DE102018133469A1

DE102018133469A1 - Zugriff auf ein Feldgerät oder eine Feldbuskomponente unter Verwendung eines optisch erfassbaren Codes

Info

Publication number: DE102018133469A1
Application number: DE102018133469.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Müller Osolin; Michael Mayer; Werner Luber
Original assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Current assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-06-25

Abstract

Es wird ein Feldbussystem beschrieben. Das Feldbussystem umfasst ein Feldgerät oder eine Feldbuskomponente, das beziehungsweise die mit einem Feldbusnetzwerk verbunden ist. Außerdem umfasst das Feldbussystem einen QR-Code oder einen anderen optisch erfassbaren Code, der dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente zugeordnet ist und der innerhalb des Feldbussystems angebracht ist oder anzeigbar ist. Darüber hinaus umfasst das Feldbussystem ein Feldbediengerät, das dazu ausgelegt ist, den QR-Code oder den anderen optisch erfassbaren Code zu erfassen und auszuwerten, wobei der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code mindestens einen Verbindungspfad angibt, über den eine Datenverbindung zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente herstellbar ist, oder einen Verweis auf eine Datenstruktur oder eine Webseite oder einen Webservice angibt, von der der mindestens eine Verbindungspfad aufrufbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Feldbussystem. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Feldgerät oder eine Feldbuskomponente. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Datenverbindung von einem Feldbediengerät zu einem Feldgerät oder einer Feldbuskomponente.
In der Automatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massedurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte etc., die als Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck bzw. Temperatur erfassen.
In Feldbussystemen der Prozessautomatisierungstechnik wird häufig über mobile Feldbediengeräte auf die Feldgeräte und Feldbuskomponenten zugegriffen, beispielsweise über Tablets, Mobiltelefone oder Laptops. Derartige Zugriffen werden beispielsweise durchgeführt, um Parameter der Feldgeräte und Feldbuskomponenten auszulesen und zu verändern. Um eine Verbindung vom Feldbediengerät zu dem jeweiligen Feldgerät oder der jeweiligen Feldbuskomponente aufbauen zu können, veranlassen derartige Feldbediengeräte in vielen Fällen Gerätescans innerhalb einzelner Feldbussegmente, um die Verbindungsmöglichkeiten zu dem jeweiligen Feldgerät oder der jeweiligen Feldbuskomponente abzufragen. Derartige Abfragen und Scans verursachen jedoch eine zusätzliche Belastung des Feldbusnetzwerks.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Zugriff von einem Feldbediengerät aus auf ein Feldgerät oder eine Feldbuskomponente eines Feldbusnetzwerks zu vereinfachen und dem Feldbediengerät die hierfür benötigte Information bereitzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1, 16, 17 und 18 angegebenen Merkmale.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Feldbussystem gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst ein Feldgerät oder eine Feldbuskomponente, das beziehungsweise die mit einem Feldbusnetzwerk verbunden ist. Außerdem umfasst das Feldbussystem einen QR-Code oder einen anderen optisch erfassbaren Code, der dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente zugeordnet ist und der innerhalb des Feldbussystems angebracht ist oder anzeigbar ist. Darüber hinaus umfasst das Feldbussystem ein Feldbediengerät, das dazu ausgelegt ist, den QR-Code oder den anderen optisch erfassbaren Code zu erfassen und auszuwerten, wobei der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code mindestens einen Verbindungspfad angibt, über den eine Datenverbindung zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente herstellbar ist, oder einen Verweis auf eine Datenstruktur oder eine Webseite oder einen Webservice angibt, von der der mindestens eine Verbindungspfad abrufbar ist.
Der an einer beliebigen Stelle des Feldbussystems vorzugsweise mit Bezug zum Feldgerät oder der Feldbuskomponente angebrachte QR-Code kann vom Feldbediengerät auf einfache Weise optisch erfasst und ausgewertet werden, wobei die in diesem QR-Code enthaltenen Informationen den Aufbau einer Datenverbindung zwischen dem Feldbediengerät und dem Feldgerät bzw. der Feldbuskomponenten ermöglichen. Insbesondere kann innerhalb des QR-Codes ein Verbindungspfad für den Verbindungsaufbau angegeben sein. Darüber hinaus kann beispielsweise ein Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks angegeben sein. In dem QR-Code können darüber hinaus beispielsweise Zugangsprotokolle insbesondere für einen drahtlosen Zugang zum Feldbusnetzwerk spezifiziert sein. Darüber hinaus können beispielsweise die innerhalb der Feldbussegmente des Feldbusnetzwerks zu verwendenden Verbindungsprotokolle spezifiziert sein.
Der QR-Code ermöglicht auf intuitive Art und Weise einen schnellen Zugriff auf die Parameter eines Feldgeräts oder einer Feldbuskomponente. Nach dem Erfassen des QR-Codes wird die Verbindung von der Zugangssoftware des Feldbediengeräts selbständig hergestellt, so dass sich der Benutzer nicht um die Details des Verbindungsaufbaus kümmern muss. Dies ermöglicht einen bequemen Verbindungsaufbau, wobei der Benutzer mit geringem Aufwand den von ihm gewünschten Zugriff auf ein bestimmtes Feldgerät durchführen kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die räumliche Zuordnung des QR-Codes zum Feldgerät oder durch die Anbringung des QR-Codes an einer Stelle, die einen thematischen Bezug zum jeweiligen Feldgerät aufweist, der Benutzer sicher sein kann, dass er tatsächlich auf das von ihm ausgewählte Feldgerät zugreift. Durch diese Zuordnung ist ausgeschlossen, dass der Benutzer irrtümlich ein falsches Feldgerät anspricht. Diese klare Zuordnung zwischen dem QR-Code und dem angesprochenen Feldgerät bzw. der angesprochenen Feldbuskomponente erhöht die Bediensicherheit und verhindert Fehler.
Bei einem Feldgerät oder einer Feldbuskomponente gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist am Feldgerät oder an der Feldbuskomponente ein QR-Code oder ein anderer optisch erfassbarer Code angebracht. Der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code gibt mindestens einen Verbindungspfad an, über den eine Datenverbindung zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente herstellbar ist.
Ein Verfahren entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung dient zum Herstellen einer Datenverbindung von einem Feldbediengerät zu einem Feldgerät oder einer Feldbuskomponente, wobei das Feldgerät oder die Feldbuskomponente mit einem Feldbusnetzwerk verbunden ist. Das Verfahren umfasst das Erfassen und Auswerten eines QR-Codes, der dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente zugeordnet ist, durch das Feldbediengerät, wobei in dem QR-Code mindestens ein Verbindungspfad angegeben ist, über den eine Datenverbindung zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente hergestellt werden kann. Darüber hinaus umfasst das Verfahren den Aufbau einer Datenverbindung von dem Feldbediengerät zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente über einen im QR-Code angegebenen Verbindungspfad.
Ein Verfahren entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung dient zum Herstellen einer Datenverbindung von einem Feldbediengerät zu einem Feldgerät oder einer Feldbuskomponente, wobei das Feldgerät oder die Feldbuskomponente mit einem Feldbusnetzwerk verbunden ist. Das Verfahren umfasst das Erfassen und Auswerten eines QR-Codes, der dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente zugeordnet ist, durch das Feldbediengerät, wobei in dem QR-Code ein Verweis auf eine Datenstruktur oder eine Webseite oder einen Webservice angegeben ist, über die bzw. über den mindestens ein Verbindungspfad abgerufen werden kann, über den eine Datenverbindung zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente herstellbar ist. Das Verfahren umfasst das Abrufen von mindestens einem Verbindungspfad von der Datenstruktur oder der Webseite oder dem Webservice. Darüber hinaus umfasst das Verfahren den Aufbau einer Datenverbindung von dem Feldbediengerät zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente über einen von der Datenstruktur oder der Webseite oder dem Webservice abgerufenen Verbindungspfad.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Feldbusnetzwerk mit einem Felderfassungsgerät;
2 ein Felderfassungsgerät, das Verbindungsmöglichkeiten in einem mehrere Feldbussegmente umfassenden Feldbusnetzwerk ermittelt;
3 ein Verbindungsverzeichnis, in dem zu den verschiedenen Feldgeräten die zugehörigen Verbindungsmöglichkeiten angegeben sind;
4 ein Feldbediengerät, das das Verbindungsverzeichnis vom Felderfassungsgerät abruft, eine Verbindungsmöglichkeit zu einem Feldgerät auswählt und entsprechend dieser Verbindungsmöglichkeit auf das Feldgerät zugreift; und
5 ein Feldgerät mit einem daran angebrachten QR-Code, in dem Verbindungsmöglichkeiten zu dem Feldgerät kodiert sind; und
6 ein Feldbusnetzwerk, in dem von einem Feldbediengerät aus eine drahtlose Verbindung zu einem Feldgerät hergestellt wird.

