus vorrangig Telegramme übertragen werden, die Steuerdaten enthalten, welche die korrekte Funktion der Prozessanlage sicherstellen, haben diese naturgemäß eine höhere Priorität als Telegramme, die Parameterwerte übertragen.For parameterization of the field devices, the parameters are transmitted from the control unit to the corresponding field devices. In general, each parameter is in a single command requested and transmitted via a separate fieldbus telegram. The transmission of the parameters in separate fieldbus telegrams leads to a heavy bus load. Since telegrams are primarily transmitted via the fieldbus which contain control data which ensure the correct functioning of the process plant, they naturally have a higher priority than telegrams which transmit parameter values.

Darüber hinaus ist in diesem Zusammenhang zu beachten, dass die Anzahl der Parameter eines Feldgeräts sehr groß sein kann. Bei einem Coriolis-Massedurchflussmessgerät kann die Anzahl der Parameter größer sein als 1000. Ein Parameter-Upload oder -Download, der bei einem Gerätetausch oder bei der Inbetriebnahme eines Feldgeräts durchgeführt werden muss, ist daher mit hohem Zeit- und folglich auch mit hohem Kostenaufwand verbunden.In addition, it should be noted in this context that the number of parameters of a field device can be very large. In the case of a Coriolis mass flowmeter, the number of parameters can be greater than 1000. A parameter upload or download, which must be carried out when replacing a device or when commissioning a field device, is therefore associated with a high time and consequently also with high costs ,

Beim Upload werden die Parameter aus dem betreffenden Feldgerät in einen hierfür vorgesehenen Speicher geladen und dort gespeichert. Der Speicher ist in der Regel in einer Rechnereinheit, insbesondere in einer übergeordneten Steuereinheit und/oder einem Bediengerät vorgesehen. Muss ein Feldgerät von seinem Einsatzort entfernt werden, weil es beispielsweise extern kalibriert oder repariert wird, so hat ein Benutzer häufig, um einen Stillstand der Prozessanlage zu vermeiden, ein Feldgerät des gleichen Feldgerätetyps auf Lager. Eine Parametrierung des Ersatzgeräts erfolgt dabei in der Regel derart, dass die in dem Upload-Datensatz des bisher eingesetzten Feldgerätes enthaltenen Parametrierdaten in das Ersatzgerät geladen werden. Dieser Vorgang wird dann aus Sicht der Steuereinheit als ”Download” bezeichnet, da die Daten von dem der Steuereinheit zugeordneten Speicher in das Feldgerät geladen werden. In der Regel wird auf die gleiche Weise vorgegangen, wenn ein bisher eingesetztes Feldgerät durch ein neues Feldgerät ersetzt wird, oder wenn das Feldgerät sozusagen geklont wird – wenn also baugleiche Feldgeräte mit identischer Funktionalität mit identischen Parametersätzen versehen werden.During upload, the parameters from the relevant field device are loaded into a memory provided for this purpose and stored there. The memory is usually provided in a computer unit, in particular in a higher-level control unit and / or a control unit. If a field device has to be removed from its place of use because, for example, it is externally calibrated or repaired, a user often has a field device of the same field device type in order to avoid a standstill of the process plant. A parameterization of the replacement device is generally carried out in such a way that the parameterization data contained in the upload data set of the previously used field device are loaded into the replacement device. This process is then referred to as "download" from the perspective of the control unit, since the data are loaded from the memory associated with the control unit in the field device. In general, the procedure is the same when a previously used field device is replaced by a new field device, or when the field device is cloned, so to speak - if so identical field devices are provided with identical functionality with identical parameter sets.

