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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Anlage der Automatisierungstechnik. Des Weiteren umfasst die Erfindung einen Mikroservice zum Einsatz in dem erfindungsgemäßen System.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Prozessautomatisierung ebenso wie in der Fertigungsautomatisierung werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, pH-Messung, Füllstandmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktoren verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.
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Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.
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In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Kommunikationsnetzwerke wie beispielsweise Feldbusse (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. Bei den übergeordneten Einheiten handelt es sich um Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder einen PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, insbesondere von Sensoren, erfassten Messwerte werden über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt, die die Messwerte gegebenenfalls weiterverarbeiten und an den Leitstand der Anlage weiterleiten. Der Leitstand dient zur Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung und Prozessteuerung über die übergeordneten Einheiten. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfiguration und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren.
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Bei den Kommunikationsnetzwerken handelt es sich in der Regel um geschlossene Bussysteme, welche keine frei konfigurierbare, bzw. frei verfügbaren Datenschnittstellen nach außen anbieten. Eine Weiterverwendung der innerhalb des Kommunikationsnetzwerks generierten und/oder ausgetauschten Daten außerhalb des Kommunikationsnetzwerks wird dadurch erschwert uns ist ohne Mitarbeit des Systemanbieters nicht realisierbar.
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Für Anwender, die in ihren Anlagen verschiedene Bussysteme einsetzen, besteht so gut wie keine Möglichkeit, Daten unter Berücksichtigung eines vertretbaren Kosten-/Nutzenverhältnisses aus diesen verschiedenen Bussystemen in ein zentrales System zusammenzuführen.
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Technologien, wie beispielsweise die OPC Unified Architecture (kurz OPC UA) bieten technisch die Möglichkeit, Daten in einem einheitlichen Informationsmodell darzustellen, allerdings erfordert dies die Akzeptanz und Integration der notwendigen Softwarekomponenten in allen beteiligten Bussystemen und in den Feldgeräten selbst. Während dies für Anlagen mit einem überschaubaren Umfang an Feldgeräten umsetzbar ist, steigen der Aufwand und die Anforderungen, falls diese Feldgeräte geografisch verteilt sind. Die Anzahl der Daten skaliert darüber hinaus mit der Anzahl der Feldgeräte, was wiederum dazu führt, dass eine entsprechende Infrastruktur vorhanden sein muss und die Leistungsanforderungen erfüllen werden müssen.
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Mit der technologischen Weiterentwicklung in den letzten Jahren in den Bereichen „IoT“ („Internet of Things“) und „Industrie 4.0“ stehen mittlerweile Techniken, Werkzeuge und Dienste zur Verfügung, um auch große Datenmengen erfassen, verarbeiten und speichern zu können (Schlagwörter hierfür sind „Cloud“, „Web Services“, „Big Data Analytics“, etc.). Ungelöst ist derzeit jedoch noch die Problemstellung, die über heterogene Kommunikationswege erfassten Daten von Feldgeräten generisch aufzuarbeiten und dem Anwender so einfach wie möglich als Auswahl zur Weiterverarbeitung unabhängig von Betriebssystemen, Treiberstandard oder Kommunikationsschnittstelle des Feldgeräts anzubieten. Die derzeitigen Standards, sowohl auf der Feldebene als auch auf der Treiberebene, haben technologische Abhängigkeiten, welche eine einfache Installation, Konfiguration und Aktualisierung bei neuen Funktionen oder bei der Behebung von Sicherheitsproblemen stark erschweren. Die Unterstützung von mobilen Plattformen ist dabei fast überhaupt nicht gegeben.
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Ausgehend von dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auf einfache Art und Weise auf Komponenten eines Kommunikationsnetzwerks in einer Anlage der Prozessautomatisierung zuzugreifen.