1 zeigt ein Feldbusnetzwerk 1 mit einem Feldbus 2, an den eine Mehrzahl von Feldgeräten 3-1, 3-2, 3-3 angeschlossen ist. An den Feldbus 2 ist darüber hinaus ein Feldzugangsgerät 4 angeschlossen, über das von außen auf die einzelnen Feldgeräte 3-1, 3-2, 3-3 zugegriffen werden kann. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, ein Feldgerät zu konfigurieren, Parameter des Feldgeräts auszulesen oder neu zu setzen. beispielsweise zu konfigurieren, Parameter auszulesen, etc. Bei dem in 1 gezeigten Feldbusnetzwerk 1 ist darüber hinaus ein Felderfassungsgerät 5 an den Feldbus 2 angeschlossen. Das Felderfassungsgerät 5 ist dazu ausgelegt, zu erfassen, welche unterschiedlichen Möglichkeiten des Zugriffs auf die Feldgeräte 3-1, 3-2, 3-3 es gibt. Insbesondere ist das Felderfassungsgerät 5 dazu ausgebildet zu ermitteln, welche Verbindungsprotokolle von den einzelnen Feldgeräten 3-1, 3-2, 3-3 unterstützt werden. Außerdem kann seitens des Felderfassungsgeräts 5 beispielsweise erfasst werden, über welche Zugriffspfade innerhalb des Feldbusnetzwerks 1 ein Zugriff auf die verschiedenen Feldgeräte 3-1, 3-2, 3-3 erfolgt. Beispielsweise kann ein Zugriff auf die verschiedenen Feldgeräte 3-1, 3-2, 3-3 über eine drahtlose Verbindung, beispielsweise über eine Mobilfunkverbindung oder eine WLAN-Verbindung, oder aber über eine drahtgestützte Verbindung erfolgen. Die Informationen zu den unterschiedlichen Zugriffsmöglichkeiten werden vom Felderfassungsgerät 5 in einem Verbindungsverzeichnis 6 zusammengestellt und gespeichert. Bei dem Felderfassungsgerät 5 kann es sich um ein eigenständiges Gerät handeln. Alternativ dazu kann das Felderfassungsgerät 5 aber auch als Teil einer anderen Netzwerkkomponente, beispielsweise eines EDGE-Geräts, ausgebildet sein.
Vorzugsweise sind im Verbindungsverzeichnis 6 zu den Feldgeräten 3-1, 3-2, 3-3 die von den Feldgeräten unterstützten Verbindungsprotokolle sowie die möglichen Zugriffspfade und Einstiegspunkte angegeben. Das Verbindungsverzeichnis 6 dient insofern als „Connection Dictionary“. Insbesondere werden über das vom Felderfassungsgerät 5 bereitgestellte Verbindungsverzeichnis 6 sämtliche für den Zugriff auf die verschiedenen Feldgeräte 3-1, 3-2, 3-3 benötigten Informationen zur Verfügung gestellt. Das Felderfassungsgerät 5 ist dazu ausgelegt, das Verbindungsverzeichnis 6 gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Schema, vorzugsweise in regelmäßigen zeitlichen Abständen zu aktualisieren und die Verbindungsinformationen im Verbindungsverzeichnis 6 auf den aktuellen Stand zu bringen.
Seitens der Benutzer besteht das Bedürfnis, innerhalb einer Produktionsanlage von einem mobilen Feldbediengerät 7 aus, beispielsweise von einem Tablet aus, auf ein bestimmtes Feldgerät des Feldbusnetzwerks 1 zuzugreifen, um beispielsweise einzelne Parameter des Feldgeräts zu überprüfen. Um einen derartigen Zugriff auf ein Feldgerät durchzuführen, ruft das Feldbediengerät 7 zunächst das Verbindungsverzeichnis 6 vom Felderfassungsgerät 5 ab. Der Zugriff auf ein bestimmtes Feldgerät, beispielsweise auf das Feldgerät 3-2, kann dann entsprechend einer im Verbindungsverzeichnis 6 zum Feldgerät 3-2 aufgeführten Zugriffsmöglichkeit unter Verwendung eines geeigneten Verbindungsprotokolls durchführt werden.
Dabei ist das Felderfassungsgerät 5 lediglich dazu ausgebildet, dem Feldbediengerät 7 die benötigten Verbindungsinformationen zur Verfügung zu stellen. Das Felderfassungsgerät 5 selbst ist nicht dazu ausgebildet, als Zugangsknoten für das Feldbusnetzwerk 1 zu dienen und eine Verbindung zu einem der Feldgeräte 3-1, 3-2, 3-3 herzustellen. Vielmehr kann das Feldbediengerät 7 mittels der bereitgestellten Verbindungsinformation die Verbindung zum jeweiligen Feldgerät über einen hierfür vorgesehenen Zugangsknoten des Feldbusnetzwerks 1 herstellen. In dem in 1 gezeigten Beispiel kann das Feldbediengerät 7 beispielsweise über das Feldzugangsgerät 4 auf das Feldbusnetzwerk 1 zugreifen.
Insbesondere im Bereich der Ethernet-basierten Verbindungsprotokolle und Industrial Ethernet Protokolle unterstützen Feldgeräte und Feldbuskomponenten häufig mehrere unterschiedliche Verbindungsprotokolle. Feldgeräte und Feldbuskomponenten, die dazu ausgelegt sind, über eines dieser Ethernet-basierten Protokolle angesprochen zu werden, unterstützen häufig auch noch ein oder zwei andere Ethernet-basierte Verbindungsprotolle, so dass es demzufolge unterschiedliche Möglichkeiten des Zugriffs auf diese Feldgeräte und Feldbuskomponenten gibt. In vielen Fällen ist es möglich, ein Feldgerät über ein und dieselbe Anschlussleitung über unterschiedliche Ethernet-basierte Verbindungsprotokolle anzusprechen.
Mögliche Verbindungsprotokolle sind dabei beispielsweise Profinet, TCP UA, OPC UA, CDI_TCP, EtherNet/IP, HART-IP. Daneben kann auf eine Vielzahl von Geräten auch über das Verbindungsprotokoll HTTP zugegriffen werden.
Das Felderfassungsgerät 5 ist dazu ausgelegt, für mehrere unterschiedliche Verbindungsprotokolle eine Abfrage durchzuführen, welche Feldgeräte und Feldbuskomponenten das jeweilige Verbindungsprotokoll unterstützen. Eine Möglichkeit zur Durchführung einer derartigen Abfrage ist, einen Scan innerhalb des Feldbusnetzwerks oder innerhalb von einzelnen Feldbussegmenten des Feldbusnetzwerks zu veranlassen, um auf diese Weise diejenigen Feldgeräte und Feldbuskomponenten zu ermitteln, die das jeweilige Verbindungsprotokoll unterstützen.
