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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur positionsabhängigen Autokonfiguration eines Gerätemoduls und insbesondere eine Montageort-abhängige Autokonfiguration eines Automatisierungsgerätes.
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Steuergeräte bzw. Automatisierungsgeräte werden für ihren Einsatz in einem Netzwerk, insbesondere einem Automatisierungsnetzwerk konfiguriert. Dabei werden Konfigurationseinstellungen, beispielsweise eine eigene Netzwerkadresse des Gerätemoduls oder Serveradressen von für das Gerätemodul bzw. Gerät vorgesehene Server eingerichtet. Die Server umfassen z. B. einen DNS-Server, einen Default-Router oder einen Steuerungsserver. Weiterhin können zugehörige Sicherheitseinstellungen bzw. Securityeinstellungen, beispielsweise Schlüssel, digitale Zertifikate oder Berechtigungsinformationen, bei dem Automatisierungsgerät bzw. Gerätemodul konfiguriert werden. Steuer- bzw. Automatisierungsgeräte werden in vielen Fällen in sog. Schaltschränken oder Racks montiert.
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Die
DE 10 2007 034 437 A1 beschreibt einen Schaltschrank oder ein Rack mit einer Vorrichtung zum Erkennen von darin aufgenommenen Einbaukomponenten mit einer Erfassungseinheit, die an eine Auswerte- und Registriereinrichtung angeschlossen oder anschließbar ist. Bei dem dort beschriebenen Schaltschrank oder dem Rack erfolgt ein Einbau von Komponenten dadurch, dass die Erfassungseinheit in dem Rack oder Schaltschrank im Aufnahmebereich mindestens einer eingesetzten oder einzusetzenden Einbaukomponente wirksam ist und in der Weise ausgebildet ist, dass sie auf deren Vorhandensein oder Nichtvorhandensein anspricht.
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Die
DE 100 20 075 C2 beschreibt eine Sicherheitsschaltgeräte-Modulanordnung mit zumindest einem Eingangsmodul zum Verarbeiten von Signalen eines Sicherheitsgebers und zum Erzeugen von Ausgangssignalen, und mit zumindest zwei Ausgangsmodulen zum Ansteuern von Aktoren, wobei das Eingangsmodul und die Ausgangsmodule in einer Reihe angeordnet sind und eine Modulreihe bilden und wobei das Eingangsmodul mindestens einem Ausgangsmodul zugeordnet ist.
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Die
US 2003/006 13 84 A1 beschreibt Verfahren zur Adressierung und zur Konfiguration eines Remotegeräts; wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: ein Identifizieren eines an ein Netzwerk gekoppeltes Remotegeräts, ein Zuweisen einer Netzwerkadresse für das Remotegerät, um in Übereinstimmung mit einem dynamischen Protokoll mit dem Remotegerät zu kommunizieren, und ein Konfigurieren von Betriebsparameter für das Remotegerät in Übereinstimmung mit dem dynamischen Protokoll.
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Die
DE 10 2004 007 231 A1 beschreibt ein Verfahren zum automatischen Konfigurieren einer Automatisierungskomponente und ein entsprechendes Automatisierungssystem mit einem Client und einem Server, der mit dem Client über Kommunikationsmittel verbunden ist.
