DE102023135813A1

DE102023135813A1 - Verfahren zur Erkennung, Konfiguration und Aktivierung einer Funktion eines Austausch-Busteilnehmers in einem Automatisierungsnetzwerk, Busteilnehmer, Austausch-Busteilnehmer und Automatisierungsnetzwerk

Info

Publication number: DE102023135813A1
Application number: DE102023135813.8A
Authority: DE
Inventors: Timo Ottersberg; Michael Jost; Martin Podrouschek; Holger Büttner; Dirk Janssen; Florian Essler
Original assignee: Beckhoff Automation GmbH and Co KG
Current assignee: Beckhoff Automation GmbH and Co KG
Priority date: 2023-12-19
Filing date: 2023-12-19
Publication date: 2025-06-26
Also published as: WO2025131921A1

Abstract

Es wird ein Verfahren 100 zur Erkennung und eines Austausch-Busteilnehmers in einem Automatisierungsnetzwerk vorgeschlagen. In einem ersten Schritt 105 wird eine Sollkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks bereitgestellt. In einem zweiten Schritt 110 wird eine Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers durch Senden zumindest eines Datenpakets an eine Mehrzahl an Busteilnehmern des Automatisierungsnetzwerks erfasst. Das Ermitteln der Istkonfiguration in dem zweiten Schritt 110 erfolgt basierend auf dem Datenpaket durch Lesen eines ersten Datenfeldes und/oder eines zweiten Datenfeldes und/oder eines dritten Datenfeldes eines Identifikationsobjekts und/oder durch Lesen einer Typkennung und/oder durch Lesen einer Austauschliste der Mehrzahl an Busteilnehmern. Das Identifikationsobjekt bildet ein erstes Kommunikationsobjekt mit ein oder mehreren Datenfeldern zur Identifikation eines Busteilnehmers. Die Typkennung gibt an, ob ein Busteilnehmer als ein Austausch-Busteilnehmer ausgebildet ist. Die Typkennung umfasst insbesondere ein Datenfeld und/oder ein zweites Kommunikationsobjekt. Die Austauschliste gibt an, welche Original-Busteilnehmer des Automatisierungsnetzwerks durch einen Austausch-Busteilnehmer ersetzbar sind. In einem dritten Schritt 115 wird die ermittelte Istkonfiguration mit der Sollkonfiguration verglichen und darauf basierend ein Austausch-Busteilnehmer erkannt.

Description

Die Erfindung betrifft jeweils ein Verfahren zur Erkennung, Konfiguration und Aktivierung einer Funktion eines Austausch-Busteilnehmers in einem Automatisierungsnetzwerk. Ferner betrifft die Erfindung einen Austausch-Busteilnehmer für ein Automatisierungsnetzwerk, ein Automatisierungsnetzwerk und einen Busteilnehmer, der zur Erkennung, Konfiguration und/oder Aktivierung einer Funktion des Austausch-Busteilnehmers ausgebildet ist.
Feldbussysteme, deren Nachrichtenübertragung auf der Basis des Ethernet-Protokolls erfolgt, werden oft in Form eines Kontroll-Busteilnehmers, d.h. einer zentralen Kontrolleinheit bzw. eines Hauptgeräts, und eines untergeordneten Busteilnehmers bzw. einer untergeordneten Einheit in einer Anlage oder Maschine betrieben, der bzw. die durch den Kontroll-Busteilnehmer gesteuert werden. Der Kontroll-Busteilnehmer ist die Zentralsteuerung, die die Buszugriffsberechtigung besitzt und Daten auf den Feldbus ausgeben kann. Die untergeordneten Busteilnehmer bzw. die untergeordneten Einheiten im Feldbussystem sind die Feldgeräte, wie beispielsweise E/A-Geräte, Antriebe, Messumformer, etc. Sie besitzen keine Buszugriffsberechtigung und dürfen empfangene Daten nur quittieren und auf Anforderungen durch den Kontroll-Busteilnehmer Daten übermitteln.
Dabei kann der Kontroll-Busteilnehmer z.B. einen sogenannten MainDevice (abgekürzt MDevice) und der untergeordnete Busteilnehmer kann z.B. einen SubordinateDevice (abgekürzt SubDevice) bilden. In anderen Worten ausgedrückt, kann der Kontroll-Busteilnehmer dem untergeordneten Busteilnehmer das Kommunikationsverhalten vorschreiben.
In der Regel führt in Automatisierungssystemen eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zyklisch Steuerungsprozesse durch, um auf der Grundlage von Eingangsdaten von untergeordneten Busteilnehmern Ausgangsdaten für diese und/oder andere untergeordnete Busteilnehmer zu erzeugen, die durch den Kontroll-Busteilnehmer versendet werden.
Der Kontroll-Busteilnehmer verschickt nach Abschluss eines zyklischen Steuerungsprozesses der SPS die Ausgangsdaten in Form von Ethernet-Datenpaketen bzw. Ethernet-Frames (auch als Ethernet-Telegramme bezeichnet) über den Feldbus, wobei die untergeordneten Busteilnehmer die dem jeweiligen untergeordneten Busteilnehmer zugeordneten Ausgangsdaten aus den Ethernet-Datenpaketen entnehmen und mit diesen Ausgangsdaten einen lokalen Teilnehmerprozess ausführen. Die von dem lokalen Teilnehmerprozess ermittelten Daten werden dann wiederum vom untergeordneten Busteilnehmer an den Kontroll-Busteilnehmer übertragen und anschließend als Eingangsdaten für einen der nächsten zyklischen Steuerungsprozesse vom Kontroll-Busteilnehmer an die SPS übertragen und genutzt. Hierbei trägt der untergeordnete Busteilnehmer die Eingangsdaten in ein vom Kontroll-Busteilnehmer verschicktes Telegramm ein.
Beim Einsatz des echtzeitfähigen EtherCAT-Protokolls im Rahmen eines Kontroll-Busteilnehmer und untergeordneter Busteilnehmer-Systems werden die Ethernet-Datenpakete, in denen die EtherCAT-Datagramme eingebettet sind, von den untergeordneten Busteilnehmern im Durchlauf verarbeitet. Jedem untergeordneten Busteilnehmer am Feldbus ist dazu im Nutzdaten-Bereich des Ethernet-Datenpakets ein eigener Datenblock-Bereich zugeordnet.
Anstelle eines Kontroll-Busteilnehmer-untergeordneter Busteilnehmer-Systems kann ein Feldbussystem auch mit einem Provider-Consumer-Modell betrieben werden. Beim Provider-Consumer-Modell bietet jeder Teilnehmer, d.h. sowohl der Kontroll-Busteilnehmer als auch die untergeordneten Busteilnehmer (Feldgeräte am Feldbus) Daten an, die von einem oder mehreren der anderen Busteilnehmer angefordert werden können. Das Anbieten der Daten erfolgt jeweils zyklisch. Das echtzeitfähige PROFINET-Protokoll nutzt z.B. das Provider-Consumer-Modell zum Ethernet-Datenpaket Austausch. Die Daten im Nutzdaten-Bereich des Ethernet-Datenpakets sind dann für den jeweils in der Zieladresse genannten Consumer-Busteilnehmer bestimmt.
Die einzelnen Busteilnehmer des Automatisierungsnetzwerks können für die verschiedenen Übertragungsprotokolle und Zugriffsmethoden -unabhängig von der hierarchischen Struktur des Automatisierungsnetzwerks - über das sogenannte Identifikationsobjekt eines Busteilnehmers identifiziert werden. Das Identifikationsobjekt bzw. sog. „Identity-Objekt“ bildet ein erstes Kommunikationsobjekt, das ein oder mehrere Datenfelder zur Identifikation eines Busteilnehmers umfasst. Dabei kann das erste Datenfeld des Identifikationsobjekts als Produktkennung (sog. „Product Code“) des Busteilnehmers ausgebildet sein, das zweite Datenfeld des Identifikationsobjekts kann als Versionsnummer (sog. „Revision Number“) des Busteilnehmers ausgebildet sein und das dritte Datenfeld kann als Herstellerkennung (sog. „Vendor ID“) des Busteilnehmers ausgebildet sein. Zusätzlich kann ein viertes Datenfeld eine Seriennummer (sog. „Serial Number“) bilden. Das erste bis vierte Datenfeld kann jeweils UINT32-Werte umfassen. Die Versionsnummer kann ein erstes Datenwort („Lo-Word“, Bit 0-15) und ein zweites Datenwort („Hi-Word“, Bit 16-31) aufweisen.
Zur oben genannten Identifizierung eines Busteilnehmers im Automatisierungsnetzwerk werden bevorzugt jedoch nur das erste bis dritte Datenfeld des Identifikationsobjekts genutzt, also die Produktkennung, die Versionsnummer sowie die Herstellerkennung.
Aufgrund von Lieferschwierigkeiten oder Abkündigung von elektronischen Bauteilen, z.B. Chips (Halbleitertechnik) kommt es vor, dass Schaltungskomponenten eines Busteilnehmers durch andere ersetzt werden, die dann häufig neben der Funktionalität des ursprünglich zu ersetzenden Busteilnehmers, also des Original-Busteilnehmers, noch weitere Funktionalitäten bekommen und/oder mehrere Original-Busteilnehmer ersetzen sollen. Die Busteilnehmer, deren Schaltungskomponenten durch andere ersetzt worden sind, bilden sog. „Austausch“-Busteilnehmer oder sog. „Replace-Busteilnehmer“. In anderen Worten ist ein Austausch-Busteilnehmer ausgebildet zumindest einen Original-Busteilnehmer funktional zu ersetzen, wobei er aber einen größeren Funktionsumfang als der Original-Busteilnehmer besitzen kann.
Ein Austausch-Busteilnehmer kann sich von einem Original-Busteilnehmer z.B. in der Produktkennung und/oder dem ersten Datenwort der Versionsnummer unterscheiden. Dies hat zur Folge, dass eine Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks nicht mit einer Sollkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks übereinstimmt. Die Sollkonfiguration kann dabei einer digitalen Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks mit einer Mehrzahl an Busteilnehmern entsprechen. Das heißt die Sollkonfiguration kann eine digitale Beschreibung der Feldbustopologie des Automatisierungsnetzwerks: Linie, Ring, Baum, etc., der Reihenfolge der am Feldbus angeschlossenen Busteilnehmer, der Konfigurationsdaten der Busteilnehmer, eine Tabelle mit Identifikationsobjekten der Busteilnehmer, etc. bilden. Die digitale Beschreibung ist z.B. als digitale Beschreibungsdatei, o.ä. implementierbar. Die Istkonfiguration kann eine reale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks bilden, also eine Ausgangssituation der Feldbustopologie und der physikalisch an den Feldbus angeschlossenen Busteilnehmer, ihren realen Konfigurationsdaten, etc. Die Istkonfiguration kann z.B. erfasst werden, indem Informationen der einzelnen Busteilnehmer von einem Kontroll-Busteilnehmer gelesen bzw. ausgelesen werden und somit die einzelnen Busteilnehmer erfasst werden.
Grundsätzlich können Feldbussysteme in der Automatisierungstechnik unterteilt werden in Systeme, bei denen aktiv z.B. von einem Kontroll-Busteilnehmer eine oben genannte Identifizierung der z.B. untergeordneten Busteilnehmer ausgelesen wird (Erfassung der oben genannten Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks) und in solche Systeme, bei denen z.B. jeweils die untergeordneten Busteilnehmer eigenständig die oben genannte Identifizierung prüfen und ggf. eine Bestätigung an den Kontroll-Busteilnehmer übermitteln. Im zweitgenannten Fall liest der Kontroll-Busteilnehmer aktiv keine Identifizierung der untergeordneten Busteilnehmer aus.
