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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik und einer entfernten Datenverarbeitungseinrichtung.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Kommunikationsschnittstellenadapter, eine Anordnung umfassend ein Feldgerät, einen Kommunikationsschnittstellenadapter und eine entfernte Datenverarbeitungseinrichtung sowie auf ein Computerprogrammprodukt.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Kommunikationsschnittstellenadapter bekannt geworden, die bspw. gem. der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 055 900 A1 zur Wandlung eines HART-Signals in ein I
2C-Signal dienen. In der
DE 10 2006 055 900 A1 werden die von einem Sensor stammenden Daten in einem Speichermedium, welches bspw. in dem Kommunikationsschnittstellenadapter integriert ist, zwischengespeichert. Daraufhin können diese Daten mittels eines Laptop oder einer Bedieneinheit oder einer anderen Ausleseeinheit ausgelesen werden. Von dem Feldgerät ermittelte Messwerte oder andere prozessrelevante Daten, die insbesondere zeitnah verarbeitet werden müssen, stehen jedoch nicht unmittelbar zur Verfügung.
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Ferner ist aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2009 011 552 A1 eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Datenlese- und -schreibzugriffs auf ein Feldgerät von einem Bediengerät bekannt geworden. Dabei wird das Feldgerät über eine Verbindungseinrichtung mit dem Bediengerät, welches ebenfalls eine entsprechende Verbindungseinrichtung aufweist verbunden. Die von dem Feldgerät ausgelesen Daten können auf dem Bediengerät vermittels einer Zugriffsapplikation entsprechend eines definierten Aktualisierungsintervalls stets erneut aus dem Gerät ausgelesen und auf einer aktualisierten Bedienoberfläche angezeigt werden. In dem Bediengerät gem.
DE 10 2009 011 552 A1 muss zu diesem Zweck jedoch ein u. U. leistungsfähiger Prozessor vorhanden sein, um die Zugriffsapplikation auszuführen. Ferner kann ein unautorisierter Zugriff durch das Bediengerät vor Ort und somit ein Auslesen der Feldgerätedaten durch Unbefugte nicht verhindert werden.
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Ausgehend vom Stand der Technik ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit anzugeben, die eine sichere Handhabung von Feldgerätedaten ermöglicht, gemäß der es möglich ist eine ressourcenschonende Auswertung von Feldgerätedaten durchzuführen und gemäß der eine zeitnahe Auswertung der Feldgerätedaten möglich ist.
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Die Erfindung wird durch ein Verfahren, einen Kommunikationsschnittstellenadapter, eine Anordnung umfassend ein Feldgerät, eine Kommunikationsschnittstellenadapter sowie eine entfernte Datenverarbeitungseinrichtung und ein Computerprogrammprodukt gelöst.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik und einer entfernten Datenverarbeitungseinrichtung gelöst, wobei das Feldgerät über eine Kommunikationsschnittstelle verfügt, über welche es an einen Kommunikationsschnittstellenadapter angeschlossen ist, wobei vermittels des Kommunikationsschnittstellenadapters Daten, vorzugsweise drahtgebunden, von dem Feldgerät über die Kommunikationsschnittstelle abgerufen werden, wobei die von dem Feldgerät abgerufenen Daten an die entfernte Datenverarbeitungseinrichtung, vorzugsweise drahtlos und besonders bevorzugt vermittels des Kommunikationsschnittstellenadapters, übertragen werden, wobei die über den Kommunikationsschnittstellenadapter abgerufenen Daten als Datenstrom an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden, insbesondere derart, dass die an die entfernte Datenverarbeitungseinrichtung übertragenen Daten zu keinem Zeitpunkt gemeinsam in dem Kommunikationsschnittstellenadapter zwischengespeichert werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens liegen die Daten in Form eines Datenpakets in dem Feldgerät vor, wobei es sich bei dem Datenpaket um eine Datenmenge einer bestimmten Größe handelt, die in einer bestimmten Form vorliegt, wobei die über den Kommunikationsschnittstellenadapter abgerufenen Daten als Datenstrom an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden, ohne dass das Datenpaket in dem Kommunikationsschnittstellenadapter zwischengespeichert wird.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die Daten von dem Feldgerät abgerufen und an die entfernte Datenverarbeitungseinrichtung übertragen, indem während einer Zeitspanne, während der Daten an die entfernte Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden, Daten von dem Feldgerät vermittels eines stets gleichen Befehls bzw. einer sich wiederholenden Folge von Befehlen abgerufen werden. Es ist aber auch möglich das das Feldgerät Daten an den Kommunikationsschnittstellenadapter sendet ohne dass diese Daten jeweils durch eine Befehl oder eine Folge von Befehlen abgerufen werden. Die Daten können dann bspw. automatisiert in vorgegebenen Zeitabständen oder Zeitpunkten von dem Feldgerät gesendet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kommuniziert der Kommunikationsschnittstellenadapter vermittels eines ersten Kommunikationsprotokolls mit dem Feldgerät, wobei der Kommunikationsschnittstellenadapter vermittels eines zweiten Kommunikationsprotokolls, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheidet, mit der entfernten Datenverarbeitungseinrichtung kommuniziert.