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Das dort beschriebene Verfahren zum automatischen Konfigurieren einer Automatisierungskomponente eines Automatisierungssystems umfasst ein Bereitstellen eines Servers, der mit einem Client über Kommunikationsmittel verbunden ist und auf dem mehrere Konfigurationsdatensätze abgespeichert sind, wobei der Server und der Client jeweils eine Automatisierungskomponente darstellen. Ferner umfasst das dort beschriebene Verfahren ein Anfordern eines der mehreren Konfigurationsdatensätze durch den Client, ein Übermitteln des angeforderten Konfigurationsdatensatzes durch den Server und ein Speichern des übermittelten Konfigurationsdatensatzes in dem Client.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konfiguration eines Gerätemoduls zu schaffen, bei der die Konfiguration der Gerätemodule schnell und fehlerfrei und mittels einer sicheren Kommunikation erfolgt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zur positionsabhängigen Autokonfiguration mindestens eines Gerätemoduls mit einer Erfassungseinrichtung, die eine Montageposition eines an einer Montageeinrichtung befestigten Gerätemoduls erfasst, wobei das befestigte Gerätemodul mit Konfigurationsdaten in Abhängigkeit der erfassten Montageposition automatisch konfigurierbar ist, wobei mehrere Gerätemodule über einen Bus mit dem Konfigurationsserver verbunden sind und durch die Erfassungseinrichtung die Montageposition des befestigten Gerätemoduls mittels Laufzeitmessung einer zwischen dem Gerätemodul und dem Konfigurationsserver ausgetauschten Nachricht oder ausgetauschten Messsignals erfassbar ist und wobei die erfasste Montageposition des Gerätemoduls zusammen mit einer Geräte-ID des Gerätemoduls an einen Konfigurationsserver durch das Gerätemodul übertragbar ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt somit das Bootstrapping bzw. die Konfiguration des Gerätemoduls abhängig von der Montageposition bzw. dem Montageort, ohne dass ein Monteur bzw. Nutzer bei der Montage darauf achten muss, welches Gerätemodul an welcher Montageposition montiert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich somit vor allem für Standard-Gerätemodule, die erst nach ihrer Montage mittels der Konfigurationsdaten individualisiert werden, um eine entsprechende technische Funktion zu übernehmen. Die Montage der Gerätemodule bzw. Standard-Gerätemodule kann durch den Monteur bzw. Nutzer in einfacher Weise durchgeführt werden, ohne dass sich der Monteur Gedanken machen muss, an welcher genauen Stelle bzw. Montageposition er das jeweilige Gerätemodul bei einer Montageeinrichtung, beispielsweise eines Schaltschrankes, montiert. Eine fehlerhafte Konfiguration aufgrund einer irrtümlichen Montage seitens des Monteurs bzw. des Nutzers kann daher weitgehend durch die erfindungsgemäße Vorrichtung verhindert werden.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Montageeinrichtung eine Aufnahmeeinrichtung zum Einrasten des Gerätemoduls in die Montageeinrichtung auf. Bei der Montageinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Hutschiene oder dergleichen handeln. Das Einrasten des Gerätemoduls erlaubt eine besonders einfache und vorzugsweise wieder lösbare Verbindung des Gerätemoduls mit der Montageeinrichtung.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Erfassungseinrichtung mindestens einen Sensor zur Erfassung der Montageposition des an die Montageeinrichtung montierten Gerätemoduls auf.
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Bei einer möglichen Ausführungsform ist der Sensor zur Erfassung der Montageposition an dem Gerätemodul selbst angebracht.
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Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Sensor zur Erfassung der Montageposition an der Montageeinrichtung angebracht.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Gerätemodul eine Schnittstelle auf, über die es Konfigurationsdaten zur Konfiguration des Gerätemoduls von einem Konfigurationsserver bezieht.
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Bei einer möglichen Ausführungsform ist diese Schnittstelle des Gerätemoduls eine drahtlose Schnittstelle.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese Schnittstelle des Gerätemoduls eine drahtgebundene Schnittstelle.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung hängen die von dem Konfigurationsserver durch das Gerätemodul bezogenen Konfigurationsdaten von der erfassten Montageposition des befestigten Gerätemoduls ab, wobei die Montageposition von dem Gerätemodul zu dem Konfigurationsserver übertragen wird.
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Die Übertragung der Montageposition des befestigten Gerätemoduls erfolgt bei einer möglichen Ausführungsform von dem Gerätemodul über die drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle zu dem Konfigurationsserver. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform erfolgt die Übertragung der Montageposition des befestigten Gerätemoduls direkt von der Montageeinrichtung zu dem Konfigurationsserver.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Konfigurationsdaten Adressdaten auf, insbesondere eine dem Gerätemodul zugewiesene Netzwerkadresse oder eine Netzwerkadresse eines für das Gerätemodul vorgesehenen Servers. Bei der Adresse kann es sich beispielsweise um eine IP-Adresse handeln.
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Bei einer möglichen Ausführungsform sind die Konfigurationsdaten eine Netzwerkadresse eines DNS-Servers, eines Automatisierungsservers oder eines Default-Routers, welche für das jeweilige Gerätemodul vorgesehen sind.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Konfigurationsdaten sicherheitsrelevante Daten auf, beispielsweise kryptographische Schlüssel, insbesondere Passwörter, digitale Zertifikate und dergleichen, die von dem Gerätemodul zur sicheren Kommunikation verwendet werden.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Konfigurationsdaten Parameter zum Betrieb des Gerätemoduls, beispielsweise zu überwachende Schwellwerte angeschlossener Sensoren, auf.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen die Konfigurationsdaten auch Steueranweisungen zum Betrieb des Gerätemoduls bzw. Automatisierungsgerätes.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die erfasste Montageposition des befestigten Gerätemoduls eine eindimensionale Montageposition auf, beispielsweise in Längsrichtung einer Montageschiene.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die erfasste Montageposition eine zweidimensionale Montageposition auf, beispielsweise eine Montageposition auf einer Montageschiene sowie die Position bzw. Nummer der jeweiligen Montageschiene innerhalb eines Schaltschrankes.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die erfasste Montageposition eine dreidimensionale Montageposition auf.