Bekannt ist es auch, die Parameter eines ausgetauschten Feldgeräts in eine aus dem Feldgerät entnehmbare Speichereinheit zu schreiben, anschließend die Speichereinheit in das Ersatzgerät zu integrieren und so die Parameter in dem Ersatzgerät verfügbar zu machen. Eine entsprechende Speichereinheit wird von der Endress + Hauser Gruppe unter der Bezeichnung DAT Modul angeboten und vertrieben. Für den Anschluss des DAT Moduls muss allerdings eine zusätzliche Schnittstelle an dem Feldgerät vorgesehen sein. Der Nachteil des Austauschs der Parameter mittels DAT Modul gegenüber dem Online-Austausch der Parameter über den Feldbus oder drahtlos, z. B. per Funk ist darin zu sehen, dass das Bedienpersonal in der unmittelbaren Umgebung des Feldgeräts agieren muss, wo eventuell gefährliche oder explosive Bedingungen herrschen. Weiterhin muss das Feldgerät geöffnet werden, damit ein Zugang zu dem DAT Modul möglich ist. Das Öffnen des Feldgeräts ist insbesondere in einer feuchten Atmospähre kritisch, da Feuchtigkeit der Hauptgrund für Korrosion ist.It is also known to write the parameters of a replaced field device in a memory unit removable from the field device, then to integrate the memory unit into the replacement device and thus to make the parameters available in the replacement device. A corresponding storage unit is offered and sold by the Endress + Hauser Group under the name DAT Modul. For the connection of the DAT module, however, an additional interface must be provided on the field device. The disadvantage of exchanging the parameters by means of DAT module compared to the online exchange of parameters via the fieldbus or wireless, z. B. by radio is to be seen in the fact that the operator must act in the immediate vicinity of the field device, where there may be dangerous or explosive conditions. Furthermore, the field device must be opened to allow access to the DAT module. The opening of the field device is particularly critical in a humid atmosphere, since moisture is the main cause of corrosion.

Die DE 10 2007 063 311 A1 offenbart ein Feldgerät und ein Verfahren zum Auslesen von Profilparametern des Feldgeräts. Das Feldgerät besitzt einen oder mehrere Speicherbereiche, in denen an vorgegebenen Speicherpositionen Profilparameter abgelegt sind. Des Weiteren ist in dem Feldgerät ein Profilspeicher zum Speichern von Kopien der Profilparameter des Feldgeräts und eine Prozessoreinheit zum Aktualisieren einer Kopie eines Profilparameter im Profilspeicher bei einer Änderung des Profilparameters vorgesehen. Ein Hostrechner kann anschließend die Kopien der Profilparameter über ein Verknüpfungsgerät aus dem Profilspeicher auslesen.The DE 10 2007 063 311 A1 discloses a field device and method for reading profile parameters of the field device. The field device has one or more memory areas in which profile parameters are stored at predetermined memory positions. Furthermore, a profile memory for storing copies of the profile parameters of the field device and a processor unit for updating a copy of a profile parameter in the profile memory when the profile parameter changes are provided in the field device. A host computer can then read the copies of the profile parameters from the profile memory via a link device.