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die Daten über den Kommunikationsschnittstellenadapter als Datenstrom übertragen, ohne dass der Inhalt der übertragenen Daten durch den Kommunikationsschnittstellenadapter ausgewertet oder visualisiert wird.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die von dem Feldgerät abgerufenen und als Datenstrom an die entfernte Datenverarbeitungseinrichtung übertragenen Daten vermittels des Kommunikationsschnittstellenadapters komprimiert.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden von dem Kommunikationsschnittstellenadapter übertragene Daten in einer Speichereinheit, insbesondere einer Datenbank, zwischengespeichert, wobei die übertragenen Daten, insbesondere in Form eines Datenpakets, von der Datenverarbeitungseinrichtung aus der Speichereinheit zur Datenverarbeitung abgerufen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Datenstrom in der entfernten Datenverarbeitungsvorrichtung fortlaufend verarbeitet.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden in der Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere als Datenpakete, vorliegende Daten von der Datenverarbeitungseinrichtung, bspw. zur Bedienung des Feldgerätes, über den Kommunikationsschnittstellenadapter an das Feldgerät vorzugsweise als Datenstrom übertragen, insbesondere ohne dass die Daten bzw. Datenpakete in dem Schnittstellenadapter zwischengespeichert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die vermittels des Kommunikationsschnittstellenadapters von dem Feldgerät abgerufenen und an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragenen Daten, insbesondere ein Datentyp wie bspw. bestimmte Parameter, vorzugsweise von einer Bedienperson, vermittels eines auf dem Kommunikationsschnittstellenadapter hinterlegten Programms ausgewählt.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die in dem Datenpaket auf dem Feldgerät enthaltenen Daten vermittels des Programms des Kommunikationsschnittstellenadapters ausgewählt.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens können nur die zur Übertragung an die entfernte Datenverarbeitungseinrichtung ausgewählten Daten, insbesondere ein bestimmter Datentyp wie bspw. bestimmte Parameter, durch Bedienen des Feldgerätes von der Datenverarbeitungseinrichtung ausgelesen und verändert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das Feldgerät nachdem es mit dem Kommunikationsschnittstellenadapter, bspw. über ein Kabel verbunden wurde, über den Kommunikationsschnittstellenadapter, bspw. aus einer in dem Kommunikationsschnittstellenadapter vorhanden Energieversorgungseinheit, gespeist, d. h. mit elektrischer Energie, die zum Betreiben des Feldgerätes in einem bestimmten Betriebsmodus erforderlich ist, versorgt. Dabei kann die Speisung des Feldgerätes über vorzugsweise dasselbe Kabel erfolgen, über das auch die Datenübertragung erfolgt, oder aber es kann ein gesondertes Kabel zu diesem Zweck vorgesehen sein.
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Hinsichtlich des Kommunikationsschnittstellenadapters wird die Aufgabe durch einen Kommunikationsschnittstellenadapter für ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik gelöst, wobei der Kommunikationsschnittstellenadapter eine erste Schnittstelle aufweist, die zur, vorzugsweise drahtgebundenen, Verbindung des Schnittstellenadapters mit einem Feldgerät, insbesondere einer Kommunikationsschnittstelle des Feldgerätes, dient, wobei der Kommunikationsschnittstellenadapter eine zweite Kommunikationsschnittstelle zur, vorzugsweise drahtlosen, Kommunikation aufweist, wobei der Kommunikationsschnittstellenadapter zur Übertragung von Daten von dem Feldgerät in Form eines Datenstroms an eine entfernte Datenverarbeitungseinrichtung dient, insbesondere derart, dass die an die entfernte Datenverarbeitungseinrichtung übertragenen Daten zu keinem Zeitpunkt gemeinsam in dem Kommunikationsschnittstellenadapter zwischengespeichert werden.
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Hinsichtlich der Anordnung wird die Aufgabe durch eine Anordnung umfassend ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, einen Kommunikationsschnittstellenadapter und eine entfernte Datenverarbeitungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einer in Zusammenhang mit dem Verfahren genannten Ausführungsformen gelöst.
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Hinsichtlich des Computerprogrammprodukts wird die Aufgabe durch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der in Zusammenhang mit dem Verfahren genannten Ausführungsformen gelöst.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1: eine Anordnung umfassend ein Feldgerät, einen Kommunikationsschnittstellenadapter und eine entfernte Datenverarbeitungseinrichtung.