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Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur positionsabhängigen Konfigurierung eines Gerätemoduls mit den in Patentanspruch 9 angegebenen Merkmalen.
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zum positionsabhängigen Autokonfigurieren eines Gerätemoduls mit den Schritten:
Erfassen einer Montageposition eines an einer Montageeinrichtung befestigten Gerätemoduls und
Durchführen einer automatischen Konfiguration des an der Montageeinrichtung befestigten Gerätemoduls mit Konfigurationsdaten in Abhängigkeit der erfassten Montageposition des befestigten Gerätemoduls, wobei mehrere Gerätemodule über einen Bus mit dem Konfigurationsserver verbunden sind und durch die Erfassungseinrichtung die Montageposition des befestigten Gerätemoduls mittels Laufzeitmessung einer zwischen dem Gerätemodul und dem Konfigurationsserver ausgetauschten Nachricht oder ausgetauschten Messsignals erfasst wird, wobei das Gerätemodul die erfasste Montageposition des Gerätemoduls zusammen mit einer Geräte-ID des Gerätemoduls an einen Konfigurationsserver überträgt.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Konfigurationsdaten von einem Konfigurationsserver bereitgestellt und an das befestigte Gerätemodul automatisch übertragen.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens überträgt das Gerätemodul die erfasste Montageposition des Gerätemoduls zusammen mit einer Geräte-ID des Gerätemoduls an den Konfigurationsserver.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens selektiert der Konfigurationsserver Konfigurationsdaten zur Konfiguration des Gerätemoduls in Abhängigkeit der an ihn übertragenen Montageposition und überträgt die selektierten Konfigurationsdaten zurück an das befestigte Gerätemodul.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens authentisiert sich das Gerätemodul nach Befestigung des Gerätemoduls an die Montageeinrichtung gegenüber dem Konfigurationsserver.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nach Erfassen einer erfolgten Demontage des Gerätemoduls von der Montageeinrichtung die Konfigurationsdaten des Gerätemoduls automatisch wieder gelöscht.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens überträgt nach Erfassen einer Demontage des Gerätemoduls von der Montageeinrichtung das Gerätemodul oder die Montageeinrichtung eine entsprechende Nachricht an den Konfigurationsserver, um diesem mitzuteilen, dass das Gerätemodul demontiert ist.
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Die Erfindung schafft ferner einen Schaltschrank mit mindestens einer positionsabhängigen Autokonfigurationsvorrichtung für Gerätemodule und mit einer Erfassungseinrichtung, die eine Montageposition eines an einer Montageeinrichtung des Schaltschrankes befestigten Gerätemoduls erfasst, wobei das befestigte Gerätemodul mit Konfigurationsdaten in Abhängigkeit der erfassten Montageposition automatisch konfigurierbar ist.
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Bei einer möglichen Ausführungsform weist der Schaltschrank eine Datenschnittstelle zum Anschluss an einen entfernten Konfigurationsserver bzw. an einen in dem Schaltschrank integrierten Konfigurationsserver auf, von dem die Gerätemodule ihre Konfigurationsdaten in Abhängigkeit von der erfassten Montageposition des jeweiligen Gerätemoduls beziehen.
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Des Weiteren werden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur positionsabhängigen Autokonfiguration eines Gerätemoduls unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur positionsabhängigen Autokonfiguration eines Gerätemoduls gemäß der Erfindung;
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2 ein einfaches Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zur positionsabhängigen Autokonfiguration eines Gerätemoduls gemäß der Erfindung;
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3 ein Signaldiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum positionsabhängigen Autokonfigurieren eines Gerätemoduls gemäß der Erfindung;
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4 ein weiteres Signaldiagramm zur Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum positionsabhängigen Autokonfigurieren eines Gerätemoduls;
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5 ein weiteres Signaldiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum positionsabhängigen Autokonfigurieren eines Gerätemoduls;
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6 ein weiteres Signaldiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum positionsabhängigen Autokonfigurieren eines Gerätemoduls.