Die DE 10 2007 062 914 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Systems, das mindestens ein Feldgerät der Prozessautomatisierung mit einer Prozessoreinheit und ein computergestütztes Asset Management System aufweist. Dabei werden zuerst diejenigen Identifikationsinformationen des Feldgeräts, welche die Funktionsweise des Feldgeräts bestimmen, und/oder Änderungen einer solchen Identifikationsinformation durch die Prozessoreinheit erfasst. Anschließend werden diese erfassten Identifikationsinformationen in einer elektronischen, für das Asset Management System lesbaren, Form bereitgestellt und abschließend über einen Feldbus an das Asset Management System gesendet.The DE 10 2007 062 914 A1 describes a method for operating a system that includes at least one process automation field device with a processor unit and a computerized asset management system. In this case, firstly those identification information of the field device, which determine the mode of operation of the field device, and / or changes of such identification information are detected by the processor unit. Subsequently, this captured identification information is provided in an electronic, readable form for the asset management system and finally sent via a fieldbus to the asset management system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur schnellen Parametrierung eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik bereitzustellen.The invention has for its object to provide a method for fast parameterization of a field device of automation technology.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die gerätespezifischen Daten der getrennt angeordneten Datenspeicher gesammelt und in einem Haupt-Datenspeicher gespeichert werden, so dass sich in dem Haupt-Datenspeicher ein Abbild bzw. eine Sicherungskopie aller gerätespezifischen Daten des Feldgeräts befindet, und dass das Abbild bzw. die Sicherungskopie zwischen dem Feldgerät und der Steuereinheit ausgetauscht wird. Es handelt sich hierbei kurz gesagt um einen komprimierten Upload.The object is achieved in that the device-specific data of the separately arranged data memory is collected and stored in a main data memory, so that in the main data memory is an image or a backup copy of all device-specific data of the field device, and that the image or The backup copy is exchanged between the field device and the control unit. In a nutshell, this is a compressed upload.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Zwischenübertragung der gerätespezifischen Daten der Sicherungskopie bzw. des Abbilds der feldgerätespezifischen Daten des Feldgeräts an einen zwischengeschalteten Busteilnehmer des Bussystems, der unterhalb der Leitebene, in der sich die Steuereinheit befindet, prozessnah in der Prozessebene angeordnet ist. Bei diesem Busteilnehmer in der Prozessebene handelt es sich um einen Field Controller, der mit mehreren Feldgeräten verbunden ist. Anstelle des Field Controllers kommt beispielsweise auch eine SPS – eine speicherprogrammierbare Steuerung – oder ein Remote I/O zum Einsatz. Da die übergeordnete Steuereinheit, die in der Leitebene angesiedelt ist, nun nicht mehr zwecks Parametrierung mit den einzelnen Feldgeräten über den relativ langsamen Feldbus kommunizieren muss, sondern auf die in dem Field Controller gespeicherte Sicherungskopie über einen schnellen Bus Zugriff hat, lässt sich die Zeit für den Austausch der Parameter wesentlich reduzieren.According to the invention, an intermediate transfer of the device-specific data of the backup copy or of the image of the field device-specific data of the field device to an intermediate bus subscriber of the bus system takes place below the control level in which the control unit is located, close to the process in the process level is arranged. This bus participant in the process level is a field controller that is connected to several field devices. Instead of the field controller, for example, a PLC - a programmable logic controller - or a remote I / O is used. Since the higher-level control unit, which is located in the control level, no longer has to communicate with the individual field devices via the relatively slow fieldbus for the purpose of parameterization, but has access to the backup copy stored in the field controller via a fast bus, the time for significantly reduce the exchange of parameters.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die gerätespezifischen Daten komprimiert werden. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die gesammelten gerätespezifischen Daten in Datenpakete aufgeteilt werden, wobei der Umfang der Datenpakete, die über das Bussystem verschickt werden, so bemessen ist, dass die in den Datenpaketen für die Datenübertragung vorhandenen Übertragungsplätze zumindest näherungsweise vollständig mit gerätespezifischen Daten aufgefüllt sind, und dass in der Steuereinheit das Abbild bzw. die Sicherungskopie der feldgerätespezifischen Daten des Feldgeräts abgelegt wird.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the device-specific data is compressed. In particular, it is proposed that the collected device-specific data be split into data packets, wherein the scope of the data packets that are sent via the bus system is dimensioned such that the existing in the data packets for data transmission at least approximately completely filled with device-specific data, and that the image or the backup copy of the field device-specific data of the field device is stored in the control unit.