Voraussetzung hierfür ist, dass das jeweilige Verbindungsprotokoll derartige Scan- oder Discovery-Befehle unterstützt. Falls dies der Fall ist, kann das Felderfassungsgerät 5 den Scanbefehl zu dem jeweiligen Verbindungsprotokoll an das Feldbusnetzwerk oder an zumindest ein Feldbussegment übermitteln, das daraufhin die Feldgeräte und Feldbuskomponenten innerhalb des Feldbusnetzwerks oder innerhalb zumindest eines Feldbussegments überprüft und ermittelt, welche Feldgeräte und Feldbuskomponenten das jeweilige Verbindungsprotokoll unterstützen. Unter einem Feldbussegment ist dabei ein Bereich eines Feldbusnetzwerks zu verstehen, vorzugsweise ein in Bezug auf die Netzwerkinfrastruktur abgegrenzter Bereich.
Allerdings gibt es auch Verbindungsprotokolle wie beispielsweise HTTP, für die es keinen derartigen Scan- oder Discovery-Befehl gibt. Um auch in einem derartigen Fall herausfinden zu können, welche der Feldgeräte und Feldbuskomponenten des Feldbusnetzwerks 1 das jeweilige Verbindungsprotokoll unterstützen, kann als zweite Möglichkeit vorgesehen sein, dass das Felderfassungsgerät 5 jeweils testweise Verbindungen zu den einzelnen Feldgeräten und Feldbuskomponenten des Feldbusnetzwerks 1 aufzubauen versucht. Häufig sind die Ports der Feldgeräte und Feldbuskomponenten, über die ein Verbindungsaufbau erfolgen kann, vorab bekannt. Beispielsweise erfolgt der Verbindungsaufbau bei HTTP über den Port 80. Insofern kann das Felderfassungsgerät 5 durch den versuchsweisen Aufbau von Testverbindungen zu einem bestimmten Verbindungsprotokoll ermitteln, welche Feldgeräte und Feldbuskomponenten dieses Verbindungsprotokoll unterstützen.
Basierend auf den Ergebnissen dieser Abfragen stellt das Felderfassungsgerät 5 ein Verbindungsverzeichnis 6 zur Verfügung, in dem sämtliche Verbindungsmöglichkeiten zu den Feldgeräten und Feldbuskomponenten des Feldbusnetzwerks aufgeführt sind. Dabei sind die einzelnen Verbindungsmöglichkeiten innerhalb des Verbindungsverzeichnisses 6 vorzugsweise den einzelnen Feldgeräten und Feldbuskomponenten entsprechend sortiert, so dass unmittelbar erkennbar ist, welche Verbindungsmöglichkeiten für ein bestimmtes Gerät existieren. Beispielsweise können die Verbindungsmöglichkeiten entsprechend den IP-Adressen der Geräte, entsprechend den MAC-Adressen der Geräte oder entsprechend den Gerätetags oder Station Names der Geräte in dem Verbindungsverzeichnis 6 angeordnet sein. Die Informationen zu einer bestimmten Verbindungsmöglichkeit zu einem bestimmten Gerät umfassen dabei in erster Linie das Verbindungsprotokoll, über das das Gerät angesprochen werden kann. Darüber hinaus können aber auch Informationen zu den Zugriffspfaden sowie den zu verwendenden Einstiegspunkten innerhalb des Feldbusnetzwerks bereitgestellt werden. Zusätzlich können innerhalb des Verbindungsverzeichnisses 6 zusätzliche Informationen zu den Feldgeräten und Feldbuskomponenten wie beispielsweise Gerätetyp, Gerätehersteller, Tag, I P-Adresse, MAC-Adresse sowie weitere Angaben, die bei den vom Felderfassungsgerät 5 durchgeführten Abfragen ermittelt wurden, abgespeichert sein.
Das Felderfassungsgerät 5 ist dazu ausgelegt, das Verbindungsverzeichnis 6 gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Schema, vorzugsweise in regelmäßigen zeitlichen Abständen zu aktualisieren und die Verbindungsinformationen im Verbindungsverzeichnis 6 auf den aktuellen Stand zu bringen. Die hierfür erforderlichen Abfragen und Scans werden vom Felderfassungsgerät 5 gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Schema wiederholt durchgeführt.
Im Folgenden sollen ohne Anspruch auf Vollständigkeit einige spezifische Verbindungsprotokolle diskutiert werden.
Das Verbindungsprotokoll Profinet ist ein Beispiel eines Industrial Ethernet-Protokolls, bei dem Befehle und Daten in Form von Ethernet-Paketen übermittelt werden. Das Protokoll Profinet umfasst einen Scanbefehl zur Abfrage von Feldgeräten und Feldbuskomponenten, die das Protokoll Profinet unterstützen.
Bei dem Verbindungsprotokoll CDI_TCP handelt es sich um ein proprietäres Industrial Ethernet-Protokoll der Firma Endress + Hauser.
Der von der OPC-Foundation bereitgestellte Standard OPC Unified Architecture oder kurz OPC UA umfasst zum einen Methoden zur Datenmodellierung, die das Erstellen von Informationsmodellen auf der Basis von objektrelationalen Konstrukten ermöglichen. Daneben dienen die Standards OPC UA und TCP UA als Verbindungsprotokolle, welche insbesondere eine Authentifizierung, Zertifizierung, Zutrittskontrolle neben dem eigentlichen Kommunikationsprotokoll bieten. Innerhalb des Verbindungsstandards OPC UA ist ein Discovery-Service definiert, der es ermöglicht, diejenigen Feldgeräte und Feldbuskomponenten zu identifizieren, die den Standard OPC UA unterstützen.
EtherNet/IP ist ein weiterer verbreiteter Ethernet-basierter Feldbus, der auf einem offenen Industriestandard basiert. In EtherNet/IP ist ebenfalls ein Scanbefehl definiert, um die Feldgeräte und Feldbuskomponenten zu ermitteln, die den Standard unterstützen. Insbesondere für die Anbindung von HART-Komponenten gibt es die Standards HART-IP sowie Wireless HART. Bei diesen Standards handelt es sich ebenfalls um Ethernet-basierte Protokolle, bei denen die HART-Rohdaten in Form von Ethernet-Paketen übermittelt werden. Auch HART-IP sowie Wireless HART unterstützen jeweils eine Scanfunktionalität.
Daneben stellen viele Feldgeräte und Feldbuskomponenten jeweils eine eigene Webseite oder einen Webservice zur Verfügung, über die ein Zugriff auf Parameter des jeweiligen Feldgeräts oder der jeweiligen Feldbuskomponente möglich ist. Bei dieser Lösung können beispielsweise über das Verbindungsprotokoll HTTP Geräteparameter ausgelesen oder modifiziert werden. Zur Erzeugung der Webseite oder des Webservice kann das jeweilige Feldgerät oder die jeweilige Feldbuskomponente jeweils einen eigenen Webserver umfassen. Im Verbindungsprotokoll HTTP (Hypertext Transfer Protocol) ist es nicht möglich, mittels eines Scanbefehls abzufragen, ob die jeweiligen Feldgeräte und Feldbuskomponenten eine Webserver-Funktionalität unterstützen oder nicht. Insofern ist es bei dieser Lösung nur möglich, vom Felderfassungsgerät 5 aus HTTP-basierte Testverbindungen zu den einzelnen Feldgeräten und Feldbuskomponenten über den hierfür reservierten Port 80 aufzubauen zu versuchen. Durch den versuchsweisen Aufbau derartiger Testverbindungen vom Felderfassungsgerät 5 aus kann ermittelt werden, welche der Feldgeräte und Feldbuskomponenten des Feldbusnetzwerks über das Verbindungsprotokoll HTTP ansprechbar sind.
