-
Die Erfindung betrifft eine automatisierungstechnische Anordnung mit wenigstens einem Automatisierungsgerät und einem Netzwerkgerät sowie ein Verfahren zur Inbetriebnahme, Prüfung, Überwachung und/oder Wartung eines Automatisierungsgeräts und/oder einer Maschine oder Anlage mit einem Automatisierungsgerät.
-
In der Automatisierungstechnik besteht häufig die Notwendigkeit, auf Automatisierungsgeräte mittels einer Verbindung zur Datenübertragung zugreifen zu können. Moderne Automatisierungsgeräte weisen hierfür zwar regelmäßig geeignete Schnittstellen, wie beispielsweise Ethernet-basierte Schnittstellen, auf, sind mit diesen Schnittstellen aber nicht zwangsläufig an ein übergeordnetes Rechnernetz, beispielsweise ein Intranet oder das Internet, angebunden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Automatisierungsgerät Bestandteil einer Maschine und/oder einer Anlage ist, die nicht dauerhaft in ein Datenübertragungsnetzwerk eingebunden ist, sondern in datentechnischer Hinsicht „autark“ betrieben wird. Auch bieten die Produktionsumgebungen, in denen viele Maschinen und/oder Anlagen eingesetzt werden, auch heute noch keine entsprechende Infrastruktur, um die Maschinen und/oder Anlagen an ihrem Aufstellungsort in ein kabelgebundenes Netzwerk einbinden zu können. Das Bereitstellen einer solchen Infrastruktur ist in vielen Fällen insbesondere deswegen zu aufwändig, da ein in Rede stehender Datenzugriff auf das Automatisierungsgerät oftmals nicht permanent im laufenden Betrieb notwendig ist, sondern lediglich in bestimmten Situationen benötigt wird.
-
Automatisierungsgeräte der in Rede stehenden Art sind jedoch häufig auf Kabelverbindungen angewiesen, da sie - bereits aus Sicherheitsüberlegungen - häufig keine Schnittstellen für drahtlose Datenverbindungen aufweisen. Um eine temporäre Datenverbindung mit dem Automatisierungsgerät aufbauen zu können, ist daher häufig hochspezialisierte Hardware nötig, um ein jeweiliges Automatisierungsgerät über seine entsprechende Datenschnittstelle ansteuern zu können, wenn kurzfristig ein Datenzugriff auf ein Automatisierungsgerät erfolgen soll. Dies ist naturgemäß mit einem entsprechenden Aufwand und Kosten verbunden.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen kabelbasierten Datenzugriff auf Automatisierungsgeräte auf eine kostengünstige und praxisgerechte Art und Weise zur Verfügung zu stellen.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine automatisierungstechnische Anordnung sowie ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.
-
Bei dem Automatisierungsgerät, auf das zugegriffen werden soll, kann es sich insbesondere um eine Steuerungseinrichtung und/oder ein Feldgerät handeln. Unter einem Feldgerät ist in diesem Zusammenhang insbesondere ein Sensor und/oder Aktor zu verstehen, der über eine eigene entsprechende Datenschnittstelle verfügt. Steuerungseinrichtungen können insbesondere speicherprogrammierbare Steuerungen sein.
-
Die automatisierungstechnische Anordnung weist weiterhin ein Netzwerkgerät auf. Dieses Netzwerkgerät weist eine erste Schnittstelle auf, die mittels einer Kabelverbindung zur Datenübertragung mit dem Automatisierungsgerät verbunden ist, sodass erste Daten über die Kabelverbindung zwischen dem Netzwerkgerät und dem Automatisierungsgerät ausgetauscht werden können. Durch den so ermöglichten Datenaustausch kann über das Netzwerkgerät in einfacher Weise kabelgebunden auf das Automatisierungsgerät zugegriffen werden. Dabei handelt es sich bei der ersten Schnittstelle um ein Bussystem. Das Netzwerkgerät und insbesondere das Bussystem ist hierbei dazu ausgebildet, dass das Netzwerkgerät über das Bussystem von einem Host als Peripheriegeräte angesprochen werden kann. Dabei ist das Netzwerkgerät, insbesondere das Bussystem, ebenfalls dazu ausgebildet, dass das Netzwerkgerät während seiner konkreten Verwendung als Bestandteil der Anordnung selbst als Host fungiert.