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Wie man aus 1 erkennen kann, weist eine Vorrichtung 1 zur positionsabhängigen Autokonfiguration mindestens eines Gerätemoduls im dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens eine Montageeinrichtung 2-1, 2-2, 2-3 auf. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 drei übereinander angeordnete Montageeinrichtungen 2-1, 2-2, 2-3 auf, bei denen es sich beispielsweise um Montageschienen, sog. Hutschienen, handeln kann. Diese Montageeinrichtungen 2-i können sich beispielsweise auf der Rückwand oder auf der Rückseite eines Schaltschrankes 3 befinden, in dem Gerätemodule 4 einschiebbar sind.
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In 1 ist ein Gerätemodul 4 dargestellt, welches in die erste Montageeinrichtung 2-1 eingeschoben wird. Bei dem Gerätemodul 4 kann es sich um ein beliebiges Steuer- bzw. Automatisierungsgerät handeln. Die Montageeinrichtungen 2-1, 2-2, 2-3 können jeweils Aufnahmeeinrichtungen zum Einrasten des Gerätemoduls 4 in der jeweiligen Montageeinrichtung aufweisen. Das Einrasten des Gerätemoduls 4 in die Montageeinrichtung bzw. Aufnahmeeinrichtung kann lösbar oder unlösbar erfolgen.
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Weiterhin kann eine Erfassungseinrichtung vorgesehen sein, die eine Montageposition eines an einer Montageeinrichtung 2-i befestigten Gerätemoduls 4 erfasst. Die Erfassungseinrichtung kann einen Sensor zur Erfassung der Montageposition des an die Montageeinrichtung montierten Gerätemoduls 4 aufweisen. Ein derartiger Erfassungssensor kann sich entweder an dem Gerätemodul 4 selbst oder an der Montageeinrichtung 2-i befinden. Beispielsweise kann es sich bei dem Sensor um einen mechanischen Schalter handeln, der beim Einrasten des Gerätemoduls 4 in die Montageeinrichtung 2-i betätigt wird und die Montageposition des Gerätemoduls 4 anzeigt. In einer Montageeinrichtung 2-i können eine Vielzahl derartiger Sensoren bzw. Schalter in Längsrichtung der Montageeinrichtung angebracht sein, um die Position des eingerasteten Gerätemoduls 4 anzuzeigen.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Montageeinrichtungen 2-1, 2-2, 2-3 über Signalleitungen mit einer Datenschnittstelle 5 des Schaltschrankes 3 verbunden, die beispielsweise über ein Netzwerk 6 an einen Konfigurationsserver 7 angeschlossen ist. Bei einer alternativen Ausführungsform kann sich der Konfigurationsserver 7 auch innerhalb des Schaltschrankes 3 befinden.
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Bei dem Gerätemodul 4 kann es sich um ein Standard-Gerätemodul handeln, welches konfigurierbar ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Gerätemodul um ein Automatisierungsgerät handeln, insbesondere ein SPS-Steuerungsmodul, ein Ein-/Ausgabemodul, ein Kommunikationsmodul, ein Verschlüsselungsmodul oder ein Rechnermodul. Derartige Automatisierungsgeräte werden beispielsweise in einer Fertigungsanlage, insbesondere einer industriellen Fertigungsanlage eingesetzt. Weiterhin können derartige Gerätemodule 4 in einem Energieverteilnetz, in einem Fahrzeug oder in einer Gebäudesteuerung eingesetzt werden. Das Gerätemodul 4 kann über eine eigene Stromversorgung verfügen oder Strom über die Montageeinrichtung 2-i beziehen. Weiterhin kann das Gerätemodul 4 über eine drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle verfügen, über die es mit dem Konfigurationsserver 7 verbunden ist, um Daten auszutauschen. Wenn das Gerätemodul 4 in der Montageeinrichtung 2-i justiert bzw. befestigt ist, wird von der Positionserfassungseinrichtung, die beispielsweise über einen Positionssensor verfügt, die Montageposition des montierten Gerätemoduls 4 an den Konfigurationsserver 7 gemeldet. Der Konfigurationsserver 7 überträgt anschließend entsprechende Konfigurationsdaten an das befestigte Gerätemodul 4 in Abhängigkeit der an ihn übertragenen Montageposition. Das befestigte Gerätemodul 4 wird somit mit Konfigurationsdaten in Abhängigkeit seiner erfassten Montageposition automatisch konfiguriert. Die Konfigurationsdaten hängen dabei von der erfassten Montageposition des befestigten Gerätemoduls 4, die von dem Gerätemodul 4 an den Konfigurationsserver 7 übertragen wird, ab.