Darüber hinaus ist es möglich, auch das Felderfassungsgerät 5 selbst mit einer Webserver-Funktionalität auszustatten. Über die Webserver-Funktion des Felderfassungsgeräts 5 kann eine eigens hierfür vorgesehene Webseite bereitgestellt werden, die eine Mehrzahl von Links zu den Webseiten und Webservices der Feldgeräte und Feldbuskomponenten des Netzwerksystems bereitstellt. Insofern ist es möglich, über diesen Webpage-Service des Felderfassungsgeräts 5 über das Verbindungsprotokoll HTTP auf die in dieser Übersicht aufgeführten Feldgeräte und Feldbuskomponenten zuzugreifen und über das Protokoll HTTP Parameter auszulesen oder neu zu setzen. Für den Gerätezugriff ist dann lediglich die Kenntnis der IP-Adresse der vom Felderfassungsgerät 5 bereitgestellten Webpage erforderlich.
Das Felderfassungsgerät kann dazu ausgelegt sein, lediglich innerhalb des mindestens einen Feldbussegments, mit dem das Felderfassungsgerät verbunden ist, eine Abfrage nach Feldgeräten und Feldbuskomponenten, die ein bestimmtes Verbindungsprotokoll unterstützen, durchzuführen. Alternativ dazu kann sich die vom Felderfassungsgerät durchgeführte Abfrage von Verbindungsmöglichkeiten jedoch auch über mehrere Feldbussegmente hinweg erstrecken. Ein derartiges Beispiel ist in 2 gezeigt. Das Felderfassungsgerät 8 ist über eine drahtgebundene Verbindung mit einem ersten Einstiegspunkt 9 eines Feldbussegments 10 verbunden und darüber hinaus über eine Drahtlosverbindung mit einem zweiten Einstiegspunkt 11 eines zweiten Feldbussegments 12 verbunden. Das Felderfassungsgerät 8 kann daher sowohl im Feldbussegment 10 als auch im Feldbussegment 12 diejenigen Feldgeräte und Feldbuskomponenten identifizieren, die ein bestimmtes Verbindungsprotokoll unterstützen. Darüber hinaus können die vom Felderfassungsgerät 8 durchgeführten Abfragen auch auf diejenigen Feldbussegmente ausgedehnt werden, die über Gateway-Geräte 13, 14 mit den Feldbussegmenten 10 und 12 in Verbindung stehen. Insofern können die vom Felderfassungsgerät 8 durchgeführten Abfragen zu den Feldgeräten und Feldbuskomponenten, die bestimmte Verbindungsprotokolle unterstützen, durch die Gateway-Geräte 13 und 14 hindurch auch auf die benachbarten Feldbussegmente 15 und 16 ausgedehnt werden, so dass auch innerhalb dieser Feldbussegmente 15 und 16 diejenigen Feldgeräte und Feldbuskomponenten identifiziert werden können, die über ein bestimmtes Verbindungsprotokoll erreichbar sind. Beispielsweise ist es möglich, dass seitens des Felderfassungsgeräts 8 zu einem bestimmten Verbindungsprotokoll ein rekursiver Scan durchgeführt wird, der durch die Gateway-Geräte 13 und 14 hindurch nacheinander den Gerätebestand im Feldbussegment 16, im Feldbussegment 15 und anschließend im Feldbussegment 10 scannt. Auch der versuchsweise Aufbau von Testverbindungen zu Feldgeräten und Feldbuskomponenten innerhalb der Feldbussegmente 15 und 16 ist durch die Gateway-Geräte 13 und 14 hindurch möglich. Aufgrund dieser Vorgehensweisen kann das Felderfassungsgerät 8 auch für komplexe und verschachtelte Netzwerktopologien, die eine Vielzahl von Feldbussegmenten umfassen, eine Übersicht über die Verbindungsmöglichkeiten für die verschiedenen Feldgeräte und Feldbuskomponenten erfassen und bereitstellen.
Ein Beispiel eines Verbindungsverzeichnisses 17, welches vom Felderfassungsgerät 5 basierend auf den Ergebnissen der oben beschriebenen Abfragen und Gerätescans erstellt wird, ist in 3 gezeigt. Im Verbindungsverzeichnis 17 sind sämtliche Verbindungsmöglichkeiten zu drei verschiedenen Feldgeräten aufgeführt, wobei jedes der Feldgeräte durch seine IP-Adresse, den Tag und den Gerätetyp näher spezifiziert ist. Zusätzlich können hier weitere Geräteangaben aufgeführt sein, die im Zuge der durchgeführten Abfragen von den Geräten erhalten werden. In dem in 3 gezeigten Verbindungsverzeichnis 17 sind die Verbindungsmöglichkeiten zu den beiden Durchflussmessgeräten Tank_1 und Tank_7 sowie zum Füllstandsmessgerät Tank_12 angegeben. Wie anhand der Tabelle erkennbar ist, kann das Durchflussmessgerät Tank_1 ausschließlich über das Verbindungsprotokoll Profinet angesprochen werden. Dagegen unterstützt das Durchflussmessgerät Tank_7 die Verbindungsprotokolle Profinet und OPC UA, so dass hier eine Auswahl zwischen zwei unterschiedlichen Ethernet-basierten Verbindungsprotokollen möglich ist. Das Füllstandsmessgerät Tank_12 unterstützt nur das Verbindungsprotokoll HART-IP und stellt darüber hinaus einen Webserver zur Verfügung, so dass über das Verbindungsprotokoll HTTP auf die Webseite des Füllstandsmessgeräts Tank_12 zugegriffen werden kann. Daher ist auch beim Füllstandsmessgerät Tank_12 eine Auswahl zwischen zwei unterschiedlichen Verbindungsprotokollen möglich. Zusätzlich zu den im Beispiel von 3 gezeigten Angaben kann das Verbindungsverzeichnis 17 auch Informationen zu Zugangspfaden und möglichen Einstiegspunkten für den Aufbau einer Datenverbindung zu dem jeweiligen Feldgerät umfassen. Darüber hinaus kann beispielsweise vorgesehen sein, über das Felderfassungsgerät 5 für verschiedene Feldgeräte und Feldbuskomponente Treiber zum Download vorzuhalten, beispielsweise Treiber gemäß dem Standard FDI-Packages.
In 4 ist das Feldbussystem 18 gezeigt, für das das in 3 dargestellte Verbindungsverzeichnis 17 erfasst wurde. An den Feldbus 19 sind daher ein Durchflussmessgerät 20 mit dem Tag Tank_1, ein Durchflussmessgerät 21 mit dem Tag Tank_7 sowie ein Füllstandsmessgerät 22 mit dem Tag Tank_12 angeschlossen. Das ebenfalls an den Feldbus 19 angeschlossene Felderfassungsgerät 23 ist dazu ausgelegt, die Verbindungsmöglichkeiten zu den Feldgeräten 20, 21 und 22 abzufragen und basierend auf dem Ergebnis dieser Abfragen das in 3 gezeigte Verbindungsverzeichnis 17 zu erstellen. In diesem Verbindungsverzeichnis 17 sind zu jedem der Feldgeräte 20 bis 22 die Verbindungsmöglichkeiten für einen Zugriff auf das jeweilige Feldgerät aufgeführt.
Es soll nun angenommen werden, dass von einem Feldbediengerät 24 aus auf ein bestimmtes Feldgerät des Feldbusnetzwerks 17, beispielsweise auf das Durchflussmessgerät 21, zugegriffen werden soll. Bei dem Feldbediengerät 24 kann es sich beispielsweise um ein Mobilgerät handeln, beispielsweise um ein Tablet, ein Laptop oder ein Mobiltelefon, auf dem eine Feldzugangssoftware wie beispielsweise das Programm Field Care von Endress+Hauser installiert ist. Das Feldbediengerät 24 ist dazu ausgelegt, zunächst eine Verbindung zum Felderfassungsgerät 23 herzustellen und in Schritt 25 die aktuelle Version des Verbindungsverzeichnisses 17 zum Feldbediengerät 24 herunterzuladen. Damit ist das Verbindungsverzeichnis 17 auf Seiten des Feldbediengeräts 24 verfügbar. Aus dem Verbindungsverzeichnis 17 geht hervor, dass das Durchflussmessgerät 21 wahlweise über Profinet oder OPC UA angesprochen werden kann. Aus diesen zwei Verbindungsmöglichkeiten wählt das Feldbediengerät 24 in Schritt 26 die am besten geeignete Verbindungsmöglichkeit aus, beispielsweise eine Verbindung über das Protokoll Profinet. Anschließend wird im Schritt 27 eine Profinet-Verbindung zwischen dem Feldbediengerät 24 und dem Durchflussmessgerät 21 hergestellt. Zur Auswahl der am besten geeigneten Verbindung können vorab auf Seiten des Feldbediengeräts 24 geeignete Kriterien definiert werden, wie beispielsweise Übertragungsbandbreite, Anforderungen an die Latenzzeit, insbesondere Echtzeitanforderungen, Verfügbarkeit des Verbindungsprotokolls auf Seiten des Feldbediengeräts 24, etc.