Gerade für den Fall, dass der Kontroll-Busteilnehmer aktiv die Identifizierung der untergeordneten Busteilnehmer ausliest, d.h. die Erfassung der oben genannten Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks vornimmt, kann bei einem untergeordneten Busteilnehmer, dessen Schaltungskomponenten wie oben genannt, durch andere ersetzt worden sind, also einem untergeordneten Austausch-Busteilnehmer, z.B. eine Unterscheidung in der Produktkennung und/oder dem ersten Datenwort der Versionsnummer im Vergleich zu einem Original-Busteilnehmer vorliegen. Es ist ferner denkbar, dass sich das zweite Datenwort der Versionsnummer eines Austausch-Busteilnehmers im Vergleich zu dem zweiten Datenwort der Versionsnummer eines Original-Busteilnehmers unterscheidet. Auch ist denkbar, dass sich die Herstellerkennung jeweils zwischen Original-Busteilnehmer und Austausch-Busteilnehmer unterscheiden kann. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn der Austausch-Busteilnehmer von einem anderen Hersteller stammt als der Original-Busteilnehmer.
Während der Initialisierungsphase des Automatisierungsnetzwerks, z.B. während des Hochlaufs des EtherCAT Automatisierungsnetzwerks, kann der Kontroll-Busteilnehmer die Übereinstimmung von Soll- und Istkonfiguration der untergeordneten Busteilnehmer prüfen, wobei die Istkonfiguration z.B. durch Auslesen des Identifikationsobjekts der entsprechenden Busteilnehmers erhalten werden kann. Dabei müssen in der Regel Produktkennung (sog. „Product Code“) und Herstellerkennung (Vendor-ID) übereinstimmen. Bei der Versionsnummer (Revision-Number) muss in der Regel das erste Datenwort, also das Lo-Word (Bit 0-15) übereinstimmen, bei dem zweiten Datenwort, also dem Hi-Word (Bit 16-31) kann in der Regel ein Vergleich durchgeführt werden. Der Vergleich ist beispielsweise mittels Vergleichsoperatoren durchführbar. Das Hi-Word (Bit 16-31) sollte dabei die Bedingung erfüllen, dass das Hi-Word bei der Istkonfiguration größer oder gleich ausgebildet ist als bei der Sollkonfiguration (Istkonfiguration >= Sollkonfiguration), da dieses bei vorschreitenden Versionen eines Produktes hochgezählt wird.
Wenn der Austausch-Busteilnehmer den Original-Busteilnehmer in einer existierenden Bus-Konfiguration ersetzen würde, hätte es zur Folge, dass der Kontroll-Busteilnehmer während der Initialisierungsphase des Automatisierungsnetzwerks, also bei der Erfassung der Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks, eine falsche Identifizierung erkennen und in einen Fehlerzustand wechseln würde. Die Initialisierungsphase könnte somit nicht erfolgreich beendet und der Austausch-Busteilnehmer damit nicht in Bezug auf seine Funktion aktiviert werden.
Eine Schwierigkeit dabei ist, dass die Bus-Konfiguration zu einem Zeitpunkt erstellt wird, zu dem noch ungewiss ist, für welche Busteilnehmer in der Zukunft möglicherweise ein Austausch-Busteilnehmer benötigt wird bzw. genutzt wird. Folglich ist ggf. eine abweichende Produktkennung und/oder eine abweichende Versionsnummer des Identifikationsobjekts des Austausch-Busteilnehmers zu diesem Zeitpunkt ebenfalls noch unbekannt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers anzugeben, sowie ein verbessertes Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers zu ermöglichen. Gleichzeitig soll basierend auf den genannten Verfahren eine Aktivierung einer Funktion eines Austausch-Busteilnehmers vereinfacht werden und ein Übergang in einen Fehlerfall bei der Überprüfung der Istkonfiguration vermieden werden. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung ein dahingehend optimiertes Automatisierungsnetzwerk samt entsprechenden Busteilnehmern bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers in einem Automatisierungsnetzwerk vorgeschlagen. Zumindest ein Busteilnehmer des Automatisierungsnetzwerks ist als ein Austausch-Busteilnehmer zum Ersatz eines Original-Busteilnehmers ausgebildet. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte:

Bereitstellen einer Sollkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks in einem ersten Schritt, wobei die Sollkonfiguration eine digitale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks umfasst,
Ermitteln einer Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers durch Senden zumindest eines Datenpakets an die Mehrzahl an Busteilnehmern in einem zweiten Schritt, wobei die Istkonfiguration eine reale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks bildet,
wobei das Ermitteln der Istkonfiguration in dem zweiten Schritt basierend auf dem Datenpaket durch Lesen eines ersten Datenfeldes und/oder eines zweiten Datenfeldes und/oder eines dritten Datenfeldes eines Identifikationsobjekts und/oder durch Lesen einer Typkennung und/oder durch Lesen einer Austauschliste der Mehrzahl an Busteilnehmern erfolgt,
wobei das Identifikationsobjekt ein erstes Kommunikationsobjekt bildet, das ein oder mehrere Datenfelder umfasst zur Identifikation eines Busteilnehmers,
wobei die Typkennung angibt, ob ein Busteilnehmer als ein Austausch-Busteilnehmer ausgebildet ist und wobei die Typkennung insbesondere ein Datenfeld und/oder ein zweites Kommunikationsobjekt umfasst,
wobei die Austauschliste angibt, welche Original-Busteilnehmer durch einen Austausch-Busteilnehmer ersetzbar sind, und Vergleichen der ermittelten Istkonfiguration mit der Sollkonfiguration basierend auf dem ersten und zweiten Schritt in einem dritten Schritt zum Erkennen eines Austausch-Busteilnehmers.

Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers in einem Automatisierungsnetzwerk vorgeschlagen, umfassend die nachfolgenden Schritte:

Bereitstellen einer Sollkonfiguration eines Automatisierungsnetzwerks in einem ersten Schritt sowie eines Austausch-Busteilnehmers, der zum Ersatz zumindest eines Original-Busteilnehmers ausgebildet ist,
wobei die Sollkonfiguration eine digitale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks mit der Mehrzahl an Busteilnehmern umfasst, von denen zumindest ein Busteilnehmer als Austausch-Busteilnehmer ausgebildet ist, und
Schreiben eines Austauschobjekts zur Einstellung einer Funktion, also einer Wirkweise des Austausch-Busteilnehmers in Bezug auf den zumindest einen Original-Busteilnehmer durch Senden eines weiteren Datenpakets an die Mehrzahl an Busteilnehmern in einem zweiten Schritt,
wobei das Austauschobjekt ein drittes Kommunikationsobjekt bildet, das zumindest ein Datenfeld umfasst, oder wobei das Austauschobjekt als ein Identifikationsobjekt ausgebildet ist, das ein erstes Kommunikationsobjekt nach den oben genannten bzw. den nachfolgenden Merkmalen mit ein oder mehreren Datenfeldern zur Identifikation eines Busteilnehmers umfasst.

Darüber hinaus wird ein Busteilnehmer für ein Automatisierungsnetzwerk vorgeschlagen, der ausgebildet ist ein Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers nach den oben genannten Merkmalen und/oder den nachfolgenden Merkmalen und/oder ein Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers nach den oben genannten und/oder nach den nachfolgenden Merkmalen auszuführen. Der Busteilnehmer ist insbesondere als MainDevice ausgebildet, also als Kontroll-Busteilnehmer, zur Steuerung und Koordination von SubordinateDevices, also von untergeordneten Busteilnehmern.
Ferner wird ein Verfahren zur Aktivierung einer Funktion, also einer Wirkweise eines Austausch-Busteilnehmers in Bezug auf eine Wirkweise zumindest eines Original-Busteilnehmers in einem Automatisierungsnetzwerk, sowie ein Austausch-Busteilnehmer zum Ersatz eines Original-Busteilnehmers für ein Automatisierungsnetzwerk vorgeschlagen. Der Austausch-Busteilnehmer ist ausgebildet, das nachfolgend erläuterte Verfahren zur Aktivierung einer Funktion des Austausch-Busteilnehmers auszuführen. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte: Empfangen eines Austauschobjekts in einem ersten Schritt, wobei das Austauschobjekt ein drittes Kommunikationsobjekt bildet, das zumindest ein Datenfeld umfasst zur Einstellung der Funktion des Austausch-Busteilnehmers in Bezug auf zumindest einen Original-Busteilnehmer, oder
wobei das Austauschobjekt als ein Identifikationsobjekt ausgebildet ist, das ein erstes Kommunikationsobjekt bildet,
nach den oben und/oder nach den nachfolgenden Merkmalen, wobei das erste Kommunikationsobjekt ein oder mehrere Datenfelder zur Identifikation eines Busteilnehmers umfasst, Prüfen der Unterstützung der Funktion zumindest eines Original-Busteilnehmers durch den Austausch-Busteilnehmer in einem zweiten Schritt,
wobei das Prüfen der Unterstützung der Funktion zumindest eines Original-Busteilnehmers durch den Austausch-Busteilnehmer insbesondere unter Berücksichtigung des Austauschobjekts erfolgt,
und
Aktivieren der Funktion des Austausch-Busteilnehmers gemäß des Austauschobjekts und/oder gemäß des Identifikationsobjekts in einem dritten Schritt, sofern das Prüfen in dem zweiten Schritt erfolgreich durchgeführt worden ist.
Überdies wird ein Automatisierungsnetzwerk vorgeschlagen. Das Automatisierungsnetzwerk weist eine Mehrzahl an Busteilnehmern auf, die über ein Bussystem kommunikativ miteinander verbunden sind. Zumindest ein Busteilnehmer der Mehrzahl an Busteilnehmern ist als ein Austausch-Busteilnehmer zum Ersatz eines Original-Busteilnehmers nach den oben genannten und/oder den nachfolgenden Merkmalen ausgebildet. Zumindest ein Busteilnehmer ist nach den oben genannten Merkmalen als Sender ausgebildet, um einen Austausch-Busteilnehmer basierend auf einem oder mehreren versendeten Datenpaketen zu erkennen und/oder zu konfigurieren. Das Automatisierungsnetzwerk bildet insbesondere ein EtherCAT Automatisierungsnetzwerk und der Austausch-Busteilnehmer ist als ein SubordinateDevice, also als untergeordneter Busteilnehmer ausgebildet, der von einem MainDevice, also einem Kontroll-Busteilnehmer, steuerbar ist. Der Busteilnehmer, der zur Erkennung und/oder Konfiguration des Austausch-Busteilnehmers ausgebildet ist, also der oben genannte Sender, ist als ein MainDevice, zur Steuerung und Koordination der SubordinateDevices ausgebildet. Ein Austausch-Busteilnehmer ist ausgebildet ein Verfahren zur Aktivierung einer Funktion auszuführen. Hierbei ist der Austausch-Busteilnehmer als Empfänger ausgebildet.
Es versteht sich, dass die genannten Verfahren durch einen Computer oder eine ähnliche Einheit, z.B. Verarbeitungseinheit, Prozessor, etc. ausgeführt werden können.
Das oben genannte Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers bietet eine einfache Methode, um eine Istkonfiguration eines Automatisierungsnetzwerks zu erfassen und diese mit einer Sollkonfiguration zu vergleichen. Vorteilhaft kann das Verfahren vollständig automatisiert ausgeführt werden. Der Austausch-Busteilnehmer kann basierend auf dem genannten Verfahren vorteilhaft zum Ersatz zumindest eines Original-Busteilnehmers eingesetzt werden, ohne, dass der Sender, der das oben genannte Verfahren zur Erkennung ausführt, also z.B. der Kontroll-Busteilnehmer oder MainDevice, eine falsche Identifizierung z.B. während einer Initialisierungsphase des Automatisierungsnetzwerks erkennt und natürlich ohne, dass die Sollkonfiguration verändert wird.