Um eine hohe Sicherheit bei der Datenübertragung zu gewährleisten, werden die gerätespezifischen Daten des Feldgeräts verschlüsselt.To ensure a high degree of security during data transmission, the device-specific data of the field device is encrypted.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht darüber hinaus vor, dass beim Austauschen eines in dem Bussystem integrierten Feldgeräts geprüft wird, ob das Ersatzgerät baugleich ist, und dass im Falle der Baugleichheit die Sicherungskopie bzw. das Abbild der feldgerätespezifischen Daten des ursprünglich in dem Bussystem integrierten Feldgeräts von der Steuereinheit bzw. von dem zwischengeschalteten Busteilnehmer zu dem Ersatzgerät übertragen wird.An advantageous embodiment of the method according to the invention also provides that, when replacing a field device integrated in the bus system, it is checked whether the replacement device is identical, and that in the case of identical construction, the backup copy or the image of the field device-specific data of the data originally integrated in the bus system Field device is transmitted from the control unit or from the intermediate bus subscriber to the replacement device.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass im Falle einer Abänderung von mindestens einem Parameter der feldgerätespezifischen Daten des Feldgeräts eine geeignete Signalisierung erfolgt, und dass bei Erkennen der Signalisierung die geänderte Sicherungskopie bzw. das Abbild oder zumindest das Datenpaket, in dem der geänderte Parameter enthalten ist, an die Steuereinheit bzw. an den Busteilnehmer in der Prozessebene übermittelt wird und dass die ursprüngliche Sicherungskopie bzw. das Abbild oder das ursprüngliche Datenpaket durch die geänderte Sicherungskopie bzw. durch das geänderte Abbild oder durch das geänderte Datenpaket ersetzt wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass stets der aktuelle Parametersatz eines Feldgeräts verfügbar ist. Wird nur das Datenpaket, in dem der geänderte Parameter enthalten ist, übertragen, so lässt sich die Uploadzeit erheblich herabsetzen.Furthermore, it is proposed that in the case of a modification of at least one parameter of the field device-specific data of the field device, a suitable signaling takes place, and that upon detection of the signaling, the changed backup copy or the image or at least the data packet in which the changed parameter is included the control unit or to the bus participant in the process level is transmitted and that the original backup copy or the image or the original data packet is replaced by the changed backup copy or by the modified image or by the modified data packet. This ensures that the current parameter set of a field device is always available. If only the data package containing the changed parameter is transmitted, then the upload time can be considerably reduced.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass es sich bei der Steuereinheit um einen Busteilnehmer in der Prozessebene handelt und dass die Sicherungskopie bzw. die geänderte Sicherungskopie von dem Busteilnehmer in der Prozessebene an die in der Leitebene angeordnete Leitsteuerung übertragen wird.In addition, it is provided that the control unit is a bus participant in the process level and that the backup copy or the changed backup copy is transmitted by the bus participant in the process level to the control system arranged in the control level.

Als besonders vorteilhaft wird es im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung erachtet, wenn dem Busteilnehmer, der prozessnah in der Prozessebene angeordnet ist, die Sicherungskopien bzw. die Abbilder der feldgerätespezifischen Daten von einer Vielzahl von Feldgeräten, die in das Bussystem integriert sind, gespeichert werden. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Sicherungskopien zwischen der übergeordneten Leitsteuerung und dem Busteilnehmer in der Prozessebene ausgetauscht werden.In the context of the present invention, it is considered to be particularly advantageous if the bus users, who are arranged close to the process in the process level, store the backup copies or the images of the field device-specific data from a multiplicity of field devices which are integrated in the bus system. In addition, it is proposed that the backup copies are exchanged between the higher-level master control and the bus user in the process level.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows:

1: eine schematische Darstellung eines Kommunikationsnetzwerks in der Automatisierungstechnik, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, 1 : a schematic representation of a communication network in automation technology, as known from the prior art,

2: eine schematische Darstellung, wie ein Agent erfindungsgemäß die in unterschiedlichen Datenspeichern eines Feldgeräts gespeicherten Parameter in einer Sicherungskopie sammelt, und 2 a schematic representation of how an agent according to the invention collects the parameters stored in different data memories of a field device in a backup copy, and

3: eine schematische Darstellung eines Kommunikationsnetzwerks, bei dem eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz kommt. 3 : A schematic representation of a communication network, in which an advantageous embodiment of the method according to the invention is used.

In 1 ist schematisch ein Kommunikationsnetzwerk KN, wie es in der Prozessautomatisierung verwendet wird, dargestellt. An einen Datenbus D der Leitebene sind hier mehrere Steuereinheiten (Workstations, Host-Rechner) WS1, WS2 angeschlossen. Diese Steuereinheiten WS1, WS2 dienen als übergeordnete Einheiten bzw. Steuerstrukturen (Leitsystem, Leitsteuerung, Steuereinheit) zur Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung und zum Engineering aber auch zum Bedienen und Überwachen von Feldgeräten F1, F2, F3, F4. Es versteht sich von selbst, dass bereits eine der Steuereinheiten ausreichend sein kann.In 1 schematically a communication network KN, as used in process automation, shown. To a data bus D of the control level several control units (workstations, host computer) WS1, WS2 are connected here. These control units WS1, WS2 serve as higher-level units or control structures (control system, control system, control unit) for process visualization, process monitoring and engineering but also for operating and monitoring field devices F1, F2, F3, F4. It goes without saying that even one of the control units can be sufficient.