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Die Aufgabe wird durch ein System zum Überwachen einer Anlage der Automatisierungstechnik gelöst, wobei die Anlage eine Vielzahl von Feldgeräten aufweist, wobei die Feldgeräte über zumindest ein erstes Kommunikationsnetzwerk untereinander und mit einer Steuerungseinheit in Kommunikationsverbindung stehen, umfassend:
- - Eine Ausführungselektronik, welche mit zumindest einem der Feldgeräte in Kommunikationsverbindung steht; und
- - Eine von der Ausführungselektronik entfernt angeordnete Konfigurationselektronik, welche mit der Ausführungselektronik über ein zweites Kommunikationsnetzwerk in Kommunikationsverbindung steht, wobei die Konfigurationselektronik und/oder die Ausführungselektronik zumindest einen zum Typ des Feldgeräts korrespondierenden Mikroservice aufweist, welcher ausgestaltet ist, zumindest eine Funktionalität zur Ausführung auf der Ausführungselektronik und/oder auf der Konfigurationselektronik bereitzustellen.
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Der große Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, dass auf einfache Art und Weise auf Komponenten in Anlage der Prozessautomatisierung zugegriffen werden kann und Funktionalitäten ausgeführt werden können. Benötigt hierfür werden die besagte Ausführungselektronik, welche sich insbesondere auf einer Netzwerkkomponente des ersten Kommunikationsnetzwerks befindet und die Konfigurationselektronik, die mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks mit der Ausführungselektronik verbunden ist.
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Der Mikroservice ist dadurch gekennzeichnet, dass er eine geringe Dateigröße aufweist und dadurch nur wenig Speicherplatz auf der Konfigurationselektronik, bzw. auf der Ausführungselektronik benötigt. Dieser Mikroservice wird extern erzeugt, beispielsweise auf einer Rechnereinheit eines Anwenders.
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Feldgeräte, welche im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt werden, sind bereits im einleitenden Teil der Beschreibung beispielhaft genannt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass der Mikroservice ausgestaltet ist, zumindest eine der folgenden Funktionalitäten bereitzustellen:
- - Auslesen von zumindest einem Teil von auf dem Feldgerät verfügbaren Daten;
- - Dekodieren der ausgelesenen Daten;
- - Extrahieren von zumindest einem Teil von in den dekodierten Daten enthaltenen Informationen;
- - Vorverarbeiten der extrahierten Informationen;
- - Übermitteln, insbesondere gesichertes, bzw. verschlüsseltes Übermitteln, der extrahierten oder vorverarbeiteten Informationen an eine Serviceplattform, insbesondere mittels eines loT-Protokolls.
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Die Funktionalitäten können miteinander verschaltet werden, so dass mehrere Funktionalitäten zur Laufzeit ausgeführt werden können.
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Mit den ausgelesenen Daten, bei denen es sich bevorzugt um statische Gerätedaten, insbesondere Parameterwerte und/oder Konfigurationsdaten, und/oder dynamische Gerätedaten, insbesondere Messwerte und/oder Diagnosewerte handelt, besteht die Möglichkeit, Prozessoptimierungen und vorbeugende Wartung der Anlage auf Basis genügend großer Datenmengen durchzuführen.
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Unter dem Begriff Vorverarbeiten wird insbesondere verstanden, dass die ausgelesenen Daten zusammengefasst und so gruppiert übermittelt werden. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Daten in ein spezielles Format, beispielsweise in ein XML-Format, konvertiert werden.