Basierend auf den vorgeschlagenen Verfahren und Busteilnehmern bzw. Automatisierungsnetzwerk können nicht nur Lieferschwierigkeiten von elektronischen Bauteilen einfach gelöst bzw. umgangen werden, sondern das Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers eignet sich zudem vorteilhaft für den Austausch eines defekten Original-Busteilnehmers, der z.B. während der Initialisierungsphase andernfalls nicht automatisch erkannt werden würde. In den genannten Fällen kann der Austausch-Busteilnehmer jeweils unkompliziert mit neuer Funktionalität eingesetzt werden. Produkte bzw. Busteilnehmer können demnach vorteilhaft ausgetauscht werden, ohne, dass ein Steuerungsprogramm des Anwenders geändert werden muss bzw. ohne, dass das Automatisierungsnetzwerk neu konfiguriert werden muss. Dies spart Zeit, Arbeitsaufwand und Kosten und vermeidet etwaige Fehler bei der Anpassung. Auch können Lagerhaltungskosten reduziert werden, sofern ein Austausch-Busteilnehmer dazu ausgebildet ist, mehrere Original-Busteilnehmer funktional zu ersetzen und somit weniger Varianten von Original-Busteilnehmer bevorratet werden müssen.
Zudem kann die Ausfallzeit der Maschine des Automatisierungssystems aufgrund von nicht Übereinstimmung der Ist- und Sollkonfiguration vorteilhaft reduziert werden.
Eine flexible Kombination des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers, bei dem das Auslesen bzw. das Lesen von Informationen im Vordergrund steht, also z.B. über das Lesen des Identifikationsobjekts, sowie des Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers, bei dem das Schreiben von Informationen im Vordergrund steht, also z.B. das Schreiben des Identifikationsobjekts oder eines weiteren Kommunikationsobjekts oder des Austauschobjekts, sind möglich. Es ist denkbar, dass es sich bei dem Identifikationsobjekt und dem Austauschobjekt um dasselbe erste Kommunikationsobjekt handelt. Zudem können die Verfahren auch separat angewendet werden bzw. auch nur eines der genannten Verfahren. Es ist denkbar, dass der Austausch-Busteilnehmer konfiguriert wird, jedoch das Verfahren zur Erkennung des Austausch-Busteilnehmers vorher nicht von dem Kontroll-Busteilnehmer durchgeführt wird.
Der Busteilnehmer, der das Verfahren zur Erkennung des Austausch-Busteilnehmers (Lesen) sowie das Verfahren zu dessen Konfiguration ausführt (Schreiben), kann den Sender bilden z.B. als Kontroll-Busteilnehmer oder MainDevice. Der Busteilnehmer, der das Verfahren zur Aktivierung einer Funktion durchführt, also ein Austausch-Busteilnehmer, kann den Empfänger bilden.
Der Original-Busteilnehmer kann z.B. eine Eingangsklemme des Typs EL1002 der Firma Beckhoff Automation bilden (umfassend 2-Kanal-Digital-Eingang), während der Austausch-Busteilnehmer beispielsweise eine Multifunktionsklemme des Typs EL8601-8411 der Firma Beckhoff Automation (12-Kanal-Multi-Interface) bilden kann. Beim Austausch-Busteilnehmer als Multifunktionsklemme ist eine Konfiguration des Austausch-Busteilnehmers erforderlich, da die Multifunktionsklemme per se variable, d.h. anpassbare, Schnittstellen bereitstellt, die bei Bedarf funktional z.B. als Eingang wirken (alternativ als Ausgang wirken) können. Dieses Beispiel ist nicht einschränkend zu verstehen, da der Original-Busteilnehmer alternativ auch eine Ausgangsklemme des Typs EL2002 der Firma Beckhoff Automation (2-Kanal-Digital-Ausgang) bilden kann oder eine kombinierte Eingangs- und Ausgangsklemme des Typs EL1259 der Firma Beckhoff Automation (8-Kanal-Digital-Eingang und 8-Kanal-Digital-Ausgang) bilden kann oder die oben genannte Multifunktionsklemme. Gleichermaßen kann der Austausch-Busteilnehmer ohne Einschränkung eine der oben genannten Klemmen bilden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sollkonfiguration als digitale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks eine Beschreibung einer Feldbustopologie des Automatisierungssystems, insbesondere Linie, Ring, Baum, eine Reihenfolge der am Feldbus angeschlossenen Busteilnehmer, Konfigurationsdaten der Busteilnehmer, eine Tabelle mit Identifikationsobjekten der Busteilnehmer. Es versteht sich, dass die Liste nicht abschließend ist. Beispielsweise ist die digitale Beschreibung als digitale Beschreibungsdatei implementierbar.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers ist das erste Datenfeld des Identifikationsobjekts als Produktkennung des Busteilnehmers ausgebildet, das zweite Datenfeld des Identifikationsobjekts ist als Versionsnummer des Busteilnehmers ausgebildet und das dritte Datenfeld ist als Herstellerkennung des Busteilnehmers ausgebildet. Die Versionsnummer weist ein erstes Datenwort und ein zweites Datenwort auf. Ein Original-Busteilnehmer weist insbesondere eine erste Version aus der Produktkennung und/oder der Versionsnummer auf und ein Austausch-Busteilnehmer weist insbesondere eine zweite Version aus der Produktkennung und/oder der Versionsnummer auf, insbesondere in der Austauschliste des Austausch-Busteilnehmers. Die zweite Version aus der Produktkennung und/oder der Versionsnummer unterscheidet sich insbesondere in dem ersten Datenwort der Versionsnummer und/oder der Produktkennung von der ersten Version.
Vorteilhaft kann ein Austausch-Busteilnehmer einfach basierend auf der zweiten Version aus Produktkennung und/oder Versionsnummer, insbesondere in der Austauschliste, und/oder zusammen mit einer Typkennung als solcher erkannt werden und eine Initialisierungsphase des Automatisierungsnetzwerks muss dadurch z.B. nicht frühzeitig abgebrochen werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers ist zumindest das zweite Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts mittels Vergleichsoperator vergleichbar. Das zweite Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts des Austausch-Busteilnehmers ist insbesondere aufsteigend im Vergleich zum zweiten Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts des Original-Busteilnehmers ausgebildet.
Dadurch sind vorteilhaft einfache mathematische Operationen durchführbar, die die Handhabbarkeit des vorgeschlagenen Verfahrens erleichtern und eine gute Kompatibilität bilden.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers wird nach dem Lesen des ersten Datenfeldes und/oder des zweiten Datenfeldes und/oder des dritten Datenfeldes des Identifikationsobjekts in einem ersten Zwischenschritt der Vergleich mit der Sollkonfiguration durchgeführt. Sofern der Vergleich in dem ersten Zwischenschritt ergibt, dass eine Abweichung zwischen der ermittelten Istkonfiguration und der Sollkonfiguration vorliegt, wird die Typkennung eines Busteilnehmers in einem zweiten Zwischenschritt gelesen. Sofern die Typkennung des Busteilnehmers in dem zweiten Zwischenschritt angibt, dass der Busteilnehmer als ein Austausch-Busteilnehmer ausgebildet ist, wird die Austauschliste des Austausch-Busteilnehmers in einem dritten Zwischenschritt gelesen und mit der Sollkonfiguration verglichen.
Die genannten Schritte des Verfahrens können beliebig in ihrer Reihenfolge variiert werden, sodass das Verfahren größtmögliche Flexibilität bietet. Die einzelnen Schritte sind sukzessive durchführbar. Es kann bestmögliche Transparenz und Nachvollziehbarkeit geschaffen werden, indem im Zuge jedes Zwischenschritts jeweils ein Vergleich zwischen Soll- und Istkonfiguration durchgeführt wird. Auf diese Weise ist frühzeitig eine Fehlermeldung generierbar bzw. ein Abbruch der Initialisierungsphase möglich.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers ist das Lesen des ersten Datenfeldes und/oder des zweiten Datenfeldes und/oder des dritten Datenfeldes des Identifikationsobjekts und/oder der Typkennung und/oder der Austauschliste in dem zweiten Schritt basierend auf einem ersten versendeten Datenpaket durchführbar. Das Lesen der Typkennung in dem zweiten Zwischenschritt ist basierend auf einem zweiten versendeten Datenpaket durchführbar und das Lesen der Austauschliste in dem dritten Zwischenschritt ist basierend auf einem dritten versendeten Datenpaket durchführbar.
Dies bietet vorteilhaft eine klare Aufteilung der durchgeführten Auslese- bzw. Leseschritte, eine bessere Übersichtlichkeit, sowie weniger Fehleranfälligkeit im Vergleich zum Auslesen sämtlicher Informationen in einem Ausleseschritt/basierend auf einem einzelnen Datenpaket.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers ist jeweils in einem vierten Zwischenschritt eine Fehlermeldung erzeugbar, sofern das Vergleichen der erfassten Istkonfiguration basierend auf der Typkennung in dem zweiten Zwischenschritt und/oder das Vergleichen der erfassten Istkonfiguration basierend auf der Austauschliste in dem dritten Zwischenschritt mit der Sollkonfiguration eine Abweichung zur Sollkonfiguration umfasst. Dies bietet vorteilhaft die Möglichkeit eines definierten Abbruchs des Verfahrens.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers wird das genannte Verfahren während einer Initialisierungsphase des Automatisierungsnetzwerks durchgeführt. Die Initialisierungsphase ist mit Erzeugen der Fehlermeldung in dem vierten Zwischenschritt abbrechbar. Dies bietet vorteilhaft die Möglichkeit eines definierten Abbruchs des Verfahrens.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers in einem Automatisierungsnetzwerk umfasst das Bereitstellen der Sollkonfiguration in dem ersten Schritt ein Senden der Sollkonfiguration mittels viertem Datenpaket an die Mehrzahl an Busteilnehmern des Automatisierungsnetzwerks.
Auf diese Weise können die einzelnen Busteilnehmer selbst prüfen, ob die Istkonfiguration mit der Sollkonfiguration übereinstimmt. Denkbar ist insbesondere eine Anwendung, sofern keine vorherige Erfassung der Busteilnehmer erfolgte, also sofern das Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers vorher nicht ausgeführt worden ist.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers ist vor dem Schreiben des Austauschobjekts in dem zweiten Schritt, ein Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers in einem Automatisierungsnetzwerk nach einem der oben genannten Merkmale durchführbar, zur Ermittlung einer Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks.
Vorteilhaft ermöglicht dies eine verbesserte Kompatibilität und eine instantane Konfiguration des Austausch-Busteilnehmers (Schreiben), da ein Austausch-Busteilnehmer als solcher durch das Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers bereits erkannt worden ist. Zudem bietet diese Vorgehensweise Sicherheit, dass auch tatsächlich nur ein Austausch-Busteilnehmer konfiguriert wird.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers bleibt, sofern das Austauschobjekt bei einem Busteilnehmer geschrieben worden ist, der nicht als Austausch-Busteilnehmer ausgebildet ist, eine Konfiguration der Funktion dieses Busteilnehmers unverändert.
Vorteilhaft bietet dies zusätzliche Sicherheit, sodass sich eine Konfiguration exklusiv auf einen Austausch-Busteilnehmer und keinen anderen Busteilnehmer auswirkt.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers ist der Austausch-Busteilnehmer ausgebildet, sofern das Austauschobjekt in dem zweiten Schritt geschrieben worden ist und kein Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers nach den oben genannten Merkmalen ausgeführt worden ist, der Austausch-Busteilnehmer in einem dritten Schritt ausgebildet ist, eine Prüfung der Unterstützung der Funktion zumindest eines Original-Busteilnehmers insbesondere unter Berücksichtigung des Austauschobjekts vorzunehmen und eine Bestätigung der Konfiguration der Funktion des Austausch-Busteilnehmers, also einer Wirkweise des Austausch-Busteilnehmers in Bezug auf eine Wirkweise zumindest eines Original-Busteilnehmers in einem vierten Schritt zu übermitteln, sofern die Prüfung des Austauschobjekts in dem dritten Schritt erfolgreich war.