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1 zeigt ein Feldgerät E0 der Prozessautomatisierungstechnik wie es heutzutage oftmals in einer industriellen Anlage eingesetzt wird. Bei einem derartigen Feldgerät E0 kann es sich um einen Aktor, einen Sensor oder eine sonstige prozessnah angeordnete Komponente handeln. Bspw. kann es sich bei einem Feldgerät E0 auch um einen Datenlogger oder eine Anzeigeeinheit handeln, der bzw. die von einem anderen Feldgerät stammende Daten aufzeichnet oder wiedergibt.
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Ferner ist in 1 ein Kommunikationsschnittstellenadapter E1 gezeigt, der mit dem Feldgerät E0 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Feldgerät E0 und dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 erfolgt dabei über ein Kommunikationsschnittstelle des Feldgeräte, an welche im Ausführungsbeispiel gem. 1 ein Kabel angeschlossen ist, welches mit dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 verbindbar ist. Dabei weist das Kabel seitens des Feldgerätes E0 eine entsprechende Schnittstelle, wie bspw. einen Steckverbinder, auf, die mit der Kommunikationsschnittstelle des Feldgerätes E0 verbindbar ist. Seitens des Kommunikationsschnittstellenadapters E1 weist das Kabel dann eine eben an die Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit dem Feldgerät E0 vorgesehene Schnittstelle, bspw. einen USB- oder Mini-/Micro-USB-Anschluss auf. Bei der Kommunikationsschnittstelle des Feldgerätes E0 kann es sich bspw. um eine sog. Serviceschnittstelle handeln, über die Daten mit dem Feldgerät E0 ausgetauscht werden können. Diese Kommunikationsschnittstelle kann zusätzlich zu einer Feldbusschnittstelle, nicht gezeigt, vorgesehen sein, die zur Kommunikation über einen Feldbus dient, an den das Feldgerät E0 angeschlossen ist. Derartige Feldbusse sind in der Prozessautomatisierungstechnik standardisiert und weit verbreitet. Die Kommunikation über die Serviceschnittstelle kann über ein proprietäres Protokoll erfolgen.
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Bei dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 kann es sich wie im Ausführungsbeispiel gem. 1 gezeigt, um eine Smartphone handeln. Derartige Geräte besitzen oftmals standardmäßig Schnittstellen, über die sie zur Synchronisation oder allgemein zur Datenübertragung mit anderen Geräten verbunden werden können. Insbesondere ist zu diesem Zweck oftmals ein USB- bzw. Mini-/Micro-USB Anschluss an einem Smartphone vorhanden.
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Ferner ist in 1 schematisch eine Verbindung zwischen dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1, bspw. einem Smartphone, und einer entfernten Datenverarbeitungseinheit E3, E4 über das Internet E2 gezeigt.
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Bei der entfernten Datenverarbeitungseinheit E3, E4 kann es sich um einen Datenkollektoreinheit E3 und/oder eine Visualisierungs- und/oder Bedieneinheit E4 handeln. In 2 ist der Kommunikationsschnittstellenadapter E1 über das Internet E2 mit der Datenkollektoreinheit E3 verbunden. Die Datenkollektoreinheit E3 wiederum ist mit der Visualisierungs- und/oder Bedieneinheit E4 verbunden, die bspw. über eine Schnittstelle, bspw. ein Human-Machine-Interface HMI, zur Eingabe von Daten durch einen Benutzer verfügt.
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Über die Kommunikationsschnittstelle des Feldgerätes E0 wird eine Verbindung zu dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 aufgebaut, die bspw. parallel zur Prozesssteuerung über den Feldbus erfolgt. Auf dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 läuft eine Software, d. h. ein Programm, durch die Daten vom Feldgerät E0 abgefragt und als Datenstrom weitergeleitet, d. h. gestreamt, werden. Eine Bedienperson kann das Feldgerät nicht über den Kommunikationsschnittstellenadapter bedienen, parametrieren und/oder Daten von dem Feldgerät visualisieren. Vermittels des Kommunikationsschnittsellenadapters E1 ist es vor Ort lediglich möglich die in dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 hinterlegte oder ablaufende Software derart zu konfigurieren, dass die den Auslesevorgang von dem Feldgerät E0 und/oder den Übertragungsvorgang zu der entfernten Datenverarbeitungseinheit E3, E4 eingestellt wird. Bspw. können der Auslesezyklus und/oder die Parameter zur Datenübertragung über das Internet geändert werden. Die entfernte Datenverarbeitungseinheit E3, E4 dient dabei als Datensenke für alle übertragenen Daten. Die übertragenen Daten können bspw. in einer Datenbank gesichert werden.
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Ferner ermöglicht es die vorgeschlagene Erfindung Daten, die das Verhalten oder den Zustand des Feldgerätes zu einem gewissen Zeitpunkt charakterisieren zeitnah zur Verfügung stehen um. Somit kann eben das Verhalten des Feldgerätes zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem Prozess oder synchron zu einem bestimmten Prozessereignis einfach ermittelt oder erfasst werden.