-
Mit anderen Worten besteht die vorliegende Erfindung insbesondere darin, dass ein Netzwerkgerät, welches grundsätzlich dazu ausgebildet ist, dass es, wenn es über seine erste Schnittstelle verbunden wird, von einem Host als Peripheriegerät angesprochen werden kann, derart zu verwenden, dass das Netzwerkgerät während seiner konkreten Verwendung als Bestandteil der Anordnung selbst als Host fungiert.
-
Viele Netzwerkgeräte, die sich grundsätzlich für einen Zugriff auf ein Automatisierungsgerät über eine Kabelverbindung zur Datenübertragung eignen würden, sind prinzipiell bzw. primär dazu ausgelegt, über ihre kabelgebundene Schnittstelle als Peripheriegerät angesprochen zu werden. Dies trifft insbesondere auf Netzwerkgeräte zu, die hinsichtlich ihrer informationstechnischen Hardware-Ressourcen ausreichend ausgestattet sind, um einen Datenzugriff auf ein Automatisierungsgerät in sinnvoller Weise durchzuführen, dabei allerdings über derart begrenzte Ressourcen verfügen, dass sie vergleichsweise kostengünstig und in der Regel als Massenprodukte verfügbar sind.
-
In diesem Zusammenhang kann es sich bei der ersten Schnittstelle insbesondere um einen USB-Schnittstelle handeln. In diesem Fall kann das Netzwerkgerät vorzugsweise als Host entsprechend der USB-OTG-Spezifikation (USB on the go) fungieren, wenn es mit dem Automatisierungsgerät verbunden ist und so die in Rede stehende Anordnung bildet. Netzwerkgeräte mit entsprechenden USB-Schnittstellen, die USB-OTG fähig sind, sind als Standardprodukte verbreitet und erfüllen die gewünschte Funktionalität. In diesem Zusammenhang kann die Kabelverbindung insbesondere ein USB-OTG-Adapter aufweisen. Derartige Adapter sind ebenfalls als Massenprodukte auf dem Markt verfügbar und können über nach dem USB-Standard standardisierte Steckverbinder in einfacher Weise mit dem Netzwerkgerät verbunden werden.
-
Die Kabelverbindung kann alternativ und/oder ergänzend einen USB-Ethernet-Adapter aufweisen. Derartige Adapter erlauben die Verbindung von Steckverbindern nach dem USB-Standard mit Steckverbindungen nach dem Ethernet-Standard. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn die Datenschnittstelle des Automatisierungsgeräts eine Ethernet-basierte Schnittstelle ist.
-
Das Netzwerkgerät kann eine zweite Schnittstelle zur Verbindung des Netzwerkgeräts mit einem Netzwerk aufweisen, mit der zweite Daten über das Netzwerk gesendet und/oder empfangen werden können. Bei einer derartigen Schnittstelle kann es sich beispielsweise um eine WLAN-Schnittstelle handeln. Es kann sich aber auch um eine Schnittstelle zur Datenübertragung über ein Mobilfunknetz handeln. Eine derartige Schnittstelle ermöglicht zunächst den grundsätzlichen Austausch zwischen Netzwerkgerät und dem Netzwerk, mit dem das Netzwerkgerät verbunden wird. Bei dem Netzwerk kann es sich um ein Mobilfunknetz, das Internet und/oder ein Intranet handeln.