Dies reduziert vorteilhaft den Netzwerk Traffic, da der Austausch-Busteilnehmer die Prüfung auf das Vorliegen eines Austausch-Busteilnehmers selbst vornehmen kann. Folglich können die einzelnen Schritte (Lesen) zur Erkennung dessen bzw. der Ausleseschritt entfallen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Aktivierung einer Funktion, also einer Wirkweise eines Austausch-Busteilnehmers, umfasst das genannte Verfahren einen vierten Schritt:

Senden einer Bestätigung über das Aktivieren der Funktion des Austausch-Busteilnehmers, sofern der dritte Schritt erfolgreich durchgeführt worden ist.

Damit kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass der Austausch-Busteilnehmer die gewünschte Funktion aktiviert hat und als solcher vollumfänglich (im Rahmen seiner Funktion) im Automatisierungsnetzwerk einsetzbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Austausch-Busteilnehmer zumindest eine Kommunikationseinheit, die kommunikativ mit zumindest einer Speichereinheit des Austausch-Busteilnehmers verbunden ist. Die Speichereinheit umfasst insbesondere einen nichtflüchtigen Speicher. Die Kommunikationseinheit ist kommunikativ mit einem Bussystem verbunden.
Dies ermöglicht vorteilhaft einen einfachen Aufbau des Austausch-Busteilnehmers sowie eine kostengünstige Implementierung und eine gute Kompatibilität mit bekannten Standards und Systemen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Austausch-Busteilnehmer ferner eine Mikrocontrollereinheit, die kommunikativ mit der Kommunikationseinheit verbunden ist, zum Prüfen des Austauschobjekts und/oder des Identifikationsobjekts. Der Austausch-Busteilnehmer umfasst ein Objektverzeichnis, wobei das Identifikationsobjekt und/oder das Austauschobjekt in dem Objektverzeichnis speicherbar sind.
Die Mikrocontrollereinheit kann als Mikrocontroller (kurz µC) ausgebildet sein und vorteilhaft die Prüfung des Austauschobjekts und/oder des Identifikationsobjekts vornehmen. Dies stellt die bevorzugte Ausbildung des Austausch-Busteilnehmers dar.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Austausch-Busteilnehmer als SubordinateDevice ausgebildet, also als untergeordneter Busteilnehmer, der von einem MainDevice, also einem Kontroll-Busteilnehmer, steuerbar ist. Sofern der Austausch-Busteilnehmer als ein SubordinateDevice ausgebildet ist, ist die Kommunikationseinheit als ein EtherCAT SubDevice Controller ausgebildet.
Dadurch ist vorteilhaft der bekannte EtherCAT Standard nutzbar. Zudem ermöglicht dies klare hierarchische Strukturen der einzelnen Busteilnehmer, wobei der SubordinateDevice z.B. als oben genannter Empfänger und der MainDevice z.B. als der oben genannte Sender ausgebildet sein können.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers nach einer ersten Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers nach einer zweiten Ausführungsform;
3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers nach einer ersten Ausführungsform;
4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers nach einer zweiten Ausführungsform;
5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers nach einer dritten Ausführungsform;
6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Aktivierung einer Funktion, also einer Wirkweise eines Austausch-Busteilnehmers nach einer ersten Ausführungsform;
7 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Aktivierung einer Funktion, also einer Wirkweise eines Austausch-Busteilnehmers nach einer zweiten Ausführungsform;
8 eine schematische Darstellung eines Automatisierungsnetzwerks nach einer ersten Ausführungsform;
9 eine schematische Darstellung eines Automatisierungsnetzwerks nach einer zweiten Ausführungsform;
10 eine schematische Darstellung eines Austausch-Busteilnehmers nach einer ersten Ausführungsform;
11 eine schematische Darstellung eines Austausch-Busteilnehmers nach einer zweiten Ausführungsform; und
12 eine schematische Darstellung eines Austausch-Busteilnehmers nach einer dritten Ausführungsform.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein. Ferner wird darauf hingewiesen, dass die Bezugszeichen in den Figuren unverändert oder ähnlich gewählt worden sind, wenn es sich um gleich oder ähnlich ausgebildete Elemente und/oder Komponenten handelt.
Unter dem Begriff „MainDevice“ (kurz „MDevice“) wird ein „Kontroll-Busteilnehmer“ verstanden, der zur Steuerung und Koordination von „SubordinateDevices“ im Automatisierungsnetzwerk ausgebildet ist. In der Regel führt in Automatisierungssystemen eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zyklische Steuerungsprozesse durch, um auf der Grundlage von Eingangsdaten von untergeordneten Busteilnehmern Ausgangsdaten für diese und/oder andere untergeordnete Busteilnehmer zu erzeugen, die durch den „MainDevice“ oder Kontroll-Busteilnehmer versendet werden. Die SPS nutzt dazu eine Steuerungssoftware, z.B. TwinCAT der Firma Beckhoff Automation. Ein „MainDevice“ bildet ein von der Steuerungssoftware unabhängiges Softwaremodul, das die Steuerung und Koordination der untergeordneten Busteilnehmer übernimmt. Die Begriffe „MainDevice“ und „Kontroll-Busteilnehmer“ können als Synonyme verstanden werden.
Unter dem Begriff „SubordinateDevice“ (kurz „SubDevice“) wird ein untergeordneter Busteilnehmer verstanden, der von einem „MainDevice“, also einem „Kontroll-Busteilnehmer“ steuerbar ist, wobei steuerbar auch konfigurierbar mit umfasst. Ein „SubDevice“ ist demnach eine untergeordnete Einheit in einer Anlage oder Maschine, die durch das Hauptgerät, also den „MainDevice“ steuerbar ist. Das „SubDevice“ verarbeitet die vom „MainDevice“ gesendeten Datenpakete, z.B. Ethernet Datenpakete, führt die das Datenpaket aufweisenden Aufgaben aus, und leitet das Datenpaket weiter. „SubDevices“ können z.B. „Original-Busteilnehmer“ sowie „Austausch-Busteilnehmer“ bilden. Ein „SubDevice“ kann z.B. eine Klemme mit einem ASIC Chip oder einem programmierbaren FPGA als ein EtherCAT Subdevice Controller (ESC) als Verarbeitungseinheit bilden. Jeder EtherCAT-SubDevice umfasst solch eine als ESC ausgebildete Verarbeitungseinheit, damit zyklische und azyklische Prozessdaten vom MainDevice mit dem SubDevice über den EtherCAT-Feldbus ausgetauscht werden können.
Ein „Original-Busteilnehmer“ bezeichnet einen Busteilnehmer, der von der ursprünglichen „Sollkonfiguration“ des Automatisierungsnetzwerks umfasst ist.
Ein „Austausch-Busteilnehmer“ ist ausgebildet zumindest einen „Original-Busteilnehmer“ funktional zu ersetzen, d.h. in Bezug auf eine Wirkweise eines „Original-Busteilnehmers“ und/oder einer neuen Funktionalität, die der zu ersetzende „Original-Busteilnehmer“ z.B. nicht umfasst.
Eine „Sollkonfiguration“ des Automatisierungsnetzwerks umfasst eine digitale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks mit der Mehrzahl an Busteilnehmern, also eine digitale Beschreibung der Feldbustopologie des Automatisierungsnetzwerks: Linie, Ring, Baum, etc., der Reihenfolge der am Feldbus angeschlossenen Busteilnehmer, der Konfigurationsdaten der Busteilnehmer, eine Tabelle mit Identifikationsobjekten der Busteilnehmer, etc. Die digitale Beschreibung ist z.B. als digitale Beschreibungsdatei, o.ä. implementierbar.
Eine „Istkonfiguration“ des Automatisierungsnetzwerks bildet eine Ausgangssituation, d.h. eine reale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks, also eine reale Beschreibung der Feldbustopologie und der physikalisch an den Feldbus angeschlossenen Busteilnehmer. Die Istkonfiguration kann z.B. erfasst werden, indem Informationen der einzelnen Busteilnehmer gelesen bzw. ausgelesen werden. Alternativ können die einzelnen Busteilnehmer für Feldbussysteme, bei denen die Busteilnehmer nicht aktiv erfasst werden, zur Ermittlung der „Istkonfiguration“, empfangene Informationen (z.B. eine empfangene „Sollkonfiguration“) lesen und mit eigenen Informationen vergleichen und ggf. bei Erkennen des Vorliegens eines „Austausch-Busteilnehmers“ und erfolgreicher Aktivierung dessen Funktion eine kurze Bestätigung über den Feldbus übermitteln, damit zyklische Steuerungsprozesse des Automatisierungssystems u.a. mit dem „Austausch-Busteilnehmer“ darauf basierend ausgeführt werden können.
Ein „Identifikationsobjekt“ bildet ein Kommunikationsobjekt, also eine digitale Beschreibungsdatei eines Produkts bzw. eines Busteilnehmers, z.B. bei EtherCAT Systemen und EtherCAT Busteilnehmern eine esi-Datei, d.h. eine EtherCAT SubordinateDevice Information Datei. Das Identifikationsobjekt umfasst mehrere Datenfelder zur Identifikation eines Busteilnehmers. Die Datenfelder des „Identifikationsobjekts“ können gelesen werden, um die „Istkonfiguration“ des Automatisierungsnetzwerks zu ermitteln. Das „Identifikationsobjekt“ eines „Austausch-Busteilnehmers“ kann sich z.B. von dem „Identifikationsobjekt“ eines „Original-Busteilnehmers“ unterscheiden. Die Datenfelder des „Identifikationsobjekts“ können z.B. im Falle des Erkennens eines „Austausch-Busteilnehmers“ basierend auf dem Lesen des „Identifikationsobjekts“ und/oder dem Lesen einer „Typkennung“ und/oder dem Lesen einer „Austauschliste“ geschrieben werden, zur Einstellung der Funktion des „Austausch-Busteilnehmers“.
Ein „Kommunikationsobjekt“ bildet eine Datenstruktur, umfassend eine Ansammlung von Daten, die im Automatisierungsnetzwerk zur Verfügung gestellt werden, z.B. Zugriffsrechte der einzelnen Busteilnehmer, o.ä.
Eine „Produktkennung“ bildet eine Geräte- bzw. Busteilnehmerspezische Kennung bzw. Code, die für verschiedene Geräte bzw. für verschiedene Busteilnehmer unterschiedlich ausgebildet ist, z.B. Klemmen, die jeweils einen ASIC-Chip umfassen (Eingangs-, Ausgangs-, Multifunktionsklemmen, o.ä.).
Eine „Herstellerkennung“ bildet eine herstellerabhängige Kennung bzw. Code, die je nach Hersteller des Geräts bzw. des Busteilnehmers unterschiedlich ausgebildet sein kann.
Eine „Versionsnummer“ unterscheidet einzelne Versionen eines gleichen Geräts bzw. eines gleichen Busteilnehmers, um deren Weiterentwicklungen nachvollziehbar zu kennzeichnen.