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Die bereitgestellten Konfigurationsdaten können unterschiedliche Daten aufweisen, beispielsweise Adressdaten, insbesondere eine dem Gerätemodul 4 zugewiesene Netzwerkadresse, eine Netzwerkadresse eines für das Gerätemodul 4 vorgesehenen weiteren Servers, insbesondere eines DNS-Servers, oder die Netzwerkadresse eines Automatisierungsservers. Bei einem derartigen Automatisierungsserver kann es sich um einen SPS-Server, ein Leitsystemserver, einen Logging-Server oder beispielsweise einen Alarmserver oder dergleichen handeln. Weiterhin können die Adressdaten auch die Adressdaten eines Default-Routers für das jeweilige Gerätemodul 4 beinhalten.
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Die bereitgestellten Konfigurationsdaten umfassen bei einer möglichen Ausführungsform kryptographische Schlüssel, insbesondere Passwörter, Pre-shared Secrets, digitale Zertifikate sowie private und öffentliche kryptographische Schlüsselpaare. Diese kryptographischen Schlüssel erlauben es dem montierten Gerätemodul 4 im Anschluss eine Datenkommunikation in einer kryptographisch geschützten Weise mit anderen Geräten durchzuführen. Dabei kann eine hohe Sicherheit erreicht werden, wenn ein Gerätemodul diese sicherheitskritischen Konfigurationsdaten nur dann erhält, wenn es tatsächlich an der vorgesehenen Position bzw. an der vorgesehenen Montageeinrichtung montiert bzw. befestigt ist. Dadurch wird verhindert, dass diese sicherheitskritischen, geheim zu haltenden Konfigurationsdaten gegenüber Außenstehenden oder gegenüber anderen Komponenten offengelegt werden.
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Weiterhin umfassen die bereitgestellten Konfigurationsdaten bei einer möglichen Ausführungsform Parameter zum Betrieb des Gerätemoduls 4, beispielsweise zu überwachende Schwellwerte von Sensoren, die an dem Gerätemodul 4 vorgesehen sind.
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Die bereitgestellten Konfigurationsdaten können ferner Steueranweisungen zum Betrieb des Gerätemoduls 4 umfassen, beispielsweise für eine speicherprogrammierbare Steuerung.
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Nach der Montage des Gerätemoduls 4 in der Montageeinrichtung 2-i erfolgt ein Bootstrapping des Gerätemoduls 4 in Abhängigkeit von der Montageposition, beispielsweise der Position des eingerasteten Gerätemoduls 4 auf einer Hutschiene des Schaltschrankes 3. Beim Bootstrapping werden über eine Datenkommunikationsschnittstelle, beispielsweise über Ethernet oder IP, Konfigurationseinstellungen bzw. Konfigurationsdaten durch das Gerätemodul bzw. Automatisierungsgerät 4 von dem Bootstrapping- bzw. Konfigurationsserver 7 bezogen.
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Bei einer möglichen Ausführungsform wird der Montageort des Gerätemoduls 4 erfasst, d. h. einerseits die Montageposition des Gerätemoduls 4 auf der jeweiligen Hutschiene bzw. Montageeinrichtung 2-i des Schaltschrankes 3, auf dem das Gerätemodul 4 montiert wird, sowie die Montageposition bzw. Nummer der jeweiligen Hutschiene 2-i innerhalb des Schaltschrankes 3. Der Konfigurationsserver 7 erhält somit bei dieser Ausführungsform eine zweidimensionale Montageposition, nämlich einerseits die lokale Position des eingerasteten Gerätemoduls 4 in der Montageeinrichtung 2-i sowie die Information auf welcher Montageeinrichtung 2-i das Gerätemodul 4 montiert ist.
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Bei einer möglichen Ausführungsform wird eine Geräte-ID des Gerätemoduls 4 durch die Montageinrichtung 2-i des Schaltschrankes 3 zu dem Konfigurationsserver 7 übertragen. Dies kann zusammen mit einer Montageort-ID, insbesondere einer ID der Montageeinrichtung 2-i an den Bootstrapping- bzw. Konfigurationsserver 7 übertragen werden.