-
Die zweiten Daten können insbesondere Informationen über die ersten Daten enthalten, überarbeitete erste Daten sein und/oder identisch mit den ersten Daten sein. Auf diese Weise können unterschiedliche Funktionalitäten realisiert werden. In letzterem Falle können Daten beispielsweise unverändert durch das Netzwerkgerät „durchgeleitet“ werden. Die primäre Funktion des Netzwerkgeräts ist es hierbei, das Automatisierungsgerät „direkt“ an das Netzwerk anzubinden. Es kann sich jedoch bei den zweiten Daten auch um überarbeitete erste Daten handeln. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn eine Datenkonvertierung erfolgt, beispielsweise weil die Daten, die in einem bestimmten Datenformat vom Automatisierungsgerät bezogen werden, zunächst überarbeitet werden müssen, um von einer Software, an die die Daten über das Netzwerk gesendet werden, verarbeitet werden zu können. Weiterhin können die zweiten Daten lediglich Informationen über erste Daten enthalten. Dies bedeutet insbesondere, dass der Informationsgehalt der zweiten Daten über den Inhalt der ersten Daten nicht ausreicht, um die ersten Daten vollständig aus den zweiten Daten zu rekonstruieren. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die ersten Daten nach bestimmten Informationen ausgewertet werden, beispielsweise Gesamtwerte und/oder Durchschnittswerte gebildet werden, die dann als zweite Daten über das Netzwerk gesendet werden, oder wenn die ersten Daten beispielsweise anonymisiert und/oder pseudonymisiert werden, bevor sie als zweite Daten über das Netzwerk gesendet werden. Über das Netzwerkgerät kann, insbesondere unter Verwendung der zweiten Daten, auch eine Verifikation bzw. Validierung (im Sinne von Security) von Daten, insbesondere der ersten Daten, stattfinden. Auch eine Zugangskontrolle kann über eine Software im Netzwerkgerät realisiert werden.
-
Die Anordnung kann dazu ausgebildet sein, mittels des Netzwerkgeräts erste Daten aus einem Speicher des Automatisierungsgeräts auszulesen und/oder in einen Speicher des Automatisierungsgeräts zu schreiben. Bei dem Speicher des Automatisierungsgeräts kann es sich insbesondere um einen nicht-flüchtigen Speicher handeln. Auf diese Weise wird insbesondere die Möglichkeit der Programmierung und/oder Parametrierung des Automatisierungsgeräts über das Netzwerkgerät eröffnet. In diesem Zusammenhang kann es sich bei den Daten insbesondere um Daten handeln, wie technische Parameter des Automatisierungsgeräts und/oder einer durch das Automatisierungsgerät beeinflussbaren Maschine und/oder Anlage betreffen. Es kann sich insbesondere um einen oder eine Mehrzahl der folgenden Parameter handeln: einen Parameter für eine Identifizierung, einen Parameter für eine Diagnose, einen Parameter für ein Condition Monitoring, einen Parameter für die Steuerung des Automatisierungsgerätes, eine Sollgeschwindigkeit, eine Zielposition, eine Betriebsdauer, einen Temperaturwert, eine Drehmomentgrenze. Auch Dateien z.B. Logbuch-Dateien oder Trace-Dateien können kommuniziert werden.
-
In diesem Zusammenhang kann das Netzwerkgerät insbesondere zur Verarbeitung und/oder Verwendung der ersten Daten eingerichtet sein. Hierbei kann das Netzwerkgerät insbesondere eine programmierbare Recheneinheit aufweisen, die zur Verwendung und/oder Verarbeitung der ersten Daten programmiert ist. Netzwerkgeräte mit der in Rede stehenden Schnittstellenfunktionalität weisen häufig derartige programmierbare Recheneinheiten auf. Dabei handelt sich mittlerweile bereits um vergleichsweise leistungsfähige Prozessoren, die eine respektable Kapazität zur Datenverarbeitung bereitstellen. Auf diese Weise können insbesondere in den Fällen, in denen die ersten Daten nicht identisch mit den zweiten Daten sind, eine Vielzahl an Funktionalitäten durch das Netzwerkgerät bereitgestellt werden. Ein Vorteil hierbei ist in diesem Zusammenhang insbesondere die Programmierbarkeit der Recheneinheit, sodass die Funktionalitäten ohne einen Eingriff in die Hardware des Netzwerkgeräts bereitgestellt werden können.