Ein „Austauschobjekt“ kann ein weiteres separates Kommunikationsobjekt zu dem „Identifikationsobjekt“ bilden, das zumindest ein Datenfeld aufweist, das zur Einstellung der Funktion des „Austausch-Busteilnehmers“ geschrieben wird. Das Austauschobjekt kann eine separate digitale Datei zum Schreiben bzw. zur Konfiguration bilden. Alternativ kann das „Austauschobjekt“ auch dem „Identifikationsobjekt“ entsprechen, also dasselbe Kommunikationsobjekt bilden. Das „Austauschobjekt“, bzw. das „Identifikationsobjekt“ als dasselbe Kommunikationsobjekt wie das „Austauschobjekt“, gibt an, wie sich der Austausch-Busteilnehmer funktional, also bezüglich der Wirkweise, verhalten soll. Das Austauschobjekt kann die oben genannte Sollkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks umfassen, also das Identifikationsobjekt des zumindest einen Original-Busteilnehmers aufweisen, den der Austausch-Busteilnehmer funktional ersetzen kann.
Eine „Typkennung“ gibt an, ob ein Busteilnehmer als ein „Austausch-Busteilnehmer“ ausgebildet ist oder nicht. Beispielsweise kann eine „Typkennung“ ein Datenfeld umfassen, das bisher ungenutzt mit dem Wert Null belegt war und nun einen Wert umfasst, der das Vorliegen eines „Austausch-Busteilnehmers“ anzeigt. Alternativ oder zusätzlich, kann die „Typkennung“ ein erstes weiteres Kommunikationsobjekt umfassen, das mittels dem ersten weiteren Kommunikationsobjekt anzeigt, das ein „Austausch-Busteilnehmer“ vorliegt (ein Original-Busteilnehmer würde z.B. das erste weitere Kommunikationsobjekt nicht umfassen oder alternativ ungenutzt mit dem Wert Null umfassen).
Eine „Austauschliste“ gibt an welche „Original-Busteilnehmer“ ein „Austausch-Busteilnehmer“ funktional ersetzen kann.
Ein „Datenwort“ ist eine bestimmte Datenmenge, die ein Computer in einer arithmetisch-logischen Einheit einer Verarbeitungseinheit, z.B. eines Prozessors, in einem Schritt verarbeiten kann.
Eine „Initialisierungsphase“ gibt eine Hochlauf- oder Start-Up-Phase eines Automatisierungsnetzwerks an. In der „Initialisierungsphase“ werden verschiedene Datenpakete ausgetauscht, um Eigenschaften der Busteilnehmer auszulesen bzw. die Busteilnehmer dadurch zu identifizieren.
„Steuerungsprozess“ bezeichnet den allgemeinen, zyklisch durchgeführten Steuerungsbetrieb des Automatisierungsnetzwerks.
Die vorgeschlagenen Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers und zu dessen Konfiguration, sowie das vorgeschlagene Verfahren zur Aktivierung einer Funktion eines Austausch-Busteilnehmers und die einzelnen Busteilnehmer des Automatisierungsnetzwerks, die ausgebildet sind die Verfahren auszuführen, bieten eine Möglichkeit, Busteilnehmer in einem Automatisierungsnetzwerk auszutauschen, ohne dass dadurch ein Steuerungsprogramm eines Anwenders geändert werden muss. Ein Austausch-Busteilnehmer, der zumindest einen Original-Busteilnehmer funktional ersetzen soll, kann automatisiert erkannt und konfiguriert werden, um die entsprechende Funktion auszuführen zu können. Der Austausch-Busteilnehmer kann zudem automatisiert die Aktivierung seiner Funktion durchführen und vollwertig für zyklische Steuerungsprozesse eingesetzt werden. Dies kann auch die Wartung von komplexen Automatisierungsnetzwerken deutlich vereinfachen.
Im Folgenden werden die 1, 2 sowie 8, 9 zusammen beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die nachfolgende Erläuterung nicht exklusiv auf die genannten Figuren beschränkt ist, sondern die beschriebenen Merkmale auch in Kombination mit den weiteren Figuren Anwendung finden können. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 100 zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach einer ersten Ausführungsform und 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 200 zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach einer zweiten Ausführungsform. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Automatisierungsnetzwerks 800 nach einer ersten Ausführungsform und 9 zeigt eine schematische Darstellung eines Automatisierungsnetzwerks 900 nach einer zweiten Ausführungsform.
Die 8 und 9 zeigen jeweils unterschiedliche Ausführungsformen von Automatisierungsnetzwerken 800, 900, die jeweils eine Mehrzahl an Busteilnehmern 805, 905 aufweisen. Die Mehrzahl an Busteilnehmer 805, 905 sind jeweils über ein Bussystem 810, 910 (ein Feldbussystem) kommunikativ miteinander verbunden. Zumindest ein Busteilnehmer der Mehrzahl an Busteilnehmern 805, 905 ist in beiden Automatisierungsnetzwerken 800, 900 als ein Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919 zum Ersatz eines Original-Busteilnehmers ausgebildet. Beispielsweise weist das Automatisierungsnetzwerk 800 in 8 einen ersten und zweiten Original-Busteilnehmer 820, 825 auf, sowie einen Austausch-Busteilnehmer 815, während das Automatisierungsnetzwerk 900 in 9 z.B. einen ersten bis dritten Austausch-Busteilnehmer 915, 917, 919 aufweist. Es versteht sich, dass die beiden Ansichten der Automatisierungsnetzwerke 800, 900 jeweils den bereits durchgeführten Tausch von Original-Busteilnehmern zeigt, also 8 eben den Tausch eines (nicht dargestellten) Original-Busteilnehmers durch den Austausch-Busteilnehmer 815 und in 9 eben den Tausch von (nicht dargestellten) ersten bis dritten Original-Busteilnehmern. Das Automatisierungsnetzwerk 900 in 9 zeigt im Besonderen, dass ein Austausch-Busteilnehmer funktional mehrere Original-Busteilnehmer ersetzen kann, was nachfolgend noch detaillierter erläutert wird. Dies kann für den Anwender den Vorteil haben nur einen Typ an Busteilnehmern verwalten zu müssen.
Zumindest ein Busteilnehmer 830, 930 der Automatisierungsnetzwerke 800, 900 ist ausgebildet, einen Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 zu erkennen und/oder zu konfigurieren. Der genannte Busteilnehmer 830, 930 ist ausgebildet ein Verfahren 100, 200 zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200, das nachfolgend noch erläutert wird, auszuführen und/oder ein Verfahren zur Konfiguration 300, 400, 500 eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200, das nachfolgend noch anhand der 3 bis 5 erläutert wird, auszuführen. Der genannte Busteilnehmer 830, 930 kann z.B. als ein MainDevice ausgebildet sein, also als Kontroll-Busteilnehmer, zur Steuerung und Koordination von SubordinateDevices, also von untergeordneten Busteilnehmern, die Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 bilden können. Es versteht sich jedoch, dass die genannten Verfahren 100, 200, 300, 400, 500 nicht auf eine Kontroll-Busteilnehmer-untergeordneter-Busteilnehmer eines Automatisierungsnetzwerks eingeschränkt sind.
Bevorzugt bilden die Automatisierungsnetzwerke 800, 900 in den 8 und 9 jeweils ein EtherCAT Automatisierungsnetzwerk und ein Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ist jeweils als ein SubordinateDevice, also als untergeordneter Busteilnehmer ausgebildet, der von dem MainDevice, also dem Kontroll-Busteilnehmer 830, 930, steuerbar ist. Der Busteilnehmer 830, 930, der zur Erkennung und/oder Konfiguration des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ausgebildet ist, ist als ein MainDevice, zur Steuerung und Koordination der SubordinateDevices ausgebildet.
Ein Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ist jeweils ausgebildet, ein Verfahren zur Aktivierung einer Funktion 600, 700 des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 auszuführen, wobei das Verfahren zur Aktivierung der Funktion 600, 700 anhand der 6 und 7 noch erläutert wird.
Das oben genannte Verfahren 100 nach der ersten Ausführungsform in 1 zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 in einem Automatisierungsnetzwerk 800, 900, das z.B. gemäß der 8 und 9 ausgebildet ist, umfasst z.B. in einem ersten Schritt 105 ein Bereitstellen einer Sollkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks 800, 900. Die Sollkonfiguration umfasst eine digitale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks 800, 900 mit der Mehrzahl an Busteilnehmern 805, 905. Die Sollkonfiguration umfasst als digitale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks eine Beschreibung einer Feldbustopologie des Automatisierungssystems, z.B. Linie, Ring, Baum, eine Reihenfolge der am Feldbus angeschlossenen Busteilnehmer, Konfigurationsdaten der Busteilnehmer, eine Tabelle mit Identifikationsobjekten der Busteilnehmer, etc. Es versteht sich, dass die Liste nicht abschließend ist. Beispielsweise ist die digitale Beschreibung als digitale Beschreibungsdatei implementierbar.
Ein zweiter Schritt 110 des Verfahrens 100 umfasst ein Ermitteln einer Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks 800, 900 zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 durch Senden zumindest eines Datenpakets an die Mehrzahl an Busteilnehmern 805, 905, wobei die Istkonfiguration eine reale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks 800, 900 bildet. Die Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks 800, 900 bildet eine Ausgangssituation, also eine reale Beschreibung z.B. der Feldbustopologie und der physikalisch an den Feldbus angeschlossenen Busteilnehmer, etc.
Dabei wird das Ermitteln der Istkonfiguration in dem zweiten Schritt 110, basierend auf dem zumindest einen Datenpaket durch Lesen eines ersten Datenfeldes und/oder eines zweiten Datenfeldes und/oder eines dritten Datenfeldes eines Identifikationsobjekts und/oder durch Lesen einer Typkennung und/oder durch Lesen einer Austauschliste 833, 933, 937, 939 der Mehrzahl an Busteilnehmern 805, 905 durchgeführt.
Das Identifikationsobjekt bildet ein erstes Kommunikationsobjekt, das ein oder mehrere Datenfelder zur Identifikation eines Busteilnehmers umfasst. Das erste Datenfeld des Identifikationsobjekts ist als Produktkennung des Busteilnehmers ausgebildet, das zweite Datenfeld des Identifikationsobjekts ist als Versionsnummer des Busteilnehmers ausgebildet und das dritte Datenfeld ist als Herstellerkennung des Busteilnehmers ausgebildet. Die Versionsnummer weist ein erstes Datenwort und ein zweites Datenwort auf. Ein Original-Busteilnehmer weist z.B. eine erste Version aus der Produktkennung und/oder der Versionsnummer auf, während ein Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 z.B. eine zweite Version aus der Produktkennung und/oder der Versionsnummer aufweist. Die zweite Version aus der Produktkennung und/oder der Versionsnummer kann sich z.B. in dem ersten Datenwort der Versionsnummer und/oder der Produktkennung von der ersten Version unterscheiden. Es versteht sich, dass das Lesen der genannten Informationen durch den Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 erfolgen kann, der das Datenpaket zum Lesen der Informationen der Busteilnehmer versendet und damit den Sender bildet.
Das erste Datenwort der Versionsnummer bildet z.B. das Lo-Word (Bit 0-15). Das zweite Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts ist z.B. mittels Vergleichsoperator vergleichbar, sofern das zweite Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 z.B. aufsteigend im Vergleich zum zweiten Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts des Original-Busteilnehmers ausgebildet ist. Das zweite Datenwort bildet das Hi-Word (Bit 16-31). Der Vergleich ist beispielsweise mittels z.B. größer gleich (>=) Vergleichsoperatoren durchführbar, wobei der Vergleich basierend auf dem zweiten Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts des Original-Busteilnehmers mit dem zweiten Datenwort der Versionsnummer aus der Austauschliste 833, 933, 937, 939 des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 durchgeführt wird. Dies erfolgt unter der Voraussetzung, dass die Herstellerkennung, Produktkennung und das erste Datenwort der Versionsnummer des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 mit den entsprechenden Werten aus dem Identifikationsobjekt des Original-Busteilnehmers übereinstimmen.