In 5 ist ein weiterer Aspekt der Erfindung veranschaulicht. Dabei ist ein QR-Code 28 an einem Feldgerät 29 angebracht, wobei in dem QR-Code 28 die Informationen kodiert sind, die von einem Feldbediengerät 30 für den Zugriff auf das jeweilige Feldgerät 29 benötigt werden. Alternativ dazu könnte der QR-Code 28 beispielsweise auch neben dem Feldgerät 29 angebracht sein. Seitens des Feldbediengeräts 30 kann der QR-Code 28 ausgelesen und ausgewertet werden, wobei die in dem QR-Code 28 enthaltenen Verbindungsinformationen dann einen Zugriff des Feldbediengeräts 30 auf das jeweilige Feldgerät 29 ermöglichen. Insbesondere kann in dem QR-Code 28 ein Verbindungspfad für den Zugriff auf das Feldgerät 29 angegeben sein. Darüber hinaus kann zu diesem Verbindungspfad auch ein zugehöriger Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks spezifiziert sein, über den vom Feldbediengerät 30 aus eine Verbindung zum Feldgerät 29 hergestellt werden kann. Darüber hinaus können die im QR-Code 28 kodierten Informationen beispielsweise ein Zugangsprotokoll und/oder ein Verbindungsprotokoll für den Aufbau der Datenverbindung zum Feldgerät 29 umfassen. Dabei wird vom Feldbediengerät 30 aus vorzugsweise eine drahtlose Verbindung zu einem Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks hergestellt.
Bei einem QR-Code handelt es sich um einen zweidimensionalen, optisch erfassbaren Code, in dem Daten binär kodiert werden können. Der QR-Code besteht aus einer quadratischen Matrix aus dunklen und hellen Quadraten, die die kodierten Daten binär darstellen. Eine spezielle Markierung in drei der vier Ecken des Quadrats gibt die Orientierung vor. Die Daten im QR-Code sind durch einen fehlerkorrigierenden Code geschützt. Dadurch wird der Verlust von bis zu 30% des Codes toleriert. Bei dem Begriff QR-Code handelt es sich um eine eingetragene Marke der Firma Denso Wave. Beim QR-Code handelt es sich um das bekannteste Beispiel eines optisch erfassbaren zweidimensionalen Codes, mit dem sich Daten binär kodieren lassen. Bei einer binären Kodierung sind die Werte Null und Eins einer zu kodierenden Information in definierte helle und dunkle Bereiche innerhalb des Codes umgesetzt. Lediglich beispielhaft sind hierzu die spezifischen Codes Mikro-QR-Code, Secure-QR-Code (SQRC), iQR-Code und Frame-QR-Code zu nennen. All diese und weitere Varianten des QR-Codes sind im Sinne dieser Anmeldung vom Begriff „QR-Code“ mit umfasst. Daneben gibt es eine Vielzahl von alternativen Möglichkeiten, einen optisch erfassbaren zweidimensionalen Code zum binären Kodieren von Informationen aufzusetzen. Eine bekannte Möglichkeit wäre beispielsweise ein Barcode, der wegen seiner flächigen Auslegung ebenfalls als zweidimensionaler Code zu verstehen ist, weil die Nullen und Einsen der zu kodierenden Information in flächige helle und dunkle Bereiche umgesetzt sind. Neben diesen bekannten Beispielen ist eine Vielzahl von weiteren Codedefinitionen möglich.
Erzeugen des QR-Codes
In dem QR-Code ist mindestens ein Verbindungspfad angegeben, der in einem gegebenen Feldbusnetzwerk eine Verbindung von einem Feldbediengerät über einen Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks bis hin zu dem jeweiligen Feldgerät oder der Feldbuskomponente angibt. Dieser mindestens eine Verbindungspfad muss zur Erzeugung des QR-Codes vorab bekannt sein. Der Verbindungspfad kann beispielsweise mittels des oben beschriebenen Felderfassungsgeräts erzeugt werden, das zu einer Mehrzahl von Feldgeräten und Feldbuskomponenten eines Feldbusnetzwerks jeweils eine oder mehrere Verbindungsmöglichkeiten erfasst. Dieses Felderfassungsgerät kann beispielsweise eine Zusatzfunktionalität umfassen, die ein oder mehrere Verbindungspfade zu einem bestimmten Feldgerät oder einer Feldbuskomponente ermittelt und daraus einen QR-Code erzeugt. Zusätzlich kann auch ein möglicher Einstiegspunkt sowie die zu verwendenden Zugangs- und Verbindungsprotokolle in dem QR-Code enthalten sein.
Allerdings ist es nicht zwingend erforderlich, den QR-Code mittels des vorstehend beschriebenen Felderfassungsgeräts zu erzeugen. Alternativ dazu wäre es beispielsweise möglich, die für die Erzeugung des QR-Codes benötigten Verbindungspfade mittels einer Software zu ermitteln, die die hierfür benötigten Informationen zur Topologie eines bestimmten Feldbusnetzwerks zur Verfügung hat. Die erforderlichen Informationen zur Topologie werden beispielsweise in einer Feldzugangssoftware bereitgehalten, beispielsweise in einer Rahmenapplikation, in die der Topologie des Netzwerks entsprechend verschiedene Treiber zum Ansprechen der verschiedenen Feldgeräte und Feldbuskomponenten eingebunden sind. Als Beispiel für eine derartige Feldzugangssoftware ist das Programm Field Care der Firma Endress + Hauser zu nennen. Eine derartige Feldzugangssoftware könnte dazu verwendet werden, basierend auf der vorhandenen Information zur Topologie des Feldbusnetzwerks einen geeigneten Zugangspfad für einen Zugriff des Feldbediengeräts auf das jeweilige Feldgerät oder die jeweilige Feldbuskomponente zu bestimmen und diesen Zugangspfad gegebenenfalls mit weiteren Informationen in Form eines QR-Codes oder eines anderen optisch erfassbaren Codes auszugeben. Letztlich wäre zur Erzeugung des QR-Codes jede Software geeignet, der die zur Bestimmung des Zugriffspfads erforderlichen Topologieinformationen zur Verfügung stehen.
Anbringen bzw. Darstellen des QR-Codes
Der so erzeugte QR-Code kann entweder unmittelbar am Feldgerät oder an der Feldbuskomponente oder aber räumlich entfernt vom Feldgerät oder von der Feldbuskomponente an einem Ort, der vorzugsweise einen Bezug zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente hat, angebracht werden. Beispielsweise könnte der QR-Code in Form eines Etiketts ausgedruckt und am Feldgerät oder unmittelbar neben dem Feldgerät in der Einbauumgebung des Feldgeräts angebracht werden. Alternativ dazu wäre es beispielsweise möglich, die QR-Codes von sämtlichen Feldgeräten oder zumindest den wichtigsten Feldgeräten und Feldbuskomponenten eines Netzwerksegments an einem zentralen Kontrollstand oder Bedienrechner anzubringen, so dass an dieser zentralen Stelle die für den Zugriff auf die Feldgeräte und Feldbuskomponenten benötigten Informationen vorgehalten werden. Darüber hinaus ist es auch denkbar, einen stark vergrößerten QR-Code, der eine optische Erfassung aus weiter Entfernung ermöglicht, an einer hervorgehobenen Stelle innerhalb einer Industrieanlage vorzusehen. Beispielsweise könnte an einer Außenwand eines Tanks oder eines Silos ein überdimensionierter QR-Code angebracht sein, der einen direkten Zugriff auf einen Füllstandssensor für den jeweiligen Tank beziehungsweise das jeweilige Silo ermöglicht.