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Für das Verschlüsseln wird beispielsweise ein SSL(Secure Sockets Layer)-, bzw. TSL(Transport Layer Security)-Verschlüsselungsprotokoll verwendet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass es sich bei den Daten um statische Gerätedaten, insbesondere Parameterwerte und/oder Konfigurationsdaten, und/oder dynamische Gerätedaten, insbesondere Messwerte und/oder Diagnosewerte, handelt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße System eine auf einer von der Ausführungselektronik und von der Konfigurationseinheit entfernt angeordneten Recheneinheit ausgeführte Applikation, welche ausgestaltet ist, mittels eines dritten Kommunikationsnetzwerks auf die Konfigurationselektronik zuzugreifen. Insbesondere handelt es sich hierbei um eine Webapplikation, auf welche der Anwender mittels seiner Recheneinheit zugreifen kann. Bei dem dritten Kommunikationsnetzwerk handelt es sich insbesondere um eine LAN-Verbindung, mittels welcher die Recheneinheit mit der Konfigurationselektronik verbunden ist.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist die Konfigurationselektronik selbst und/oder die Applikation ausgestaltet, den auf der Konfigurationselektronik/und oder auf der Ausführungselektronik enthaltenen Mikroservice zu ersetzen, bzw. zu aktualisieren und/oder weitere Mikroservices (MS1, MS2, MS3) auf die Konfigurationselektronik (KE) und/oder auf die Ausführungselektronik (AE) zu laden, wobei unter dem Begriff Aktualisieren insbesondere ein Ändern einer Teilmenge der Feldgeräte, von welcher Daten auszulesen sind, ein Ändern des zumindest einen Teils von auf der Teilmenge der Feldgeräte verfügbaren Daten und/oder ein Ändern eines Protokolls, insbesondere des loT-Protokolls, mittels welchem die extrahierten oder vorverarbeiteten Informationen an die Serviceplattform übermittelt werden, verstanden wird.
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Im ersten Fall kann der Anwender auf einfache Art und Weise Änderungen eines Mikroservices mittels der Webapplikation vornehmen. Möchte er beispielsweise weitere Daten eines Feldgerätes an die Serviceplattform übermitteln lassen, so wählt er auf der Webapplikation die gewünschten Daten aus. Der so geänderte Mikroservice wird dann anschließend an die Konfigurationselektronik, bzw. an die Ausführungselektronik übermittelt. Alternativ wählt er vorkonfigurierte Mikroservices, die bestimmte Funktionalitäten beinhalten, aus und lädt diese mittels der Webapplikation auf die Konfigurationselektronik, bzw. auf die Ausführungselektronik.
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Im zweiten Fall ist die Konfigurationselektronik selbst in der Lage, die Mikroservices zu ersetzen. In einem Ausführungsbeispiel weist die entfernte Recheneinheit hierfür einen „Mikroservice-Store“ auf, analog einem aus der Telekommunikationsbranche bekannten „App-Store“, auf welchen von der Konfigurationselektronik zugegriffen werden kann und auf welche Konfigurationselektronik Mikroservices von dem „Mikroservice-Store“ heruntergeladen werden können. Die heruntergeladenen Mikroservices können anschließend auf der Konfigurationseinheit verwaltet und konfiguriert werden. Anschließend werden diese beispielsweise auf die Ausführungselektronik geladen und dort ausgeführt.