-
Die Anordnung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Nutzung eines Sensors des Netzwerkgeräts durch die Anordnung zu ermöglichen. Netzwerkgeräte der in Rede stehenden Art weisen regelmäßig eine Reihe Sensoren auf, die genutzt werden können, um die in Rede stehenden Anordnungen mit zusätzlichen Funktionalitäten auszustatten. Dabei kann es sich bei den Sensoren insbesondere um Positionssensoren und/oder Beschleunigungssensoren handeln. Bei dem Positionssensor kann es sich beispielsweise um einen GPS-Positionssensor handeln. Beschleunigungssensoren können beispielsweise zur Messung von Vibrationen und/oder Beschleunigungswerte benutzt werden. Hierdurch kann insbesondere im Zusammenhang mit Wartungs-, Prüfungs-, Inbetriebnahme- und/oder Überwachungstätigkeiten der Nutzen des Netzwerkgeräts über die reine Bereitstellung der Netzwerkkapazität und der Kapazität für die Datenverarbeitung hinaus gesteigert werden. Beispielsweise kann die Messung von Beschleunigungswerten durch das Mitbewegen (z.B. durch das „Mitfahren“) des Netzwerkgerätes in einer technischen Einrichtung, z.B. einem Regalbediengerät, erfolgen. Die vom Automatisierungsgerät bezogenen erste Daten können so mit physikalischen Messwerten der Sensoren des Netzwerkgeräts synchronisiert in das Netzwerk weitergeleitet werden.
-
Das Netzwerkgerät kann eine Benutzerschnittstelle in Gestalt einer Anzeigeeinheit aufweisen. Dies ermöglicht es einem Nutzer vor Ort Informationen direkt einzusehen. Die Anzeigeeinheit kann insbesondere berührungssensitiv sein. Hierdurch werden darüber hinaus Nutzereingaben ermöglicht.
-
Bei dem Netzwerkgerät kann es sich um ein Smartphone, einen Tablet-Computer und/oder ein Wearable, insbesondere eine Smartwatch, handeln. Derartige Netzwerkgeräte weisen häufig die in Rede stehende Schnittstellenfunktionalität auf, sie sind darüber hinaus mit einer entsprechenden Anzeigeeinheit und häufig mit entsprechenden Sensoren ausgestattet. Darüber hinaus verfügen sie über eine programmierbare Recheneinheit und sind als Massenprodukte auf dem Markt günstig erhältlich. Insbesondere Smartphones und Tablet-Computer bieten dabei eine vergleichsweise hohe Leistungsfähigkeit im Hinblick auf die Möglichkeiten der Datenverarbeitung durch die Recheneinheit.
-
Die Anordnung kann dazu ausgebildet sein, die Nutzung der zweiten Schnittstelle des Netzwerkgeräts durch das Automatisierungsgerät und/oder den Zugriff auf das Automatisierungsgerät über diese Schnittstelle zu ermöglichen. Die Nutzung der zweiten Schnittstelle durch das Automatisierungsgerät ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn das Automatisierungsgerät durch das Netzwerkgerät in die Lage versetzt werden soll, sich mit einem Netzwerk zu verbinden. Mit anderen Worten kann so dem Automatisierungsgerät der „direkte“ Zugriff auf das Netzwerk ermöglicht werden. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn das Automatisierungsgerät eine eigene Funktionalität zum Beziehen von Daten, beispielsweise Software-Updates, über seine Datenschnittstelle aufweist. Die Ermöglichung des Zugriffs auf das Automatisierungsgerät über die zweite Schnittstelle kann es insbesondere ermöglichen, das Automatisierungsgerät über das Netzwerk, mit dem das Netzwerkgerät über die zweite Schnittstelle verbunden ist, anzusprechen.
-
Das Netzwerkgerät kann zur Nutzung als Feldbus-Master eingerichtet sein. In diesem Zusammenhang kann die Anordnung insbesondere dazu eingerichtet sein, dass das Netzwerkgerät ein Automatisierungsgerät als Feldbus-Slave anspricht. Eine derartige Konfiguration ermöglicht es insbesondere, ein Feldgerät, das hinsichtlich seiner Datenschnittstelle lediglich als Feldbus-Slave ausgelegt ist, direkt anzusprechen. Auf diese Weise kann insbesondere eine Feldbus-Verbindung zwischen dem Netzwerkgerät und einem Automatisierungsgerät über die USB-Schnittstelle des Netzwerkgeräts etablieren. Die Einrichtung des Netzwerksgeräts kann hierbei insbesondere über eine entsprechende softwaretechnische Programmierung realisiert sein.