Eine weitere Möglichkeit zur Darstellung des QR-Codes ist, das an einem Feldgerät oder an einer Feldbuskomponente vorgesehene Display, das im regulären Betrieb zur Bedienung des Feldgeräts dient, darüber hinaus dafür zu nutzen, einen QR-Code anzuzeigen, der den Verbindungspfad zu diesem Feldgerät in optisch erfassbarer Form angibt. Der auf dem Display anzuzeigende QR-Code kann beispielsweise von einer Feldzugangssoftware aus, die auf einem Hostrechner installiert ist, über das Feldbusnetzwerk zum jeweiligen Feldgerät oder der jeweiligen Feldbuskomponente übermittelt werden. Beispielsweise kann ein Parameter festgelegt werden, der dezidiert zur Übermittlung des QR-Codes bzw. der im QR-Code enthaltenen Verbindungsinformationen ausgelegt ist. Dieser Parameter wird dann von der Feldzugangssoftware zum jeweiligen Feldgerät oder der jeweiligen Feldbuskomponente übermittelt, woraufhin der jeweilige QR-Code auf dem Display des Feldgeräts oder der Feldbuskomponente angezeigt wird.
Erfassen und Dekodieren des QR-Codes
Für den Zugriff auf die Feldgeräte und Feldbuskomponenten eines Feldbusnetzwerks werden in zunehmendem Maße mobile Geräte wie beispielsweise Tablets, Laptops und Mobiltelefone eingesetzt, welche vor Ort einen Zugriff auf die Parameter eines Feldgeräts oder einer Feldbuskomponente ermöglichen, wobei die Parameter zum einen gelesen, zum andern aber auch modifiziert bzw. neu gesetzt werden können. Dabei wird von derartigen Mobilgeräten in der Regel eine drahtlose Verbindung zu einem Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks aufgebaut. Darüber hinaus umfassen derartige Mobilgeräte in der Regel eine Kamera, mit der der zum Feldgerät oder der Feldbuskomponente gehörige QR-Code fotografiert werden kann. Der optisch erfasste QR-Code wird im nächsten Schritt von einer auf Seiten des Feldbediengeräts installierten Software ausgewertet, um auf diese Weise den Verbindungspfad und darüber hinaus gegebenenfalls den Einstiegspunkt und das zu verwendende Zugangs- und/oder Verbindungsprotokoll zu erhalten.
Auf Seiten des Feldbediengeräts kann eine Zugangssoftware vorgesehen sein, die dazu ausgelegt ist, den QR-Code optisch zu erfassen und auszuwerten, um auf diese Weise Informationen über den Verbindungspfad, den Einstiegspunkt und das zu verwendende Protokoll bzw. die zu verwendenden Protokolle zu erhalten. Dabei kann die Situation auftreten, dass in dem vom Feldbediengerät erfassten Bildausschnitt mehrere QR-Codes von mehreren unterschiedlichen Feldgeräten oder Feldbuskomponenten zu erkennen sind. Für ein Zugriffsverfahren unter Verwendung eines QR-Codes ist es wesentlich, dass der Benutzer sicher sein kann, dass auf das gewünschte Feldgerät oder die gewünschte Feldbuskomponente zugegriffen wird. Insofern könnte in der Zugangssoftware eine Möglichkeit für den Benutzer vorgesehen werden, um aus verschiedenen angezeigten QR-Codes eine Auswahl zu treffen. Nachdem der Benutzer diese Auswahl vorgenommen hat, kann die Zugangssoftware den ausgewählten QR-Code auswerten und über den darin enthaltenen Zugangspfad eine Verbindung zu dem gewünschten Feldgerät oder der gewünschten Feldbuskomponente aufbauen.
Aufbau einer Kommunikationsverbindung zu dem Feldgerät oder der Feldbuskom ponente
Auf der Basis der im QR-Code enthaltenen Angaben kann das Feldbediengerät dann über den angegebenen Einstiegspunkt und über den spezifizierten Verbindungspfad innerhalb des Feldbusnetzwerks eine Datenverbindung zu dem jeweiligen Feldgerät oder der jeweiligen Feldbuskomponente aufbauen. Dabei kann in dem QR-Code auch das Zugangsprotokoll und/oder das Verbindungsprotokoll spezifiziert sein, über das die Datenverbindung aufgebaut wird. In der überwiegenden Anzahl der Fälle wird das Mobilgerät eine drahtlose Datenverbindung mit einem Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks aufbauen. Als Zugangsprotokolle für den Aufbau einer derartigen drahtlosen Datenverbindung eignen sich insbesondere die Protokolle WLAN und Bluetooth. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass das Mobilgerät eine Mobilfunkverbindung zu einem Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks aufbaut.
In 6 ist anhand eines Beispiels gezeigt, wie ein Mobilgerät anhand der im QR-Code spezifizierten Verbindungsinformationen eine Datenverbindung zu einem bestimmten Feldgerät oder einer bestimmten Feldbuskomponente aufbauen kann. Hierzu stellt das Feldbediengerät 31 über ein geeignetes Zugangsprotokoll eine drahtlose Datenverbindung zu einem Einstiegspunkt 32 des Feldbusnetzwerks 33 her. Dabei kann der Verbindungspfad zum ausgewählten Feldgerät 34 über eine verschachtelte Netzwerktopologie hinweg geführt werden. Beispielsweise erstreckt sich bei dem in 6 gezeigten Beispiel der Verbindungspfad 35 vom Feldbusnetzwerk 36-1 über das Gatewaygerät 37 zum Feldbussegment 36-2 und zum ausgewählten Feldgerät 34. Sobald die Datenverbindung 35 hergestellt ist, kann von der Zugangssoftware des Feldbediengeräts 31 aus auf die Parameter des Feldgeräts 34 zugegriffen werden. Dabei ist der Verbindungspfad 35 zum Feldgerät 34 in dem zum Feldgerät 34 gehörigen QR-Code spezifiziert. Beispielsweise können im QR-Code der Einstiegspunkt sowie verschiedene IP-Adressen von Feldbuskomponenten entlang des Verbindungspfads 35 angegeben sein, beispielsweise die IP-Adresse des Gatewaygeräts 37. Darüber hinaus kann ein Zugangsprotokoll für die drahtlose Verbindung zum Einstiegspunkt 32 im QR-Code angegeben sein, beispielsweise eines der Zugangsprotokolle Bluetooth, WLAN oder ein Mobilfunkprotokoll. Darüber hinaus kann im QR-Code auch spezifiziert sein, welches Verbindungsprotokoll innerhalb der Feldbussegmente 36-1, 36-2 für den Aufbau der Datenverbindung zu verwenden ist.
Um den Bedienaufwand für den Benutzer gering zu halten und einen bequemen Zugriff auf das gewünschte Feldgerät oder die gewünschte Feldbuskomponente zu ermöglichen, ist es bevorzugt, im QR-Code lediglich eine einzige Verbindungsmöglichkeit zum Feldgerät 34 anzugeben. Sofern es mehrere unterschiedliche Verbindungsmöglichkeiten gibt, ist es in der Regel vorteilhaft, vorab eine Auswahl zu treffen und im QR-Code lediglich eine vorteilhafte Verbindungsmöglichkeit anzugeben.