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Somit ist es für einen Anwender möglich, spezifische Daten von Feldgeräten der Anlage auszuwählen, automatisch weiterzuverarbeiten und diese Daten einem System seiner Wahl, der Serviceplattform, zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich wird dem Anwender eine Möglichkeit zur Verfügung gestellt, eine mitunter große Anzahl von Feldgeräten und deren Daten unabhängig vom Standort des Anwenders komfortabel zu verwalten und Änderungen der Funktionalitäten schnell, zentral, und gegebenenfalls gerätespezifisch zu verteilen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass die Konfigurationselektronik selbst und/oder die Applikation dazu ausgestaltet ist, den Mikroservice zu ersetzen, bzw. zu aktualisieren, ohne den laufenden Betrieb der Konfigurationselektronik oder der Ausführungselektronik zu unterbrechen. Das Ersetzen, bzw. Aktualisieren der Mikroservices erfolgt also komfortabel zur Laufzeit, wodurch Zeit eingespart werden kann. Sämtliche Mikroservices können dynamisch nachgeladen und zur Laufzeit aktualisiert werden, ohne dass Risiken für bereits laufende Systeme entstehen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass der Mikroservice eine digitale Signatur aufweist, und wobei die Konfigurationselektronik und/oder die Ausführungselektronik ausgestaltet ist, ausschließlich Mikroservices mit gültiger digitaler Signatur zu akzeptieren. Nur solche Mikroservices werden also auf der Konfigurationselektronik installiert und ausgeführt. Hierdurch wird verhindert, dass manipulierte Mikroservices mit unerwünschten Funktionalitäten ausgeführt werden können. Die Konfigurationselektronik prüft hierbei die digitale Signatur der Mikroservices.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass die Ausführungselektronik in ein Gateway integriert ist. Ein Gateway ist ein Gerät, welches Daten zwischen verschiedenen Netzwerken, welche unterschiedliche Netzwerkprotokolle verwenden, austauschen können. Die Daten können durch Mithören des auf dem ersten Kommunikationsnetzwerk übertragenen zyklischen Datenverkehrs und/oder durch aktives Abfragen der Daten von dem Feldgerät ausgelesen werden. Im Falle des Mithörens muss das Gateway dem Kommunikationsnetzwerk nicht bekannt gemacht werden, da dieses nicht aktiv an der Kommunikation teilnimmt, sondern die auf dem Kommunikationsnetzwerk übertragenen Daten lediglich aufnimmt. Ein solches Gateway ist beispielsweise in der
DE 10 2008 019 053 B4 beschrieben.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass die Konfigurationselektronik in ein Netzwerkgerät, insbesondere in einen Router oder in einen Switch, integriert ist.
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Der Entwicklungsaufwand und die Bereitstellungszeit eines solchen erfindungsgemäßen Systems werden somit verkürzt, da auf bereits existierende Geräte (Gateways, Router, Switches) zurückgegriffen wird.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass die Serviceplattform über das Internet kontaktierbar ist und als Cloud Computing Webservice ausgestaltet ist. Beispiele für eine solche Serviceplattform sind Amazon Webservices oder Microsoft Azure. Die Erfindung kann auf einfache Weise auch an neue, anwenderspezifische Serviceplattformen, welche als Datenempfänger dienen, angepasst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das erste Kommunikationsnetzwerk ein drahtloser oder drahtgebundener Feldbus nach einem Feldbusprotokoll der Automatisierungstechnik ist. Im Prinzip kann hierbei jedes gebräuchliche Protokoll eines drahtgebundenen Feldbusses der Automatisierungstechnik, wie Foundation Fieldbus®, Profibus®, Profinet®, HART®, Modbus®, Industrial Ethernet, etc. verwendet werden. Ein Beispiel für ein drahtloses Netzwerkprotokoll ist beispielsweise WirelessHART.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das zweite Kommunikationsnetzwerk ein Industrial Ethernet-Protokoll, insbesondere Ethernet/IP, HART-IP oder Profinet, aufweist. Zur Kommunikation über das dritte Netzwerk wird ein lot(Internet of Things)-Protokoll verwendet, beispielsweise MQTT, AMQP, MTConnect oder OPC-UA.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das dritte Kommunikationsnetzwerk ein Local Area-Netzwerk ist. Es ist auch möglich, dass die Recheneinheit mittels des Internets auf die Konfigurationselektronik zugreift. Vorteilhafterweise sind die Recheneinheit und die Konfigurationselektronik hierfür in ein virtuelles privates Netzwerk eingebunden, über welches die Daten übertragen werden.
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Bezüglich der zwei Kommunikationsnetzwerke sei angemerkt, dass die genannten Netzwerk- und Protokollarten beispielhafter Natur sind und dem Fachmann eine Vielzahl weiterer geeigneter Netzwerk- und Protokollarten bekannt sind.