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Weiterhin ist es möglich, dass die Montageort-ID beispielsweise die ID der jeweiligen Montageinrichtung 2-i durch das Gerätemodul 4 und von dem Gerätemodul 4 direkt zu dem Konfigurationsserver 7 übertragen wird.
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Der Bootstrapping- bzw. Konfigurationsserver 7 kann ein Bootstrapping bzw. Konfigurieren des jeweiligen Gerätemoduls 4 durchführen oder auch abweisen. Die Entscheidung kann davon abhängen, auf welcher Hutschiene bzw. Montageeinrichtung bzw. in welchem Schaltschrank 3 das jeweilige Gerätemodul 4 montiert wird. Insbesondere kann ein Bootstrapping bzw. Konfigurieren des Gerätemoduls 4 bei einer möglichen Ausführungsform nur bei solchen Gerätemodulen erfolgen, die auf einer bekannten, berechtigten Montageeinrichtung bzw. an einem bekannten, berechtigten Schaltschrank 3 montiert werden. Ein Gerätemodul 4, das nur über eine Netzwerkverbindung zu dem Konfigurationsserver 7 verfügt und nicht in einer bekannten, berechtigten Montageeinrichtung 2-i oder einem bekannten, berechtigten Schaltschrank 3 montiert ist, wird bei einer möglichen Ausführungsform nicht mit Konfigurationsdaten durch den Konfigurationsserver 7 zum Einbinden in das Automatisierungsnetzwerk versorgt.
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Der Montageort bzw. die Montageposition des Gerätemoduls 4 umfasst bei einer möglichen Ausführungsform die Montageposition in Längsrichtung der Montageeinrichtung 2-i, eine Montageeinrichtung-ID zur Identifikation der jeweiligen Montageeinrichtung 2-i sowie zusätzlich eine Schaltschrank-ID zur Identifikation des jeweiligen Schaltschrankes 3. Abhängig von dem jeweiligen Montageort des Gerätemoduls 4, d. h. der Montageeinrichtung-ID, der Schaltschrank-ID sowie der Position auf der jeweiligen Montageeinrichtung 2-i kann der Konfigurationsserver 7 eine Soll-Konfiguration des zu konfigurierenden Gerätemoduls 4 ermitteln und diese Soll-Konfiguration auf dem montierten Gerätemodul 4 einrichten.
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Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Montageort des Gerätemoduls 4 in einem Geräteverzeichnisdienst, d. h. einer Datenbank, einer LDAP-Directory oder einem ActiveX-Directory, zusätzlich eingetragen werden.
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Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Bootstrapping- bzw. der Konfigurationsserver 7 zusätzlich gespeicherte Projektierungsdaten senden, um eine Soll-Konfiguration eines an einem bestimmten Montageort montierten Gerätemoduls 4 zu bestimmen. Dabei kann der Bootstrapping-Server bzw. Konfigurationsserver 7 insbesondere auch den Typ des tatsächlich montierten Gerätemoduls erfassen und mit den Projektierungsdaten vergleichen, Wenn an dem Montageort ein dort nicht vorgesehener Typ eines Gerätemoduls 4 angebracht ist, kann zusätzlich eine Fehlermeldung generiert werden.
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Bei einer möglichen Ausführungsform werden die Konfigurationseinstellungen bzw. Konfigurationsdaten bei einer Demontage des Gerätemoduls 4 von der Montageeinrichtung 2-i wieder deaktiviert bzw. gelöscht. Bei einer erneuten Montage des Gerätemoduls 4 wird wiederum der Montageort des erneut montierten Gerätemoduls 4 erfasst. Ist bereits eine eingerichtete frühere Konfiguration für dieses Gerätemodul 4 an dem jeweiligen Montageort vorhanden, kann diese gespeicherte Konfiguration bei einer möglichen Ausführungsform wieder reaktiviert werden.
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Anhand von ebenfalls vorhandenen Projektierungsdaten kann in Abhängigkeit von dem Montageort des Gerätemoduls 4 eine entsprechende Konfiguration einfach bestimmt und dem jeweiligen Gerätemodul 4 zugeordnet werden. Bei einem Gerätetausch bzw. Gerätemodultausch wird automatisch die korrekte Konfiguration eingerichtet, solange das Austauschgerät den richtigen Typ aufweist und an der richtigen Stelle bzw. Position in der Montageeinrichtung innerhalb des Schaltschrankes 3 montiert wird. Eine gegebenenfalls vorhandene physikalische Zugangssicherung zu einer Montageinrichtung 2-i oder einem Schaltschrank 3 kann zusätzlich das Netzwerk-Boostrapping schützen, wenn nur auf einer bekannten, autorisierten Montageeinrichtung bzw. in einem bekannten, autorisierten Schaltschrank montierte Gerätemodule 4 ein solches Bootstrapping erfolgreich durchführen können.