Alternativ dazu ist es aber auch möglich, im QR-Code mehrere alternative Verbindungspfade, Zugangsprotokolle und Verbindungsprotokolle anzugeben. Beispielsweise könnte im QR-Code spezifiziert werden, dass sowohl über Bluetooth als auch über WLAN auf ein bestimmtes Feldgerät oder eine bestimmte Feldbuskomponente zugegriffen werden kann, wobei dann auf Seiten des Feldbediengeräts eine Auswahl getroffen werden kann, über welches Zugangsprotokoll die Verbindung zum gewünschten Feldgerät 34 aufgebaut werden soll. Bei einem Tablet oder einem Laptop wird im Regelfall eine WLAN-Verbindung aufgebaut, während bei Mobiltelefonen ein Zugriff über Bluetooth vorteilhaft ist. Insofern kann auf Seiten des Feldbediengeräts anhand des Gerätetyps des Feldbediengeräts entschieden werden, ob der Zugang zum Feldbusnetzwerk über WLAN oder über Bluetooth oder über ein Mobilfunkprotokoll hergestellt werden soll. Passend zum ausgewählten Zugangsprotokoll wird ein geeigneter Einstiegspunkt sowie ein geeigneter Verbindungspfad zum jeweiligen Feldgerät aus den im QR-Code angegebenen Informationen ausgewählt, so dass für sämtliche möglichen Zugangsprotokolle ein Verbindungsaufbau ermöglicht wird. Darüber hinaus wäre es auch möglich, im QR-Code mehrere alternativ verwendbare Verbindungsprotokolle für die verschiedenen Feldbussegmente 36-1, 36-2 anzugeben. In diesem Fall müsste der Benutzer über die Zugangssoftware des Feldbediengeräts 31 eine Auswahl unter diesen Ethernet-basierten Verbindungsprotokollen treffen. In den meisten Fällen wäre es aus Gründen der Nutzerfreundlichkeit vorteilhaft, wenn die Zugangssoftware diese Entscheidung aufgrund vorgegebener Priorisierungsregeln selbsttätig vornehmen könnte, so dass ein vollautomatischer Verbindungsaufbau ermöglicht wird. Auch die Auswahl zwischen verschiedenen Zugangsprotokollen wie beispielsweise Bluetooth oder WLAN könnte von der Zugangssoftware selbsttätig unter Berücksichtigung des jeweiligen Gerätetyps des Feldbediengeräts 31 automatisch vorgenommen werden.
Bei der bisher diskutierten Lösung waren die für den Verbindungsaufbau zum Feldgerät 34 erforderlichen Informationen im QR-Code selbst enthalten. Alternativ dazu könnte im QR-Code ein Link zu einer Webseite oder einem Webservice angegeben sein, beispielsweise zu einer Webseite des weiter oben beschriebenen Felderfassungsgeräts, über die die für den Verbindungsaufbau zum jeweiligen Feldgerät benötigten Informationen zusammengestellt sind. Alternativ dazu könnte im QR-Code eine Verknüpfung zu einem Eintrag des Verbindungsverzeichnisses 17 angegeben sein, das vom Felderfassungsgerät bereitgestellt wird. In diesen Fällen würde der QR-Code also nur einen indirekten Zugriff auf das jeweilige Feldgerät ermöglichen, so dass eine Redirektion stattfindet. Eine derartige Lösung hat den Vorteil, dass auf der Webseite oder dem Webservice, die beispielsweise von dem Felderfassungsgerät oder einer Feldzugangssoftware bereitgestellt wird, stets die aktuellen Zugangsinformationen zu den Feldgeräten und Feldbuskomponenten bereitgehalten werden, so dass es auch bei einer Veränderung der Topologie des Feldbusnetzwerks nicht notwendig ist, die an den Feldgeräten und Feldbuskomponenten angebrachten QR-Codes auszutauschen. Die für den Zugriff auf die Feldgeräte und Feldbuskomponenten benötigten Informationen müssten dann lediglich einmal zentral auf der Übersichtsseite aktualisiert werden.
Bei den bisherigen Ausführungen wurde der Begriff „QR-Code“ als Beispiel für einen optisch erfassbaren, maschinenlesbaren zweidimensionalen Code verwendet, der es ermöglicht, Informationen binär zu kodieren. Anstatt eines QR-Codes kann jedoch auch ein beliebig anderer optisch erfassbarer Code, der die Kodierung binärer Informationen ermöglicht, verwendet werden.

Claims

Ein Feldbussystem, welches aufweist: ein Feldgerät (29, 34) oder eine Feldbuskomponente, das beziehungsweise die mit einem Feldbusnetzwerk (33) verbunden ist, einen QR-Code (28) oder einen anderen optisch erfassbaren Code, der dem Feldgerät (29, 34) oder der Feldbuskomponente zugeordnet ist und der innerhalb des Feldbussystems angebracht ist oder anzeigbar ist, ein Feldbediengerät (30, 31), das dazu ausgelegt ist, den QR-Code (28) oder den anderen optisch erfassbaren Code zu erfassen und auszuwerten, wobei der QR-Code (28) oder der andere optisch erfassbare Code mindestens einen Verbindungspfad (35) angibt, über den eine Datenverbindung zu dem Feldgerät (29, 34) oder der Feldbuskomponente herstellbar ist, oder einen Verweis auf eine Datenstruktur oder eine Webseite oder einen Webservice angibt, von der der mindestens eine Verbindungspfad (35) abrufbar ist.
Feldbussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem anderen optisch erfassbaren Code um einen zweidimensionalen maschinenlesbaren Code handelt, der eine vorgegebene Information binär kodiert darstellt.
Feldbussystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens eines von folgenden: - in dem QR-Code oder dem anderen optisch erfassbaren Code ist mindestens ein Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks angegeben, über den das Feldbediengerät eine Verbindung zu dem Feldbusnetzwerk herstellen kann; - in dem QR-Code oder dem anderen optisch erfassbaren Code ist mindestens ein Zugangsprotokoll angegeben, wobei das Feldbediengerät mittels des mindestens einen Zugangsprotokolls eine Verbindung zu einem Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks herstellen kann; - in dem QR-Code oder dem anderen optisch erfassbaren Code ist mindestens ein Zugangsprotokoll angegeben, wobei das Feldbediengerät mittels des mindestens einen Zugangsprotokolls eine Verbindung zu einem Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks herstellen kann, wobei das mindestens eine Zugangsprotokoll mindestens ein Zugangsprotokoll für einen drahtlosen Zugang zum Feldbusnetzwerk umfasst; - in dem QR-Code oder dem anderen optisch erfassbaren Code ist mindestens ein Verbindungsprotokoll angegeben, wobei innerhalb des Feldbusnetzwerks die Datenübertragung zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente über das mindestens eine Verbindungsprotokoll erfolgt.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungspfad mindestens eine IP-Adresse von mindestens einer entlang des Verbindungspfads vorgesehenen Feldbuskomponente umfasst.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code die von einem Feldbediengerät für den Zugriff auf das Feldgerät oder die Feldbuskomponente benötigten Informationen angibt.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines von folgenden: - der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code ist an dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente angebracht; - der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code ist auf ein Trägermedium aufgedruckt oder aufgebracht; - das Trägermedium mit dem QR-Code oder dem anderen optisch erfassbaren Code ist an dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente angebracht; - der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code ist auf ein Etikett aufgedruckt oder aufgebracht; - das Feldgerät oder die Feldbuskomponente weist eine Anzeigeeinheit auf, wobei der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code auf der Anzeigeeinheit anzeigbar ist; - der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code oder der im QR-Code oder im anderen optisch erfassbaren Code angegebene mindestens eine Verbindungspfad ist von einem Feldzugangsgerät aus zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente übermittelbar.