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Des Weiteren wird die Erfindung durch einen Mikroservice zum Einsatz in dem erfindungsgemäßen System gelöst.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mikroservices sieht vor, dass der Mikroservice auf Basis eines aus Informationen über das Feldgerät erzeugten Gerätemodells generiert ist. Insbesondere handelt es sich hierbei um eine Gerätebeschreibung, insbesondere eine auf der EDD- oder FDI-Technologie basierende Gerätebeschreibung. Hierfür wird die Gerätebeschreibung analysiert und für alle lesbaren Gerätevariablen des Gerätetyps des Feldgeräts die Informationen generiert, welche zum Auslesen und Interpretieren der Daten des Feldgeräts benötigt werden (bspw. die Feldbus Kommando-Nummer, Request Daten, die Byteposition des Datums in der Antwortnachricht des Feldgeräts, den Datentyp, den Wertebereich, die Bedeutung der Enumerationswerte, etc.), wobei auch Abhängigkeiten der Gerätevariablen oder indexbasierte Kommandos berücksichtigt werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroservices sieht vor, dass der Mikroservice in einem binären und/oder verschlüsselten Dateiformat vorliegt und/oder mit einer digitalen Signatur versehen ist. Dadurch wird eine Manipulation des Mikroservices verhindert.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen
- 1: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems. Hierfür ist schematisch eine Anlage A der Prozessautomatisierung abgebildet. Die Anlage A besteht aus zwei Segmenten S1, S2, welche jeweils mit einem ersten Kommunikationsnetzwerk KN1, KN1' und einer Vielzahl von Feldgeräten FG1, FG2, FG3, FG4 bestehen. Die Segmente S1, S2 sind mit einer zentralen Steuereinheit SPS verbunden. Beispiele und Funktionen solcher Feldgeräte FG1, FG2, FG3, FG4 sind bereits im einleitenden Teil der Beschreibung aufgeführt worden.
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Beide Segmente S1, S2 sind jeweils an ein Gateway GW, GW' angeschlossen. Die Gateways GW, GW' wiederum sind über ein zweites Kommunikationsnetzwerk KN2 mit einem Netzwerkgerät NG, bei dem es sich um einen Router oder einen Switch handelt, verbunden.
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In den Gateways GW, GW' ist jeweils eine Ausführungselektronik AE, AE' integriert. Diese ist dazu ausgestaltet, um von einem übergeordneten System Konfigurationsaufgaben, bzw. Funktionalitäten zu empfangen und diese Funktionalitäten auszuführen. Bei diesem übergeordneten System handelt es sich um eine Konfigurationselektronik KE, welche in dem Netzwerkgerät NG integriert ist. Dieses Netzwerkgerät NG, auch als Edge Device bezeichnet, kann Teil eines Fog Computing Netzwerks sein, bestehend aus einer Vielzahl miteinander verbundener Netzwerkgeräte NG.
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Die Funktionalitäten beschreiben unter anderem, welche Daten, bzw. welcher Teil von Daten von zumindest einem Teil der Feldgeräte FG1, FG2, FG3, FG4 von den Gateways GW, GW' ausgelesen werden sollen. Des Weiteren dienen die Funktionalitäten zum Dekodieren der ausgelesenen Daten, also zum Verständnis, wie die ausgelesenen Daten kodiert wurden (Feldbusprotokoll, etc.) und wie diese Codierungen interpretiert werden müssen, zum Extrahieren von zumindest einem Teil von in den dekodierten Daten enthaltenen Informationen, zum Vorverarbeiten der extrahierten Informationen, und zum Übermitteln, insbesondere gesichert, bzw. verschlüsselt, der extrahierten oder vorverarbeiteten Informationen an eine Serviceplattform SP, wobei die Funktionalitäten festlegen, welches Protokoll zum Übermitteln an die Serviceplattform SP verwendet wird.