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2 zeigt ein einfaches Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum positionsabhängigen Autokonfigurieren eines Gerätemoduls.
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In einem Schritt S1 erfolgt ein Erfassen einer Montageposition bzw. eines Montageortes eines an einer Montageeinrichtung 2-i befestigten Gerätemoduls 4.
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In einem weiteren Schritt S2 erfolgt eine automatische Konfiguration des an die Montageeinrichtung 2-i befestigten Gerätemoduls 4 mit Konfigurationsdaten in Abhängigkeit der erfassten Montageposition des befestigten Gerätemoduls 4.
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Für das Erfassen der Montageposition in der Montageeinrichtung 2-i können verschiedene Verfahren eingesetzt werden. Insbesondere können verschiedene Lokalisierungsverfahren eingesetzt werden, die die aktuelle Position eines Objekts bzw. Gerätemoduls 4 ermitteln. Diese Lokalisierungsverfahren umfassen beispielsweise WLAN-basierte oder RFID-basierte Lokalisierungsverfahren. Weiterhin kann die Lokalisierung bzw. die Ermittlung der Montageposition auch mittels Laufzeitmessung von Nachrichten oder ausgetauschten Messsignalen erfolgen.
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Bei einer möglichen Ausführungsform sind mehrere Gerätemodule über einen Bus mit dem Konfigurationsserver 7 verbunden. Die Erfassungseinrichtung kann die Montageposition des befestigten Gerätemoduls 4 mittels Laufzeitmessung einer zwischen dem Gerätemodul 4 und dem Konfigurationsserver 7 ausgetauschten Nachricht oder eines ausgetauschten Messsignals erfassen. In einer anderen Variante kann die Montageposition optisch anhand eines Barcodes erfasst werden, der die Montageposition codiert.
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3 zeigt ein Signaldiagramm zur Verdeutlichung einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum positionsabhängigen Autokonfigurieren eines Gerätemoduls 4.
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Zunächst wird das Gerätemodul 4 in einem Montageschritt MS in der Montageeinrichtung 2-i befestigt, indem es z. B. in eine Aufnahmeeinrichtung AV der Montageeinrichtung 2-i einrastet. Ab dem Einrasten wird das Bootstrapping bzw. die Autokonfiguration gestartet (BS-Start). Das Gerätemodul 4 überträgt bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Anforderung bzw. einen Request zu der Montageeinrichtung 2-i, um eine Information bezüglich der Montageposition des Gerätemoduls 4 von der Montageeinrichtung 2-i zu erfahren. Die Montageeinrichtung 2-i überträgt an das Gerätemodul 4 eine Antwort-Nachricht mit der Montageposition bzw. dem Montageort des Gerätemoduls 4, beispielsweise eine Aufnahmevorrichtung AV-ID. Sobald das Gerätemodul 4 seine Montageposition in Erfahrung gebracht hat, fordert es von dem Bootstrapping- bzw. Konfigurationsserver 7 eine Konfigurationsinformation an, beispielsweise über DHCP oder HTTP. Bei dem Konfigurationsserver 7 kann es sich beispielsweise um einen Server handeln, der einen Bootstrapping-Webservice bietet. Das Gerätemodul 4 überträgt mit einer entsprechenden Anforderungsnachricht eine Identifizierungsinformation, beispielsweise Geräte-ID (AG-ID), insbesondere eine Seriennummer des Gerätemoduls 4 oder eine Gerätebeschreibung des Gerätemoduls 4. Die Gerätebeschreibung umfasst beispielsweise den Hersteller des Gerätemoduls 4, den Typ des Gerätemoduls 4 sowie eine Versionsnummer.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsvariante erfolgt zusätzlich eine Geräteauthentisierung des Gerätemoduls 4 gegenüber dem Konfigurationsserver 7, beispielsweise mittels eines Geräte-Zertifikates gemäß X.509. Dabei kann beispielsweise 802.1x, MACsec, IPsec/IKE oder SSL/TLS als Authentisierungsprotokoll verwendet werden.