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines von folgenden: - das Feldbediengerät umfasst eine Kamera, mit der der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code erfasst werden kann; - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, den erfassten QR-Code oder den anderen optisch erfassbaren Code zu dekodieren und den in dem QR-Code oder dem anderen optisch erfassbaren Code enthaltenen mindestens einen Verbindungspfad zu ermitteln; - das Feldbediengerät umfasst eine Zugangssoftware, die dazu ausgelegt ist, eine Datenverbindung zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente über einen im QR-Code oder im anderen optisch erfassbaren Code angegebenen Verbindungspfad herzustellen; - bei dem Feldbediengerät handelt es sich um ein Mobilgerät; - bei dem Feldbediengerät handelt es sich um eines von folgenden: ein Laptop, ein Tablet, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein persönlicher digitaler Assistent; - die Zugangssoftware des Feldbediengeräts ist dazu ausgelegt, für den Fall, dass die Kamera mehrere QR-Codes oder mehrere andere optisch erfassbare Codes erfasst, eine Auswahl des Benutzers abzufragen.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eines von folgenden: - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, für den Fall, dass im QR-Code oder im anderen optisch erfassbaren Code mehr als ein möglicher Verbindungspfad und/oder mehr als ein möglicher Einstiegspunkt angegeben ist, selbsttätig eine bevorzugte Verbindungsmöglichkeit auszuwählen; - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, für den Fall, dass im QR-Code oder im anderen optisch erfassbaren Code mehr als ein möglicher Verbindungspfad und/oder mehr als ein möglicher Einstiegspunkt angegeben ist, vom Benutzer eine Entscheidung für eine Verbindungsmöglichkeit abzufragen.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines von folgenden: - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, eine drahtlose Datenverbindung zu einem Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks aufzubauen; - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, über ein Zugangsprotokoll eine drahtlose Datenverbindung zu einem Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks aufzubauen; - bei dem Zugangsprotokoll handelt es sich um eines von folgenden: WLAN, Bluetooth, ein Mobilfunkprotokoll.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eines von folgenden: - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, für den Fall, dass im QR-Code oder im anderen optisch erfassbaren Code mehr als ein mögliches Zugangsprotokoll angegeben ist, selbsttätig ein bevorzugtes Zugangsprotokoll auszuwählen; - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, für den Fall, dass im QR-Code oder im anderen optisch erfassbaren Code mehr als ein mögliches Zugangsprotokoll angegeben ist, vom Benutzer eine Entscheidung für ein Zugangsprotokoll abzufragen.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines von folgenden: - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, für den Fall, dass im QR-Code oder im anderen optisch erfassbaren Code mehr als ein mögliches Zugangsprotokoll angegeben ist, anhand des Gerätetyps des Feldbediengeräts selbsttätig ein bevorzugtes Zugangsprotokoll auszuwählen; - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, für den Fall, dass es sich bei dem Feldbediengerät um ein Mobiltelefon handelt, als Zugangsprotokoll Bluetooth auszuwählen; - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, für den Fall, dass es sich bei dem Feldbediengerät um ein Laptop oder ein Tablet handelt, als Zugangsprotokoll WLAN auszuwählen.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldbusnetzwerk dazu ausgelegt ist, dass innerhalb des Feldbusnetzwerks die Datenübertragung zu dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente über mindestens ein Verbindungsprotokoll erfolgt.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eines von folgenden: - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, für den Fall, dass im QR-Code oder im anderen optisch erfassbaren Code mehr als ein mögliches Verbindungsprotokoll angegeben ist, selbsttätig ein bevorzugtes Verbindungsprotokoll auszuwählen; - das Feldbediengerät ist dazu ausgelegt, für den Fall, dass im QR-Code oder im anderen optisch erfassbaren Code mehr als ein mögliches Verbindungsprotokoll angegeben ist, vom Benutzer eine Entscheidung für ein Verbindungsprotokoll abzufragen.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines von folgenden: - bei dem mindestens einen Verbindungsprotokoll handelt es sich um mindestens ein ethernetbasiertes Verbindungsprotokoll; - das mindestens eine Verbindungsprotokoll umfasst mindestens eines von folgenden: Profinet, HTTP, TCP UA, OPC UA, CDI_TCP, EtherNet/IP, HART-IP.
Feldbussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines von folgenden: - der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code enthält einen Verweis auf eine Webseite oder einen Webservice, die jeweils mindestens einen Verbindungspfad zu einer Mehrzahl von Feldgeräten und/oder Feldbuskomponenten angibt; - das Feldbusnetzwerk umfasst ein Felderfassungsgerät, das dazu ausgelegt ist, ein Verbindungsverzeichnis bereitzustellen, in dem zu jedem Feldgerät und jeder Feldbuskomponente einer Menge von Feldgeräten und Feldbuskomponenten des Feldbusnetzwerks jeweils mindestens ein Verbindungspfad angegeben ist, über den das jeweilige Feldgerät oder die jeweilige Feldbuskomponente ansprechbar ist, wobei der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code einen Verweis auf den zu dem jeweiligen Feldgerät oder der jeweiligen Feldbuskomponente gehörigen Eintrag des Verbindungsverzeichnisses enthält; - das Feldbusnetzwerk umfasst ein Felderfassungsgerät, wobei der QR-Code oder der andere optisch erfassbare Code einen Verweis auf eine von einem Felderfassungsgerät bereitgestellte Webseite oder einen Webservice enthält.
Ein Feldgerät (29, 34) oder eine Feldbuskomponente, bei der am Feldgerät (29, 34) oder an der Feldbuskomponente ein QR-Code (28) oder ein anderer optisch erfassbarer Code angebracht ist, wobei der QR-Code (28) oder der andere optisch erfassbare Code mindestens einen Verbindungspfad (35) angibt, über den eine Datenverbindung zu dem Feldgerät (29, 34) oder der Feldbuskomponente herstellbar ist.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Datenverbindung von einem Feldbediengerät (30, 31) zu einem Feldgerät (29, 34) oder einer Feldbuskomponente, wobei das Feldgerät (29, 34) oder die Feldbuskomponente mit einem Feldbusnetzwerk (33) verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Erfassen und Auswerten eines QR-Codes (28), der dem Feldgerät (29, 34) oder der Feldbuskomponente zugeordnet ist, durch das Feldbediengerät (30, 31), wobei in dem QR-Code (28) mindestens ein Verbindungspfad (35) angegeben ist, über den eine Datenverbindung zu dem Feldgerät (29, 34) oder der Feldbuskomponente hergestellt werden kann, - Aufbau einer Datenverbindung von dem Feldbediengerät (30, 31) zu dem Feldgerät (29, 34) oder der Feldbuskomponente über einen im QR-Code (28) angegebenen Verbindungspfad (35).
Ein Verfahren zum Herstellen einer Datenverbindung von einem Feldbediengerät (30, 31) zu einem Feldgerät (29, 34) oder einer Feldbuskomponente, wobei das Feldgerät (29, 34) oder die Feldbuskomponente mit einem Feldbusnetzwerk (33) verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Erfassen und Auswerten eines QR-Codes (28), der dem Feldgerät (29, 34) oder der Feldbuskomponente zugeordnet ist, durch das Feldbediengerät (30, 31), wobei in dem QR-Code (28) ein Verweis auf eine Datenstruktur oder eine Webseite oder einen Webservice angegeben ist, über die bzw. über den mindestens ein Verbindungspfad (35) abgerufen werden kann, über den eine Datenverbindung zu dem Feldgerät (29, 34) oder der Feldbuskomponente herstellbar ist, - Abrufen von mindestens einem Verbindungspfad (35) von der Datenstruktur oder der Webseite oder dem Webservice; - Aufbau einer Datenverbindung von dem Feldbediengerät (30, 31) zu dem Feldgerät (29, 34) oder der Feldbuskomponente über einen von der Datenstruktur oder der Webseite oder dem Webservice abgerufenen Verbindungspfad (35).
Verfahren nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass über ein Zugangsprotokoll eine Verbindung vom Feldbediengerät zu einem Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks aufgebaut wird und über mindestens ein Verbindungsprotokoll eine Verbindung zwischen dem Einstiegspunkt des Feldbusnetzwerks und dem Feldgerät oder der Feldbuskomponente aufgebaut wird.