Bei dem Datenbus D handelt es sich um einen schnellen Datenbus. Der Datenbus D arbeitet beispielsweise nach dem Profibus® DP-Standard, dem HSE ”High Speed Ethernet”-Standard der FOUNDATION Fieldbus®, dem HART-Standard oder einem der bekannten in der Automatisierungstechnik verwendbaren Standards. Über ein Gateway G1, das auch als Linking Device oder als Segmentkoppler bezeichnet wird, ist in dem dargestellten Beispiel der Datenbus D mit zumindest einem Feldbussegment SM1 verbunden. Das Feldbussegment SM1 umfasst mehrere Feldgeräte F1, F2, F3, F4, die über einen relativ langsamen Feldbus FB miteinander kommunizieren. Bei den Feldgeräten F1, F2, F3, F4 handelt es sich um Sensoren und/oder um Aktoren oder sonstige über einen Feldbus D; FB ansprechbare Komponenten. Mit dem Feldbus FB ist üblicherweise temporär eine tragbare Steuereinheit BE, z. B. ein Laptop, ein PDA, ein Palm oder sonstiges verbunden. Über diese Steuereinheit BE hat das Bedienpersonal auf die einzelnen Feldgeräte F1, F2, F3, F4 Zugriff.The data bus D is a fast data bus. The data bus D operates for example according to the Profibus ® DP standard, the HSE "High Speed Ethernet" standard FOUNDATION Fieldbus ®, the HART standard, or one of the known in automation technology usable standards. Via a gateway G1, which is also referred to as a linking device or as a segment coupler, in the illustrated example, the data bus D is connected to at least one fieldbus segment SM1. The field bus segment SM1 comprises a plurality of field devices F1, F2, F3, F4, which communicate with each other via a relatively slow field bus FB. The field devices F1, F2, F3, F4 are sensors and / or actuators or others via a fieldbus D; FB addressable components. With the fieldbus FB is usually temporarily a portable control unit BE, z. As a laptop, a PDA, a Palm or other connected. The operating personnel have access to the individual field devices F1, F2, F3, F4 via this control unit BE.

2 zeigt eine schematische Darstellung, wie erfindungsgemäß die in unterschiedlichen Datenspeichern DB1, ... DBm eines Feldgeräts F1 gespeicherten gerätespezifischen Daten P1, ... Pn; P1, ... P0; P1, ... Pr gesammelt und in einer Sicherungskopie COPY in einem Haupt-DatenspeicherDB gespeichert werden. Zuständig für das Sammeln und Speichern der Parameter P1, ... Pn; P1, ... P0; P1,... Pr ist ein Software-Agent. Der Software-Agent ist bevorzugt in dem Feldgerät F1 installiert. Der Software-Agent entscheidet darüber, welche Daten in welcher Form in der Sicherungskopie COPY abgelegt werden. Die Erstellung der Sicherungskopie COPY bzw. die Organisation der Sicherungskopie COPY liegt folglich in dem Verantwortungsbereich des Feldgeräts F1. In dem Haupt-Datenspeicher DB befindet sich somit ein Abbild bzw. eine Sicherungskopie COPY aller gerätespezifischen Daten P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr des Feldgeräts F1. 2 shows a schematic representation of how inventively stored in different data stores DB1, ... DBm a field device F1 device-specific data P1, ... Pn; P1, ... P0; P1, ... Pr are collected and stored in a back-up copy COPY in a main data storage DB. Responsible for collecting and storing the parameters P1, ... Pn; P1, ... P0; P1, ... Pr is a software agent. The software agent is preferably installed in the field device F1. The software agent decides which data are stored in which form in the backup copy COPY. The creation of the backup copy COPY or the organization of the backup copy COPY is therefore the responsibility of the field device F1. In the main data memory DB there is thus an image or a backup copy COPY of all device-specific data P1,... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr of the field device F1.