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Die Funktionalitäten werden von sogenannten Mikroservices MS1, MS2, MS3 bereitgestellt. Die Mikroservices MS1, MS2, MS3 sind in der Konfigurationselektronik KE enthalten. Diese führt die Mikroservices MS1, MS2, MS3 aus und stellt dadurch der Ausführungselektronik AE, AE' die in den Mikroservices enthaltenen Funktionalitäten bereit.
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Ein solcher Mikroservice MS1, MS2, MS3 existiert für jeden Feldgerätetypen und ist auf Basis eines aus Informationen über das Feldgerät (FG1, FG2, FG3, FG4) erzeugten Gerätemodells, beispielsweise einer EDD- oder einer FDI-Gerätebeschreibung, generiert. Diese Gerätebeschreibungen enthalten mitunter nicht alle Informationen, die zur Interpretation der Daten der Feldgeräte FG1, FG2, FG3, FG4 nötig sind, bzw. enthält Methoden, die in dieser Form nur schwer in einen Mikroservice MS1 MS2, MS3 integriert werden können. Daher kann es vorgesehen sein, das Gerätemodell durch andere Mittel, beispielsweise manuell, zu erweitern. Aus dem erweiterten Gerätemodell kann dann ein entsprechender Mikroservice MS1, MS2, MS3 generiert werden. Hierbei ist es unabhängig, von welchem der Hersteller ein jeweiliges Feldgerät FG1, FG2, FG3, FG4 stammt.
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Mittels den Mikroservices MS1, MS2, MS3 ist dadurch genau bestimmbar, welche Daten welcher Feldgeräte FG1, FG2, FG3, FG4 ausgelesen werden und an welche Stelle diese übermittelt, bzw. bereitgestellt werden sollen. Vorteilhafterweise erfolgt diese Bereitstellung der Daten nicht nur allgemein für alle Feldgeräte FG1, FG2, FG3, FG4 eines bestimmten Gerätetyps, sondern reduziert für bestimmte Einsatzzwecke - beispielsweise eingeschränkt auf die Daten, die während bestimmter Betriebsmodi der Feldgeräte FG1, FG2, FG3, FG4 entstehen - oder sogar nur für ein spezifisches Feldgerät FG1, FG2, FG3, FG4. Auf diese Weise wird dem Anwender AW nicht nur die Auswahl für ihn relevanter Daten erleichtert, sondern es wird auch das Risiko reduziert, dass ein fehlerhafter Mikroservice MS1, MS2, MS3, oder ein unterschiedliches Verhalten eines Feldgeräts FG1, FG2, FG3 Rückwirkungen auf alle unterstützten Feldgeräte FG1, FG2, FG3 mit sich zieht.
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Über das Internet ist die Konfigurationselektronik KE mit einer entfernt angeordneten Recheneinheit RE verbunden. Diese Recheneinheit RE hat Zugriff auf eine Datenbank DB, welche eine Vielzahl vorkonfigurierter Mikroservices MS1, MS2, MS3 für eine Vielzahl verschiedener Feldgerätetypen aufweist. Die vorkonfigurierten Mikroservices MS1, MS2, MS3 werden vom Herstellerwerk HW zur Verfügung gestellt und auf die Datenbank DB geladen. Alternativ ist die Datenbank DB als Mikroservice-Store, analog eines Appstores, ausgestaltet, auf welchen die Recheneinheit RE zugreifen kann.
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Ein Anwender AW kann mit seiner Recheneinheit per Internet auf die Recheneinheit RE zugreifen. Über eine Applikation WA, insbesondere eine Webapplikation, kann der Anwender AW auswählen, welche Mikroservices MS1, MS2, MS3 mit welchen Funktionalitäten auf die Konfigurationselektronik KE geladen werden sollen.