Ein Original-Busteilnehmer kann z.B. mit EL1002-0000-0016 bezeichnet sein, wobei „EL1002“ die Produktkennung ist, „0000“ ist das erste Datenwort der Versionsnummer und „0016“ ist das zweite Datenwort der Versionsnummer des Original-Busteilnehmers. Die Sollkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks 800, 900, umfassend z.B. lediglich den genannten Busteilnehmer würde dann EL1002-0000-0016 bilden. In der Austauschliste 833, 933, 937, 939 eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 kann z.B. EL1002-0000-0019 stehen. EL1002-0000-0019 würde also für das Beispiel die Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks 800, 900 bilden. Das zweite Datenwort der Versionsnummer des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ist mit „0019“ aufsteigend im Vergleich zum zweiten Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts des Original-Busteilnehmers mit „0016“ ausgebildet. Der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 mit der genannten Austauschliste 833, 933, 937, 939, aufweisend EL1002-0000-0019, kann daher den Original-Busteilnehmer mit „0016“ als zweites Datenwort der Versionsnummer des Original-Busteilnehmers ersetzen, da 19 >= 16 ist.
Die Typkennung gibt an, ob ein Busteilnehmer als ein Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ausgebildet ist und umfasst hierzu z.B. ein Datenfeld und/oder umfasst hierzu ein zweites Kommunikationsobjekt.
Die Austauschliste 833, 933, 937, 939 gibt an, welche Original-Busteilnehmer durch einen Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 funktional ersetzbar sind. Dazu umfasst die Austauschliste 833, 933, 937, 939 die Produktkennung des zu ersetzenden Original-Busteilnehmers sowie zumindest das erste Datenwort der Versionsnummer (Lo-Word). Die Austauschliste 833, 933, 937, 939 kann auch gemäß dem obigen Beispiel das zweite Datenwort der Versionsnummer (High-Word) umfassen, um den oben beschriebenen Vergleich mittels Vergleichsoperator durchzuführen. Beispielsweise umfasst die Austauschliste 833 des Austausch-Busteilnehmers 815 in 8 die Produktkennung PC2 und das erste Datenwort der Versionsnummer RL2.
Es versteht sich, dass die Produktkennung PC2 sowie das erste Datenwort der Versionsnummer RL2 der Austauschliste 833 des Austausch-Busteilnehmers 815 lediglich repräsentativ gewählt worden sind, um das Prinzip zu verdeutlichen. Konkrete Werte für die Produktkennung sowie das erste Datenwort der Versionsnummer des Austausch-Busteilnehmers 815 in 8 können ähnlich zum obigen Beispiel gewählt werden. Es versteht sich zudem, dass dies nicht nur für den Inhalt der Austauschliste 833 des Austausch-Busteilnehmers 815 in 8 gilt, sondern ebenso auf einen ersten bis dritten Austausch-Busteilnehmer 915, 917, 919 mit erster bis dritter Austauschliste 933, 937, 939 in 9 übertragbar ist. Ferner versteht es sich, dass das repräsentative Prinzip der Verdeutlichung zumindest auch für die eigene Produktkennung sowie das eigene erste Datenwort der Versionsnummer des Austausch-Busteilnehmers 815 in 8 sowie den ersten bis dritten Austausch-Busteilnehmer 915, 917, 919 in 9 gilt. Konkrete Werte für zumindest die eigene Produktkennung sowie das eigene erste Datenwort der Versionsnummer können ähnlich zum obigen Beispiel für den Austausch-Busteilnehmer 815 in 8 sowie für den ersten bis dritten Austausch-Busteilnehmer 915, 917, 919 in 9 gewählt werden.
Die eigene Produktkennung des Austausch-Busteilnehmers 815, 1000, 1100 in 8 kann z.B. PC20 lauten und das eigene erste Datenwort der Versionsnummer des Austausch-Busteilnehmers 815, 1000, 1100 in 8 kann RL20 lauten. Die Produktkennung des ersten Original-Busteilnehmers 820 kann z.B. PC1 lauten und das erste Datenwort der Versionsnummer des ersten Original-Busteilnehmers 820 kann z.B. RL1 lauten. Die Produktkennung des zweiten Original-Busteilnehmers 825 kann z.B. PC3 lauten und das erste Datenwort der Versionsnummer des zweiten Original-Busteilnehmers 825 kann z.B. RL3 lauten.
Ähnlich dazu kann die eigene Produktkennung des ersten Austausch-Busteilnehmers 915 in 9 PC20 lauten und das eigene erste Datenwort der Versionsnummer des ersten Austausch-Busteilnehmers 915 in 9 kann RL20 lauten. Die Austauschliste 933 des ersten Austausch-Busteilnehmers 915 in 9 kann z.B. die Produktkennung PC1 mit zugehörigem ersten Datenwort der Versionsnummer RL1 aufweisen, sowie die Produktkennung PC2 mit zugehörigem ersten Datenwort der Versionsnummer RL2 aufweisen und die Produktkennung PC3 mit zugehörigem ersten Datenwort der Versionsnummer RL3 aufweisen.
Die eigene Produktkennung des zweiten Austausch-Busteilnehmers 917 in 9 kann z.B. PC20 lauten und das eigene erste Datenwort der Versionsnummer des zweiten Austausch-Busteilnehmers 917 in 9 kann RL20 lauten. Die Austauschliste 937 des zweiten Austausch-Busteilnehmers 917 in 9 kann z.B. die Produktkennung PC1 mit zugehörigem ersten Datenwort der Versionsnummer RL1 aufweisen, sowie die Produktkennung PC2 mit zugehörigem ersten Datenwort der Versionsnummer RL2 aufweisen und die Produktkennung PC3 mit zugehörigem ersten Datenwort der Versionsnummer RL3 aufweisen.
Die eigene Produktkennung des dritten Austausch-Busteilnehmers 919 in 9 kann z.B. PC20 lauten und das eigene erste Datenwort der Versionsnummer des dritten Austausch-Busteilnehmers 919 in 9 kann RL20 lauten. Die Austauschliste 939 des dritten Austausch-Busteilnehmers 919 in 9 kann z.B. die Produktkennung PC1 mit zugehörigem ersten Datenwort der Versionsnummer RL1 aufweisen, sowie die Produktkennung PC2 mit zugehörigem ersten Datenwort der Versionsnummer RL2 aufweisen und die Produktkennung PC3 mit zugehörigem ersten Datenwort der Versionsnummer RL3 aufweisen.
Es versteht sich, wie oben genannt, dass die genannten Werte für die Produktkennung und das erste Datenwort der Versionsnummer nur exemplarischer Natur sind und abweichend umgesetzt werden können. Alternativ kann die Herstellerkennung ebenfalls berücksichtigt werden. In den genannten Beispielen ist die Herstellerkennung für den Original-Busteilnehmer und die Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 identisch gewählt worden und daher nicht explizit erläutert. Es versteht sich auch hier, dass die Herstellerkennung bei abweichender Ausgestaltung zwischen Original-Busteilnehmer und Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 variieren kann.
Ein dritter Schritt 115 des Verfahrens 100 umfasst ein Vergleichen der ermittelten Istkonfiguration mit der Sollkonfiguration basierend auf dem ersten und zweiten Schritt 105, 110 zum Erkennen des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200. In 8 würde beim Lesen des Identifikationsobjekts des Austausch-Busteilnehmers 815 durch den Kontroll-Busteilnehmer 830 eine Abweichung zwischen Soll- und Istkonfiguration festgestellt werden, also eigene Produktkennung PC20 statt PC2 des Original-Busteilnehmers und eigenes erstes Datenwort der Versionsnummer RL20 statt RL2 des Original-Busteilnehmers. In herkömmlichen Automatisierungssystemen würde daraufhin eine Fehlermeldung erzeugt werden. Da jedoch das Verfahren 100 umfasst, das weitere Informationen auslesbar sind, wie z.B. die Typinformation und die Austauschliste 833, könnte in dem genannten Beispiel, beim Lesen der Typinformation und/oder der Austauschliste festgestellt werden, dass es sich bei dem Busteilnehmer tatsächlich um einen Austausch-Busteilnehmer 815 handelt, der z.B. gemäß Austauschliste 833 dazu ausgebildet ist, den vorher angeschlossenen Original-Busteilnehmer mit der Produktkennung PC2 und dem ersten Datenwort der Versionsnummer RL2 funktional zu ersetzen.
Der genannte Original-Busteilnehmer kann z.B. eine Eingangsklemme des Typs EL1002 der Firma Beckhoff Automation bilden (umfassend 2-Kanal-Digital-Eingang), während der Austausch-Busteilnehmer 815 in 8 beispielsweise eine Multifunktionsklemme des Typs EL8601-8411 der Firma Beckhoff Automation (12-Kanal-Multi-Interface) bilden kann. Der Austausch-Busteilnehmer 815 umfasst demnach als Multifunktionsklemme Eingänge sowie Ausgänge. Daher eignet sich der als Multifunktionsklemme ausgebildete Austausch-Busteilnehmer 815 bei entsprechender Konfiguration seiner umfassenden Schnittstellen,also z.B. 2 digitale Eingänge, zum Ersatz des als Eingangs-Klemme ausgebildeten Original-Busteilnehmers.
Dieses Beispiel ist nicht einschränkend zu verstehen, da der Original-Busteilnehmer alternativ auch eine Ausgangsklemme des Typs EL2002 der Firma Beckhoff Automation (2-Kanal-Digital-Ausgang) bilden kann oder eine kombinierte Eingangs- und Ausgangsklemme des Typs EL1259 der Firma Beckhoff Automation (8-Kanal-Digital-Eingang und 8-Kanal-Digital-Ausgang) bilden kann oder die oben genannte Multifunktionsklemme. Gleichermaßen kann der Austausch-Busteilnehmer 815 dann ohne Einschränkung eine Alternative der oben genannten Klemmen bilden, sofern diese funktional geeignet zum Ersatz des alternativ ausgebildeten Original-Busteilnehmers ausgebildet ist.
Das Verfahren 100 eignet sich also für Feldbussysteme, bei denen z.B. von einem Kontroll-Busteilnehmer aktiv eine Identifizierung der z.B. untergeordneten Busteilnehmer ausgelesen wird, d.h. eine Erfassung einer Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks vorgenommen wird.
Das Verfahren zum Erkennen eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach einer zweiten Ausführungsform 200 in 2 kann in einem ersten Schritt 205 sowie einen zweiten Schritt 210 ähnlich zum Verfahren zum Erkennen eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten Ausführungsform 100 in 1 ausgebildet sein, nämlich, dass der erste Schritt 205 des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 z.B. das Bereitstellen der Sollkonfiguration umfasst. Der zweite Schritt 210 des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 bildet z.B. das Ermitteln der Istkonfiguration durch Lesen des ersten Datenfeldes (Produktkennung) und/oder des zweiten Datenfeldes (Versionsnummer) und/oder des dritten Datenfeldes (Herstellerkennung) des Identifikationsobjekts, beispielsweise des Austausch-Busteilnehmers 815 in 8 wie oben genannt.
Zur Vermeidung von Wiederholung wird daher auf obige Erläuterung verwiesen. Das Lesen des ersten Datenfeldes und/oder des zweiten Datenfeldes und/oder des dritten Datenfeldes des Identifikationsobjekts in dem zweiten Schritt 210 des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 ist z.B., ähnlich zum Ermitteln der Istkonfiguration in dem zweiten Schritt 110 des Verfahrens zur Erkennung nach der ersten Ausführungsform 100 in 1, basierend auf einem ersten versendeten Datenpaket durchführbar. In 1 können in dem zweiten Schritt 110 sämtliche Informationen mit dem ersten Datenpaket ausgelesen werden, während im zweiten Schritt 210 in 2 z.B. nur das Identifikationsobjekt mit dem ersten Datenpaket ausgelesen wird. Es versteht sich, dass dies keine Einschränkung darstellt und auch alternativ umsetzbar ist.