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Die Übertragung von Daten als Datenstrom, d. h. das Streamen, kann u. U. mehrere Stunden bis zu mehreren Tagen dauern. Daher kann auch die Datenmenge die übertragen wird, unterschiedlich groß sein. Vermittels der übertragenen Daten kann bspw. ein Fehler in der Gerätesoftware erkannt werden. Von der entfernten Datenverarbeitungseinheit E3, E4, in diesem Fall der Bedien- und/oder Visualisierungseinheit E4, kann das Feldgerät E0 als auch der Kommunikationsschnittstellenadapter E1 bedient werden, indem bspw. entsprechende Befehle an das Feldgerät E0 bzw. den Kommunikationsschnittstellenadapter E1 übertragen werden. Zudem können durch eine Konfiguration des Kommunikationsschnittstellenadapters E1 ein oder mehrere Befehle ausgewählt werden, die zur Abfrage von Daten von dem Feldgerät E0 dienen. Durch diese Befehle, bei denen es sich bspw. um Befehle eines bestimmten Protokolls handelt kann der Datenstrom erzeugt werden.
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Die Datenkollektoreinheit E3 ist vorzugsweise dauerhaft, d. h. ununterbrochen, über das Internet E2, zumindest während Daten von dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 gestreamt werden, mit dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 verbunden. Die Visualisierungs- und Bedieneinheit E4 dagegen muss nicht dauerhaft erreichbar oder mit der Datenkollektoreinheit E3 verbunden sein.
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Damit mittels der in dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 hinterlegten Software die gewünschten Daten von dem Feldgerät E0 abgefragt werden, kann die Konfiguration der Software von einer Bedienperson vor Ort vorgenommen werden, oder eine entsprechende Datei, die eine deratige Konfiguration enthält, von der entfernten Datenverarbeitungseinheit E3, E4 abgerufen werden.
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Bei dem Feldgerät E0 kann es sich bspw. um ein Feldgerät zur Erfassung und/oder Bestimmung der Temperatur handeln. Ferner kann zur Datenübertragung zwischen der Kommunikationsschnittstelle am Feldgerät E0 und die entsprechende Kommunikationsschnittstelle am Kommunikationsschnittstellenadapter E1 als Kommunikationsprotokoll ein feldgerätehersteller-spezifisches Kommunikationsprotokoll genutzt werden. Bei der Kommunikationsschnittstelle des Feldgerätes E0 kann es sich um einen Steckkontakt mit mehreren Pins handeln, wie er bspw. von der Anmelderin verwendet und als Serviceschnittstelle genutzt wird. Bei der entsprechenden Kommunikationsschnittstelle des Kommunikationsschnittstellenadapters E1 kann es sich um ein Mini- oder Micro-USB-Anschluss handeln. Zur Verbindung der Kommunikationsschnittstelle des Feldgerätes E0 mit der entsprechenden Kommunikationsschnittstelle des Kommunikationsschnittstellenadapters E1 kann ein Kabel, wie in 1 gezeigt, mit entsprechenden Steckkontakten an seinen Enden genutzt werden.
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Auf dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 wird zur Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens eine Software – also ein Programm – ausgeführt, durch welche Software der Kommunikationsschnittstellenadapter E1 als Gateway verwendet wird, um Daten in vorzugsweise komprimierter und besonders bevorzugt sicherer Form, bspw. unter Verwendung des Transmission Control Procols, kurz TCP, über eine Kommunikationsschnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung an eine entfernte Datenverarbeitungseinrichtung E3, E4, hier eine Datenkollektoreinheit E3, zu übertragen. In einer Ausführungsform handelt es sich, wie erwähnt, bei dem Kommunikationsschnittstellenadapter E1 um ein Smartphone und bei der Software um eine sog. „App”, die auf das Smartphone geladen und von dem Smartphone ausgeführt werden kann.
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Bei der Datenkollektoreinheit E3 kann es ich bspw. um einen Server handeln, auf dem ein Programm ausgeführt wird, das die empfangenen Daten in einen Datenbankserver, bspw. einen SQL-Server, speichert. Die Visualisierungs- und/oder Bedieneinheit E4 ist bspw. über ein Firmennetzwerk mit der Datenkollektoreinheit E3 verbunden, und kann über dieses auf die empfangenen und/oder in der Datenkollektoreinheit E3 gespeicherten Daten zugreifen.
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Bezugszeichenliste
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- E0
- Feldgerät
- E1
- Kommunikationsschnittstellenadapter
- E2
- Internet
- E3
- Datenkollektoreinheit
- E4
- Visualisierungs- und/oder Bedieneinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006055900 A1 [0003, 0003]
- DE 102009011552 A1 [0004, 0004]