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Des Weiteren hat der Anwender AW die Möglichkeit, Mikroservices MS1, MS2, MS3 zu ändern und auf der Konfigurationselektronik KE zu ersetzen, bzw. zu aktualisieren. Hierfür wählt er einen vorkonfigurierten Mikroservice MS1, MS2, MS3 der Datenbank, beispielsweise für einen bestimmten Gerätetyp, oder einen auf der Konfigurationselektronik gespeicherten Mikroservice MS1, MS2, MS3 aus und verändert dessen Einstellungen, also dessen Funktionalitäten. Beispielsweise umfasst dies ein Ändern einer Teilmenge der Feldgeräte FG1, G2, FG3, FG4, von welcher Daten auszulesen sind, ein Ändern des zumindest einen Teils von auf der Teilmenge der Feldgeräte FG1, G2, FG3, FG4 verfügbaren Daten und/oder ein Ändern eines Protokolls, insbesondere des loT-Protokolls, mittels welchem die extrahierten oder vorverarbeiteten Informationen an die Serviceplattform SP übermittelt werden.
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Hierfür ist insbesondere vorgesehen, dass das Ersetzen, bzw. Aktualisieren der Mikroservices MS1, MS2, MS3 zur Laufzeit erfolgt, ohne dass der Betrieb der Konfigurationselektronik KE, bzw. der Ausführungselektronik AE unterbrochen wird ohne sonstige Risiken auftreten.
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Der Anwender AW kann des Weiteren auch auf die Serviceplattform SP zugreifen und die dort gespeicherten Daten weiterverarbeiten. Mit den ausgelesenen Daten, bei denen es sich bevorzugt um statische Gerätedaten, insbesondere Parameterwerte und/oder Konfigurationsdaten, und/oder dynamische Gerätedaten, insbesondere Messwerte und/oder Diagnosewerte handelt, besteht die Möglichkeit, Prozessoptimierungen und vorbeugende Wartung der Anlage auf Basis genügend großer Datenmengen durchzuführen.
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Alternativ ist die Ausführungselektronik AE auf dem Netzwerkgerät NG implementiert, oder ist die Konfigurationselektronik KE auf dem Gateway GW, GW' implementiert. Es kann auch vorgesehen sein, beide Elektroniken AE, KE auf einem Gerät AE, KE zu implementieren.
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Mittels des erfindungsgemäßen Systems kann der Anwender AW unabhängig von Hersteller, Standort und/oder Kommunikationsform (Feldbusschnittstelle, unterstützte Protokolle, etc.) eines Feldgeräts FG1, FG2, FG3, FG4 von zentraler Stelle aus auf Daten seiner Anlage A zugreifen, bzw. konfigurieren, wie und welche Daten erhoben werden sollen. Durch Nutzung etablierter IT-Protokolle und Verfahren ist der weltweit verteilte Datenzugriff, mittels Internet, nur durch die IT-Infrastruktur begrenzt, jedoch nicht durch die installierte Feldbusstruktur (erstes und zweites Kommunikationsnetzwerk KN1, KN1', KN2) der Anlage A.
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Es versteht sich von selbst, dass die gezeigten Ausführungsbeispiele ausschließlich beispielhafter Natur sind und das erfindungsgemäße Verfahren mit jeglicher Art und Anordnung von Feldgeräten FG1, FG2, FG3, FG4 in Segmenten S1, S2 einer Anlage A der Prozessautomatisierung ausführbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- A
- Anlage der Prozessautomatisierung
- AE, AE'
- Ausführungselektronik
- AW
- Anwender
- DB
- Datenbank
- FG1, FG2, FG3, FG4
- Feldgerät
- GW, GW'
- Gateway
- HW
- Herstellerwerk
- KE
- Konfigurationselektronik
- KN1, KN1'
- Erstes Kommunikationsnetzwerk
- KN2
- Zweites Kommunikationsnetzwerk
- KN3
- Drittes Kommunikationsnetzwerk
- MS1, MS2, MS3
- Mikroservice
- NG
- Netzwerkgerät
- S1, S2
- Segmente der Anlage
- SP
- Serviceplattform
- SPS
- Steuereinheit
- WA
- Applikation
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008019053 B4 [0027]