In dem zuvor geschilderten Fall hat das in 1 gezeigte Gateway G1 in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung lediglich die Funktion eines ”Platzhalters”, der den Inhalt der gespeicherten Daten nicht versteht. Falls es notwending sein sollte, dass das Gateway G1 den Inhalt der Daten versteht, sollte ein ähnlicher Software-Agent, wie er im Feldgerät F1 vorhanden ist, auch in das Gateway G1 kopiert werden.In the case described above, the in 1 Gateway G1 shown in connection with the solution according to the invention only the function of a "placeholder" that does not understand the content of the stored data. If it should be necessary for the gateway G1 to understand the content of the data, a similar software agent as present in the field device F1 should also be copied to the gateway G1.

Die Daten werden in Telegrammen, in denen möglichst alle verfügbaren Plätze belegt sind, an die Steuereinheit WS1; WS2; BE übertragen. Durch diese Maßnahme lässt sich die Zeit für den Austausch der gerätespezifischen Daten P1, ... Pn; P1, ... P0; P1, ... Pr gegenüber einer Einzelübertragung eines jeden Parameters erheblich reduzieren.The data are sent in telegrams in which as many available seats as possible are assigned to the control unit WS1; WS2; BE transferred. By this measure, the time for the exchange of the device-specific data P1, ... Pn; P1, ... P0; P1, ... significantly reduce Pr compared to a single transmission of each parameter.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationsnetzwerks KN, bei dem eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz kommt. Bei dieser Ausgestaltung werden die gerätespezifischen Daten P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr quasi zweimal gesammelt. Zuständig sind hierfür Software-Agenten. In einem ersten Schritt werden die gerätespezifischen Daten P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr, die jeweils in den einzelnen verteilten Datenspeichern DB1, ... DBm der Feldgeräte F1, ... Fn abgelegt sind, gesammelt und in einem jedem Feldgerät F1, ... Fn zugeordneten Haupt-Datenspeicher DB gespeichert. Die gesammelten und als Sicherungskopien COPY1, .... COPYn in den Haupt-Datenspeichern DB gespeicherten gerätespezifischen Daten P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr werden über den Feldbus FB zu einem in der Prozessebene angeordneten Busteilnehmer übertragen. Bei dem Busteilnehmer handelt es sich im dargestellten Fall um einen Field Controller. In der dem Field Controller zugeordneten Datenbank DB* sind die Sicherungskopien COPY aller feldgerätespezifischen Daten P1, ... Pn; P1, ... P0; P1, ... Pr der einzelnen Feldgeräte F1, ... Fn abgelegt. Im Falle eines Uploads der gerätespezifischen Daten P1, ... Pn; P1, ... P0; P1, ... Pr von dem FieldController zu der übergeordneten Steuereinheit WS1 kann nunmehr die Datenübertragung über den schnellen Datenbus D erfolgen. 3 shows a schematic representation of a communication network KN, in which an advantageous embodiment of the method according to the invention is used. In this embodiment, the device-specific data P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr collected almost twice. Responsible for this are software agents. In a first step, the device-specific data P1,... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr, which are respectively stored in the individual distributed data memories DB1,... DBm of the field devices F1,... Fn, and stored in a main data memory DB assigned to each field device F1,. The collected and backup data COPY1, .... COPYn stored in the main data memories DB device-specific data P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr are transmitted via the fieldbus FB to a bus station arranged in the process level. In the case illustrated, the bus subscriber is a field controller. In the database DB * assigned to the field controller, the backup copies COPY of all field device-specific data P1,... Pn; P1, ... P0; P1, ... Pr of the individual field devices F1, ... Fn filed. In the case of an upload of the device-specific data P1,... Pn; P1, ... P0; P1, ... Pr from the FieldController to the higher-level control unit WS1 now the data transfer via the fast data bus D can be done.