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In einem Schritt EK ermittelt der Konfigurationsserver 7 in Abhängigkeit von der übertragenen Montageposition des Gerätemoduls 4 die zugehörige Konfiguration für das Gerätemodul 4. Die ermittelten Konfigurationsdaten werden anschließend von dem Konfigurationsserver 7 über eine Datenschnittstelle des Gerätemoduls 4 an dieses übertragen.
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In einem weiteren Schritt SK setzt das Gerätemodul 4 die übertragenen Konfigurationsdaten bzw. stellt seine Konfiguration entsprechend der erhaltenen Konfigurationsdaten ein.
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Bei der in 3 dargestellten Variante frägt das Gerätemodul 4 nach einem Montieren eine Identifizierung AV-ID der Aufnahmeeinrichtung bzw. der Montageeinrichtung 2-i ab, beispielsweise über RFID. Die Identität (AV-ID) der Montageeinrichtung 2-i wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von dem Gerätemodul 4 an den Bootstrapping- bzw. Konfigurationsserver 7 übertragen. Dieser ermittelt die Konfigurationsdaten für das Gerätemodul 4 anhand der Gerätemodul-ID und der Montageeinrichtungs-ID (AV-ID) und überträgt die ermittelten Konfigurationsdaten zurück an das montierte Gerätemodul 4 mit der entsprechenden Gerätemodul-ID.
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Bei einer weiteren möglichen Implementierungsvariante stellt die Montageeinrichtung 2-i die Identifizierungsinformation des Gerätemoduls 4 geschützt bereit, beispielsweise mit einem Zeitstempel oder einer kryptographischen Prüfsumme geschützt. Dabei kann beispielsweise eine SAML-Assertion-Datenstruktur verwendet werden. Dadurch kann verhindert werden, dass die Information, welches Gerätemodul in der Montageeinrichtung montiert ist, verfälscht wird.
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4 zeigt eine weiteres Signaldiagramm zur Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur positionsabhängigen Autokonfiguration eines Gerätemoduls.
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In der dargestellten Variante erfasst die Montageeinrichtung 2-i nach einer erkannten Montage des Gerätemoduls 4 eine Identifizierung AG-ID des montierten Gerätemoduls 4, beispielsweise über RFID. Die Montageeinrichtung 2-i überträgt diese ermittelte Identifizierungsinformation in Reaktion auf den Request zusammen mit einer Information über den Montageort bzw. die Montageposition AV-ID direkt an den Konfigurationsserver 7. Der Konfigurationsserver 7 speichert in einem Speicherschritt SS den Montageort bzw. die Montageposition des Gerätemoduls 4 und ermittelt im Schritt EK davon abhängig die Konfiguration des Gerätemoduls 4.
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5 zeigt ein weiteres Signaldiagramm zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur positionsabhängigen Autokonfiguration eines Gerätemoduls 4.
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Sobald ein Gerätemodul 4 von der Aufnahmeeinrichtung AV bzw. Montageeinrichtung ME2-i in einem Demontageschritt DS gelöst wird, erfolgt, wie in 5 dargestellt, automatisch ein Löschen der Konfigurationsdaten innerhalb des Gerätemoduls 4 im Schritt LK. Optional kann eine nicht dargestellte Abmeldenachricht an den Bootstrapping- bzw. Konfigurationsserver 7 übertragen werden, beispielsweise über eine drahtlose Schnittstelle, insbesondere eine WLAN-Schnittstelle.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum positionsabhängigen Autokonfigurieren eines Gerätemoduls.
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Sobald das Gerätemodul 4 von einer Aufnahmeeinrichtung AV bzw. Montageinrichtung ME2-i in einem Demontageschritt DS gelöst wird, erfolgt neben dem automatischen Löschen seiner Konfigurationsdaten gleichzeitig eine Übertragung einer entsprechenden Nachricht an den Bootstrapping-Server 7, welche angibt, dass ein bestimmtes Gerätemodul 4 mit einer entsprechenden Geräte-ID demontiert bzw. gelöst wurde, d. h. nun nicht mehr montiert ist. Die entsprechenden Konfigurationsdaten für das Gerätemodul 4 können dann auch im Server 7 in einem Schritt LK gelöscht werden.
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In einer anderen Variante wird anstatt der Identität AG-ID des Automatisierungsgerätes bzw. Gerätemoduls 4 derjenige Montageort an den Bootstrapping-Server 7 übertragen, von dem ein Automatisierungsgerät bzw. Gerätemodul 4 demontiert wurde.