-
Bei dem Automatisierungsgerät kann es sich insbesondere um eine Steuerungseinrichtung eines elektrischen Antriebssystems handeln. Elektrische Antriebssysteme sind ein häufiger Bestandteil von Maschinen und/oder Anlagen, die über Steuerungseinrichtungen, wie speicherprogrammierbare Steuerungen, angesteuert werden. Derartige Antriebssysteme sind, insbesondere bei bestehenden Maschinen und/oder Anlagen - häufig dezentral automatisiert, d. h., die entsprechenden Steuerungseinrichtungen können ohne eine permanente Anbindung an ein Datennetzwerk arbeiten. Daher ist im Zusammenhang mit derartigen elektrischen Antriebssystemen die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft.
-
Die vorstehend beschriebene automatisierungstechnische Anordnung kann insbesondere in einem Verfahren zur Inbetriebnahme, Prüfung, Überwachung und/oder Wartung eines Automatisierungsgeräts zum Einsatz kommen. Hierbei kann es sich insbesondere auch um ein Verfahren zur Inbetriebnahme, Prüfung, Überwachung und/oder Wartung einer Maschine oder einer Anlage handeln, die ein entsprechendes Automatisierungsgerät aufweist. Das Verfahren sieht dabei insbesondere vor, dass das Netzwerkgerät mit dem Automatisierungsgerät unter Bildung einer vorstehend beschriebenen Anordnung temporär verbunden wird. Unter einer temporären Verbindung ist in diesem Zusammenhang insbesondere eine Verbindung zu verstehen, die nicht permanent während dem regulären Betrieb des Automatisierungsgeräts aufrechterhalten wird, sondern die lediglich für eine bestimmte Betriebsphase, beispielsweise der Inbetriebnahme, einer Wartung oder Überprüfung des Automatisierungsgeräts bzw. der Maschine oder Anlage, deren Bestandteil des Automatisierungsgerät ist, gebildet wird. Mit anderen Worten wird das Netzwerkgerät über die Kabelverbindung mit dem Automatisierungsgerät zu Beginn der Inbetriebnahme, Prüfung, Überwachung und/oder Wartung verbunden und nach der Beendigung der Inbetriebnahme, Prüfung, Überwachung und/oder Wartung wieder von diesem getrennt.
-
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften automatisierungstechnischen Anordnung
-
Die beispielhaft dargestellte automatisierungstechnische Anordnung 10 weist ein Netzwerkgerät 12 auf, dass mittels einer Kabelverbindung 14 zur Datenübertragung mit einem Automatisierungsgerät 16 verbunden ist. Wie im gezeigten Beispiel kann es sich bei dem Netzwerkgerät 12 um ein Smartphone und bei dem Automatisierungsgerät 16 um eine Steuerungseinrichtung eines elektrischen Antriebssystems handeln.
-
Wie im gezeigten Beispiel kann das Netzwerkgerät 12 eine zweite Schnittstelle 15 zur Verbindung des Netzwerkgeräts 12 mit einem Netzwerk aufweisen, mittels derer zweite Daten über ein Netzwerk gesendet und/oder empfangen werden können. Bei dieser kann es sich wie dargestellt um eine WLAN-Schnittstelle und/oder um eine Schnittstelle zu einem Mobilfunknetz handeln.
-
Wie beispielhaft schematisch dargestellt, kann die Kabelverbindung 14 unter Nutzung einer USB-Schnittstelle des Netzwerkgeräts 12 aufgebaut werden. In diesem Zusammenhang kann insbesondere ein USB-OTG-Adapter 18 und ein USB-Ethernet-Adapter 20 zum Einsatz kommen, wie dies im gezeigten Beispiel dargestellt ist.
-
Die in der vorliegenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- automatisierungstechnische Anordnung
- 12
- Netzwerkgerät
- 14
- Kabelverbindung
- 15
- zweite Schnittstelle
- 16
- Automatisierungsgerät
- 18
- USB-OTG-Adapter
- 20
- USB-Ethernet-Adapter