Eine Datenübertragung erfolgt standardmäßig immer dann, wenn eine Abänderung von mindestens einem Parameter der feldgerätespezifischen Daten P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr eines der Feldgeräte F1, ... Fn auftritt. Es kommt dann zu einer geeigneten Signalisierung. Bei Erkennen der Signalisierung wird die geänderte Sicherungskopie bzw. das Abbild COPY' oder zumindest das Datenpaket, in dem der geänderte Parameter enthalten ist, an die Steuereinheit WS1; WS2 bzw. an den Busteilnehmer, z. B. den FieldController, in der Prozessebene übermittelt. Somit ist sichergestellt, dass jederzeit die aktuelle Version eines Parametersatzes jedes der Feldgeräte F1, ... Fn in dem der Steuereinheit WS1; WS2; BE zugeordneten Datenspeicher DB** verfügbar ist.By default, data transmission always takes place when a modification of at least one parameter of the field device-specific data P1,... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr of one of the field devices F1, ... Fn occurs. It then comes to a suitable signaling. Upon detection of the signaling, the changed backup copy or the image COPY 'or at least the data packet in which the changed parameter is contained is sent to the control unit WS1; WS2 or to the bus participant, z. B. the FieldController, transmitted in the process level. This ensures that the current version of a parameter set of each of the field devices F1,... Fn in the control unit WS1; WS2; BE associated data storage DB ** is available.

Claims (8)