Nach dem Lesen des ersten Datenfeldes (Produktkennung) und/oder des zweiten Datenfeldes (Versionsnummer) und/oder des dritten Datenfeldes (Herstellerkennung) des Identifikationsobjekts in dem zweiten Schritt 210 wird in einem ersten Zwischenschritt 215 des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 in 2 der Vergleich mit der Sollkonfiguration durchgeführt. Dies kann gemäß obiger Erläuterung erfolgen, wobei der erste Zwischenschritt 215 des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 eine Verzweigung bilden kann. Sofern der Vergleich in dem ersten Zwischenschritt 215 des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 ergibt, dass eine Abweichung zwischen der ermittelten Istkonfiguration und der Sollkonfiguration vorliegt (j-Zweig), so wird die Typkennung des Busteilnehmers in einem zweiten Zwischenschritt 220 gelesen. Das Lesen der Typkennung im zweiten Zwischenschritt 220 ist z.B. basierend auf einem zweiten versendeten Datenpaket durchführbar. Der zweite Zwischenschritt 220 kann eine weitere Verzweigung bilden.
Sofern die Typkennung des Busteilnehmers in dem zweiten Zwischenschritt 220 angibt, dass der Busteilnehmer als ein Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ausgebildet ist (j-Zweig des zweiten Zwischenschritts 220), wird die Austauschliste 833, 933, 937, 939 des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 in einem dritten Zwischenschritt 230 gelesen und mit der Sollkonfiguration verglichen. Dies kann ebenfalls gemäß dem oben erläuterten Beispiel erfolgen. Der dritte Zwischenschritt 230 kann ebenfalls eine Verzweigung bilden. Das Lesen der Austauschliste 833, 933, 937, 939 in dem dritten Zwischenschritt 230 ist z.B. basierend auf einem dritten versendeten Datenpaket durchführbar.
Ergibt der dritte Zwischenschritt 230 des Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform 200 eine Übereinstimmung der Austauschliste mit der Sollkonfiguration (j-Zweig des dritten Zwischenschritts 230), so kann ein dritter Schritt 240 des Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform 200 ausgeführt werden. Der dritte Schritt 240 des Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform 200 kann z.B. umfassen, dass der entsprechende Busteilnehmer z.B. als Austausch-Busteilnehmer 815 erkannt worden ist. Ein vierter Schritt 245 des Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform 200 kann z.B. umfassen, dass das Verfahren zum Erkennen eines Austausch-Busteilnehmers nach der zweiten Ausführungsform 200 für den nächsten am Bussystem 810 physikalisch angeschlossenen Busteilnehmer, z.B. den zweiten Original-Busteilnehmer 825 fortgesetzt wird.
Sofern das Vergleichen der erfassten Istkonfiguration basierend auf dem Identifikationsobjekt in dem ersten Zwischenschritt 215 des Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform 200 mit der Sollkonfiguration keine Abweichung zur Sollkonfiguration umfasst (n-Zweig), kann der vierte Schritt 245 ausgeführt werden, also das Verfahren zum Erkennen eines Austausch-Busteilnehmers nach der zweiten Ausführungsform 200 für den nächsten am Bussystem 810 physikalisch angeschlossenen Busteilnehmer ausgeführt werden. Sofern die Typkennung des Busteilnehmers in dem zweiten Zwischenschritt 220 angibt, dass der Busteilnehmer als kein Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ausgebildet ist (n-Zweig des zweiten Zwischenschritts 220), ist in dem vierten Zwischenschritt 235 eine Fehlermeldung erzeugbar.
Ergibt der dritte Zwischenschritt 230 des Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform 200 eine Abweichung der Austauschliste mit der Sollkonfiguration (n-Zweig des dritten Zwischenschritts 230), ist in dem vierten Zwischenschritt 235 eine Fehlermeldung erzeugbar. Der vierte Zwischenschritt 235 kann also jeweils dem n-Zweig des zweiten Zwischenschritts 220 sowie des dritten Zwischenschritts 230 entsprechen.
Es versteht sich, dass das Lesen der genannten Information, d.h. das Senden der einzelnen Datenpakete von dem Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 durchgeführt werden kann. Auch kann der vierte Zwischenschritt 235 vom Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 vorgenommen und z.B. die Initialisierungsphase 201 mit einer Fehlermeldung abgebrochen werden. Ähnlich dazu kann der dritte Schritt 240 des Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform 200 vom entsprechenden Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 durchgeführt werden.
Es versteht sich, dass die obige Erläuterung auch für die nachfolgenden Figuren gilt und umgekehrt.
Im Folgenden werden die 3 bis 5 zusammen erläutert. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 300 zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach einer ersten Ausführungsform. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 400 zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach einer zweiten Ausführungsform und 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 500 zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach einer dritten Ausführungsform.
Die genannten Verfahren zur Konfiguration nach der ersten bis dritten Ausführungsform 300, 400, 500 in den 3 bis 5 können dabei unabhängig von den Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten und zweiten Ausführungsform 100, 200 in den 1 und 2 durchgeführt werden. Denn typischerweise werden Feldbussysteme in der Automatisierungstechnik in Systeme unterteilt, bei denen aktiv z.B. von einem Kontroll-Busteilnehmer eine Identifizierung der z.B. untergeordneten Busteilnehmer ausgelesen wird, d.h. die Erfassung einer Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks vorgenommen wird, und in solche Systeme, bei denen z.B. jeweils die untergeordneten Busteilnehmer eigenständig eine Identifizierung prüfen und ggf. eine Bestätigung an den Kontroll-Busteilnehmer übermitteln. Im zweitgenannten Fall liest der Kontroll-Busteilnehmer aktiv keine Identifizierung der untergeordneten Busteilnehmer aus. Das Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers nach der ersten bis dritten Ausführungsform 300, 400, 500 ist demnach unabhängig anwendbar. Im erstgenannten Fall kann das Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten und zweiten Ausführungsform 100, 200 auch mit dem Verfahren zu dessen Konfiguration nach der ersten bis dritten Ausführungsform 300, 400, 500 kombiniert werden und z.B. zeitlich vorher ausgeführt werden.
Das Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten Ausführungsform 300 in 3 in einem Automatisierungsnetzwerk 800, 900 nach den 8,9 umfasst in einem ersten Schritt 305 ein Bereitstellen einer Sollkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks 800, 900 (wie oben genannt). Ferner kann der erste Schritt 305 des Verfahrens zur Konfiguration nach der ersten Ausführungsform 300 ein Bereitstellen eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 umfassen. Sollte das Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten und zweiten Ausführungsform 100, 200 dem Verfahren zur Konfiguration nach der ersten Ausführungsform 300 zeitlich in der Ausführung vorangegangen sein, so kann die Sollkonfiguration z.B. dem Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 und/oder der Mehrzahl an Busteilnehmern 805, 905 schon bereitgestellt worden sein. Auch kann der entsprechende Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 als solcher identifiziert und somit bereitgestellt worden sein. Für den Fall, dass das genannte Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten und zweiten Ausführungsform 100, 200 nicht vorher durchgeführt worden ist, kann die Sollkonfiguration z.B. dem Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 und/oder der Mehrzahl an Busteilnehmern 805, 905 bereitgestellt werden.
Ein zweiter Schritt 310 des Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten Ausführungsform 300 umfasst ein Schreiben eines Austauschobjekts zur Einstellung einer Funktion, also einer Wirkweise des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 in Bezug auf den zumindest einen Original-Busteilnehmer, den der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ersetzen soll, durch Senden eines weiteren Datenpakets, z.B. eines vierten Datenpakets, an die Mehrzahl an Busteilnehmern 805, 905. Das Austauschobjekt kann ein drittes Kommunikationsobjekt bilden, das zumindest ein Datenfeld umfasst, oder das Austauschobjekt kann als das oben genannte erste Identifikationsobjekt ausgebildet sein, also das Kommunikationsobjekt, das das oben genannte eine oder mehrere Datenfeld(er) zur Identifikation eines Busteilnehmers umfasst.
Ist das Austauschobjekt als ein separates drittes Kommunikationsobjekt ausgebildet, so wird in dem Verfahren zur Konfiguration nach der ersten Ausführungsform 300 lediglich das Austauschobjekt geschrieben, während das Identifikationsobjekt als erstes Kommunikationsobjekt gelesen werden kann. Bilden Austauschobjekt und Identifikationsobjekt dasselbe Kommunikationsobjekt, z.B. dasselbe erste Kommunikationsobjekt, so kann dieses, z.B. erste Kommunikationsobjekt z.B. im Rahmen der Anwendung des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten und zweiten Ausführungsform 100, 200 in den 1 und 2 erst gelesen, z.B. mittels dem oben genannten ersten Datenpaket bzw. mittels den oben genannten zweiten und dritten Datenpaketen gelesen werden, und dann im Rahmen des Verfahrens zur Konfiguration nach der ersten Ausführungsform 300 geschrieben werden. Das Schreiben kann z.B. basierend auf dem vierten Datenpaket erfolgen, das z.B. der Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 als Sender an die Mehrzahl an Busteilnehmer 805, 905 übermittelt.
Beispielsweise könnte das Austauschobjekt bzw. das Identifikationsobjekt gemäß der Austauschliste 833 des Austausch-Busteilnehmers 815 in 8 geschrieben werden zu: Produktkennung PC2 und das erste Datenwort der Versionsnummer RL2. Ähnlich dazu kann mit den Austausch-Busteilnehmern 915, 917, 919 in 9 verfahren werden. Für die zu schreibenden Werte für die Austauschobjekte bzw. die Identifikationsobjekte wird auf die Austauschlisten 933, 937, 939 der Austausch-Busteilnehmer 915, 917, 919 in 9 (s. obige Beschreibung) verwiesen. Im Rahmen des oben genannten Anwendungsbeispiels könnte dies bedeuten, dass der als Multifunktionsklemme ausgebildete Austausch-Busteilnehmer 815 dahingehend in Bezug auf seine umfassenden Schnittstellen eingestellt wird, dass z.B. 2 digitale Eingänge aktiviert werden, sofern der Original-Busteilnehmer wie oben genannt z.B. als Eingangsklemme mit zwei umfassenden digitalen Eingängen ausgebildet war. Die weiteren Schnittstellen des als Multifunktionsklemme ausgebildeten Austausch-Busteilnehmer 815, z.B. Ausgänge, könnten bei Bedarf auch zeitlich später noch aktiviert werden. Dies wären zusätzliche Funktionen, die der Original-Busteilnehmer z.B. nicht umfasst.
Das Bereitstellen der Sollkonfiguration in dem ersten Schritt 305 des Verfahrens zur Konfiguration nach der ersten Ausführungsform 300 in 3 kann ein Senden der Sollkonfiguration mittels weiterem, z.B. fünftem Datenpaket an die Mehrzahl an Busteilnehmer 805, 905 des Automatisierungsnetzwerks 800, 900 durch den Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 umfassen. Dies ist insbesondere denkbar, falls das Verfahren zur Konfiguration nach der ersten Ausführungsform 300 ohne vorherige Erfassung der Busteilnehmer, also ohne Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 durchgeführt worden ist, damit die einzelnen Busteilnehmer den Vergleich zwischen Soll- und Istkonfiguration selbst durchführen können.
Wie bereits genannt, kann vor dem Schreiben des Austauschobjekts bzw. des Identifikationsobjekts in dem zweiten Schritt 310 des Verfahrens zur Konfiguration nach der ersten Ausführungsform 300 das Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten und zweiten Ausführungsform 100, 200 nach den oben beschriebenen Merkmalen zur Ermittlung der Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks 800, 900 durchgeführt werden.