Verfahren zum Übertragen von gerätespezifischen Daten zwischen einem Feldgerät (F1) der Automatisierungstechnik und einer sich in der Leitebene befindlichen Steuereinheit (WS1; WS2), wobei das Feldgerät (F1) und die Steuereinheit (WS1; WS2) über mindestens ein Bussystem miteinander kommunizieren, wobei dem Feldgerät (F1) mehrere räumlich voneinander getrennt angeordnete Datenspeicher (DB1, ... DBm) zugeordnet sind, in denen die gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) abgelegt sind, wobei die gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) der getrennt angeordneten Datenspeicher (DB1, ... DBm) gesammelt und in einem Haupt-Datenspeicher (DB) des Feldgeräts (F1) gespeichert werden, so dass sich in dem Haupt-Datenspeicher (DB) ein Abbild bzw. eine Sicherungskopie (COPY) aller gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) des Feldgeräts (F1) befindet, und wobei das Abbild bzw. die Sicherungskopie (COPY) zwischen dem Haupt-Datenspeicher (DB) des Feldgerätes (F1) und der Steuereinheit (WS1; WS2) ausgetauscht wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenübertragung der gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) der Sicherungskopie (COPY) bzw. des Abbilds der feldgerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) des Feldgeräts (F1) an einen zwischengeschalteten Busteilnehmer (FieldController) des Bussystems in Gestalt eines Field Controllers erfolgt, der unterhalb der Leitebene prozessnah in der Prozessebene angeordnet ist.Method for transmitting device-specific data between a field device (F1) of the automation technology and a control unit (WS1; WS2) located in the control level, wherein the field device (F1) and the control unit (WS1; WS2) communicate with each other via at least one bus system the field device (F1) are assigned a plurality of spatially separated data memories (DB1, ... DBm) in which the device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) are stored with the device-specific data (P1,... Pn, P1,... Po, P1,... Pr) of the separately arranged data memories (DB1,... DBm) being collected and stored in a main data memory (DB). of the field device (F1), so that in the main data memory (DB) an image or a backup copy (COPY) of all device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, .. Pr) of the field device (F1), and wherein the image or the backup copy (COPY) between the main data memory (DB) of the field device (F1) and the control unit (WS1, WS2) is replaced, characterized in that an intermediate transmission of the device-specific data ( P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) of the backup copy (COPY) or of the image of the field device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) of the field device (F1) to an intermediate bus participant (FieldController) of the bus system takes place in the form of a field controller, which is arranged below the control level close to the process in the process level. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) komprimiert werden.A method according to claim 1, characterized in that the device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) are compressed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gesammelten gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) in Datenpakete aufgeteilt werden, wobei der Umfang der Datenpakete, die über das Bussystem verschickt werden, so bemessen ist, dass die in den Datenpaketen für die Datenübertragung vorhandenen Übertragungsplätze zumindest näherungsweise vollständig mit gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) aufgefüllt sind, und dass in der Steuereinheit das Abbild bzw. die Sicherungskopie (COPY) der feldgerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) des Feldgeräts (F1) abgelegt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the collected device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) are divided into data packets, wherein the scope of the data packets over the bus system is sent, is dimensioned so that the existing in the data packets for data transmission at least approximately completely with device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) are filled, and that in the control unit the image or the backup copy (COPY) of the field device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) of the field device (F1) is stored. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) des Feldgeräts (F1) verschlüsselt werden.A method according to claim 1, characterized in that the device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) of the field device (F1) are encrypted. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Austauschen eines in dem Bussystem integrierten Feldgeräts (F1) durch ein Ersatzgerät (F1') geprüft wird, ob das Ersatzgerät (F1') baugleich ist, und dass im Falle der Baugleichheit die Sicherungskopie bzw. das Abbild der feldgerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) des ursprünglich in dem Bussystem integrierten Feldgeräts (F1) von der Steuereinheit (WS1; WS2) bzw. von dem zwischengeschalteten Busteilnehmer (FieldController) in der Prozessebene zu dem Ersatzgerät (F1') übertragen wird.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that when exchanging a field device (F1) integrated in the bus system with a replacement device (F1 ') it is checked whether the replacement device (F1') is of identical construction and that in the case of identical construction the backup copy or the image of the field device - specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) of the field device (F1) originally integrated in the bus system from the control unit (WS1; is transmitted from the intermediate bus participant (FieldController) in the process level to the replacement device (F1 '). Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Abänderung von mindestens einem Parameter (DB1P1', DB2P2', ...) der feldgerätespezifischen Daten (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) des Feldgeräts (F1) eine geeignete Signalisierung erfolgt, und dass bei Erkennen der Signalisierung die geänderte Sicherungskopie bzw. das Abbild (COPY') oder zumindest das Datenpaket, in dem der geänderte Parameter enthalten ist, an die Steuereinheit (WS1; WS2) bzw. an den Busteilnehmer (FieldController) in der Prozessebene übermittelt wird und dass die ursprüngliche Sicherungskopie bzw. das Abbild (COPY) oder das ursprüngliche Datenpaket durch die geänderte Sicherungskopie bzw. durch das geänderte Abbild (COPY') oder durch das geänderte Datenpaket ersetzt wird.Method according to one or more of claims 1-4, characterized in that in the case of a modification of at least one parameter (DB1P1 ', DB2P2', ...) of the field device-specific data (P1, ... Pn; P1, ... Po; P1, ... Pr) of the field device (F1), a suitable signaling takes place, and that upon detection of the signaling the changed backup copy or the image (COPY ') or at least the data packet in which the changed parameter is contained the control unit (WS1; WS2) or to the bus participant (FieldController) is transmitted in the process level and that the original backup copy or the image (COPY) or the original data packet is transmitted by the changed backup copy or by the modified image (COPY '). or replaced by the modified data packet. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Busteilnehmer (Field Controller), der prozessnah in der Prozessebene angeordnet ist, die Sicherungskopien bzw. die Abbilder der feldgerätespezifischen Daten von einer Vielzahl von Feldgeräten, die in das Bussystem integriert sind, gespeichert werden.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the bus subscriber (Field Controller), which is arranged near the process in the process level, the backup copies or the images of the field device specific data from a plurality of field devices, which are integrated into the bus system , get saved. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (WS1; WS2) auf die in dem Busteilnehmer in der Prozessebene gespeicherte Sicherheitskopie bzw. des Abbilds (COPY) Zugriff hat und ein Upload der Sicherheitskopie bzw. des Abbilds (COPY) von dem Busteilnehmer in der Prozessebene zu der Steuereinheit (WS1; WS2) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the control unit (WS1, WS2) has access to the backup copy or the image (COPY) stored in the process level in the process level and an upload of the backup copy or the image (COPY) from the bus user the process level to the control unit (WS1, WS2) takes place.
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