Sofern das Austauschobjekt bzw. das Identifikationsobjekt bei einem Busteilnehmer geschrieben worden ist, der nicht als Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ausgebildet ist, bleibt eine Konfiguration der Funktion dieses Busteilnehmers unverändert. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, die Ausführung des Verfahrens zur Konfiguration nach der ersten Ausführungsform 300 in 3 wirkt sich konkret nur auf einen Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 aus, und nicht auf andere Busteilnehmer.
4 zeigt im Unterschied zu 3 eine Kombination aus dem Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 in 2 und des oben erläuterten Verfahrens zur Konfiguration des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten Ausführungsform 300 in einem Verfahren zur Konfiguration nach der zweiten Ausführungsform 400 mit höherer Detailauflösung. Der erste Schritt 405 und der zweite Schritt 410 des Verfahrens zur Konfiguration nach der zweiten Ausführungsform 400 können ähnlich zum ersten und zweiten Schritt 305, 310 des Verfahrens zur Konfiguration nach der ersten Ausführungsform 300 in 3 ausgebildet sein. Daher wird auf die obige Erläuterung verwiesen.
Zwischen dem ersten und zweiten Schritt 405, 410 des Verfahrens zur Konfiguration nach der zweiten Ausführungsform 400 können die einzelnen Schritte des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 ausgeführt werden. Befindet sich die Sollkonfiguration in der Austauschliste 833, 933, 937, 939 des jeweiligen Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 in den 8 und 9 bzw. stimmt die Sollkonfiguration mit der Austauschliste 833, 933, 937, 939 überein, und der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ist als solcher identifiziert worden, so wird der zweite Schritt 410 des Verfahrens zur Konfiguration nach der zweiten Ausführungsform 400 ausgeführt, also das Schreiben des Austauschobjekts oder des Identifikationsobjekts z.B. durch den Kontroll-Busteilnehmer 830, 930. Findet sich die Sollkonfiguration nicht in der jeweiligen Austauchliste 833, 933, 937, 939 des entsprechenden Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200, so würde der vierte Zwischenschritt 235 des Verfahrens zur Erkennung nach der zweiten Ausführungsform 200 ausgeführt, nämlich die Fehlermeldung erzeugt und der Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 würde z.B. die Initialisierungsphase 201 abbrechen.
Ist der zweite Schritt 410 des Verfahrens zur Konfiguration nach der zweiten Ausführungsform 400 erfolgreich durchgeführt worden, so kann z.B. der Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 den vierten Schritt 245 des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 ausführen, also die Initialisierungsphase 201 mit dem nächsten Busteilnehmer fortsetzen.
Ein erster und zweiter Schritt 505, 510 des Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der dritten Ausführungsform 500 in 5 können ähnlich zum ersten und zweiten Schritt 305, 310 des Verfahrens 300 zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten Ausführungsform 300 in 3 ausgebildet sein, daher wird auf obige Erläuterung verwiesen. Es ist denkbar, dass das Austauschobjekt oder das Identifikationsobjekt in dem zweiten Schritt 510 des Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der dritten Ausführungsform 500 geschrieben worden ist und kein Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten und zweiten Ausführungsform 100, 200 nach den oben genannten Merkmalen ausgeführt worden ist. In dem Fall kann der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 ausgebildet sein, eine Prüfung der Unterstützung der Funktion zumindest eines Original-Busteilnehmers z.B. unter Berücksichtigung des Austauschobjekts oder des Identifikationsobjekts in einem dritten Schritt 515 des Verfahrens zur Konfiguration nach der dritten Ausführungsform 500 vorzunehmen. Dies kann z.B. durch Lesen bzw. Vergleich mit der Austauschliste 833, 933, 937, 939 des entsprechenden Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 durchgeführt werden. Der dritte Schritt 515 des Verfahrens zur Konfiguration nach der dritten Ausführungsform 500 kann hierbei eine Verzweigung bilden.
Der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 kann in einem vierten Schritt 517 des Verfahrens zur Konfiguration nach der dritten Ausführungsform 500 eine Bestätigung 517 der Konfiguration der Funktion des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 an den Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 übermitteln, sofern die Prüfung des Austauschobjekts oder des Identifikationsobjekts in dem dritten Schritt 515 des Verfahrens zur Konfiguration nach der dritten Ausführungsform 500 erfolgreich war (j-Zweig des dritten Schritts 515 des Verfahrens nach der dritten Ausführungsform 500). Ferner ist denkbar, dass der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 die Funktion gemäß des Austauschobjekts aktiviert. Andernfalls (n-Zweig des dritten Schritts 515 des Verfahrens nach der dritten Ausführungsform 500) kann der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 einen fünften Schritt 535 des Verfahrens nach der dritten Ausführungsform 500 ausführen, also eine Fehlermeldung an den Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 übermitteln.
Im Folgenden werden die 6 und 7 zusammen beschrieben. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Aktivierung einer Funktion, also einer Wirkweise eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach einer ersten Ausführungsform 600 und 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Aktivierung einer Funktion, also einer Wirkweise eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach einer zweiten Ausführungsform 700. Die beiden Verfahren zur Aktivierung der Funktion nach der ersten und zweiten Ausführungsform 600, 700 können z.B. jeweils von den Austausch-Busteilnehmern 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 als Empfänger ausgeführt werden.
Die Verfahren zur Aktivierung einer Funktion nach der ersten und zweiten Ausführungsform 600, 700umfassen jeweils in einem ersten Schritt 605, 705 ein Empfangen eines Austauschobjekts (Schreiben). Das Schreiben des Austauschobjekts für den entsprechenden Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 kann z.B. mittels dem oben genannten vierten Datenpaket erfolgen. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. Dabei kann das Austauschobjekt wie oben genannt das dritte Kommunikationsobjekt bilden, das zumindest ein Datenfeld zur Einstellung der Funktion des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 in Bezug auf zumindest einen Original-Busteilnehmer umfasst und/oder das Austauschobjekt kann als das Identifikationsobjekt ausgebildet sein und dasselbe erste Kommunikationsobjekt nach den obigen Merkmalen mit ein oder mehreren Datenfeldern zur Identifikation eines Busteilnehmers bilden. An dieser Stelle wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
In einem zweiten Schritt 610, 710 der Verfahren zur Aktivierung einer Funktion nach der ersten und zweiten Ausführungsform 600, 700 kann durch den Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 geprüft werden, ob der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 eine Funktion zumindest eines Original-Busteilnehmers unterstützt. Diese Prüfung kann z.B. unter Berücksichtigung des Austauschobjekts und/oder des Identifikationsobjekts erfolgen. Das Prüfen in dem zweiten Schritt 610, 710 der Verfahren zur Aktivierung einer Funktion nach der ersten und zweiten Ausführungsform 600, 700 ist jeweils als Verzweigung dargestellt in 6 und 7. Sofern das Prüfen in dem zweiten Schritt 610, 710 der Verfahren zur Aktivierung nach der ersten und zweiten Ausführungsform 600, 700, also den Verzweigungen in den 6 und 7, erfolgreich durchgeführt worden ist (j-Zweig des zweiten Schritts 610, 710 der Verfahren zur Aktivierung nach der ersten und zweiten Ausführungsform 600, 700), kann ein Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 in einem dritten Schritt 615, 715 der genannten Verfahren zur Aktivierung 600, 700 jeweils die Funktion des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 gemäß des Austauschobjekts und/oder gemäß des Identifikationsobjekts aktivieren. Die Aktivierung der Funktion kann beispielsweise wie im Zusammenhang mit den 3 bis 5 erläutert erfolgen, also das Aktivieren z.B. der 2 digitalen Eingänge des als Multifunktionsklemme ausbildeten Austausch-Busteilnehmers 815 für den in 8 z.B. nicht dargestellten Original-Busteilnehmer umfassen, der z.B. als Eingangsklemme (umfassend zwei digitale Eingänge) ausgebildet sein kann.
Stellt der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 bei der Prüfung in dem zweiten Schritt 610, 710 der Verfahren zur Aktivierung 600, 700 fest, dass er die Funktion des zumindest einen Original-Busteilnehmers nicht unterstützt (n-Zweig des zweiten Schritts 610, 710 der Verfahren 600, 700), so kann der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 einen vierten Schritt 635 des Verfahren zur Aktivierung nach der ersten Ausführungsform 600 oder einen fünften Schritt 735 des Verfahrens zur Aktivierung nach der zweiten Ausführungsform 700 ausführen, der jeweils eine Fehlermeldung z.B. an den Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 umfassen kann. Die Fehlermeldung kann über das Bussystem 810, 910, also den Feldbus, z.B. den EtherCAT Feldbus, übermittelt werden.
Das Verfahren zur Aktivierung nach der zweiten Ausführungsform 700 in 7 unterscheidet sich von dem Verfahren zur Aktivierung nach der ersten Ausführungsform 600 in 6 lediglich darin, dass es anschließend an den dritten Schritt 715 des Verfahrens zur Aktivierung nach der zweiten Ausführungsform 700 noch einen vierten Schritt 717 umfasst, wobei der vierte Schritt 717 ein Senden einer Bestätigung über das Aktivieren der Funktion des Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 umfasst.
Im Folgenden werden die 10 bis 12 zusammen beschrieben. 10 zeigt eine schematische Darstellung eines Austausch-Busteilnehmers 1000 nach einer ersten Ausführungsform, 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Austausch-Busteilnehmers 1100 nach einer zweiten Ausführungsform und 12 zeigt eine schematische Darstellung eines Austausch-Busteilnehmers 1200 nach einer dritten Ausführungsform. Beispielsweise können die Austausch-Busteilnehmer 1000, 1100 gemäß dem Aufbau der 10 und 11 in dem Automatisierungsnetzwerk 800 in 8 eingesetzt werden, um einen einzelnen Original-Busteilnehmer zu ersetzen, während der Austausch-Busteilnehmer 1200 gemäß dem Aufbau von 12 in dem Automatisierungsnetzwerk 900 in 9 eingesetzt werden kann, um mehrere Original-Busteilnehmer funktional zu ersetzen.
Der Austausch-Busteilnehmer mit dem Aufbau nach der ersten bis dritten Ausführungsform 1000, 1100, 1200 in den 10 bis 12 weist zumindest eine Kommunikationseinheit 1005, 1105, 1205, 1207, 1209 auf, die kommunikativ mit zumindest einer Speichereinheit 1010, 1110, 1210, 1211, 1213 des Austausch-Busteilnehmers nach der ersten bis dritten Ausführungsform 1000, 1100, 1200 verbunden ist. Konkret weisen die Austausch-Busteilnehmer nach der ersten und zweiten Ausführungsform 1000, 1100 in den 10 und 11 jeweils eine Kommunikationseinheit 1005, 1105 auf, während der Austausch-Busteilnehmer nach der dritten Ausführungsform 1200 in 12 z.B. eine erste bis dritte Kommunikationseinheit 1205, 1207, 1209 aufweist, um einen ersten bis dritten Original-Busteilnehmer ersetzen zu können. Es versteht sich, dass bei abweichender Realisierung, also beim Ersatz von mehr als drei Original-Busteilnehmern durch einen Austausch-Busteilnehmer 915, 917, 919 oder weniger als drei Original-Busteilnehmern, die Anzahl der Kommunikationseinheiten 1205, 1207, 1209 in 12 ebenfalls variieren kann.
Die Speichereinheit 1010, 1110, 1210, 1211, 1213 umfasst z.B. einen nichtflüchtigen Speicher und kann z.B. jeweils als sog. ESI-EEPROM ausgebildet sein. Die Austausch-Busteilnehmer nach der ersten und zweiten Ausführungsform 1000, 1100 in den 10 und 11 umfassen jeweils eine als ESI-EEPROM ausgebildete Speichereinheit 1010, 1110 und der Austausch-Busteilnehmer nach der dritten Ausführungsform 1200 in 12 umfasst drei als ESI-EEPROM ausgebildete Speichereinheiten 1210, 1211, 1213.
Die Kommunikationseinheit 1005, 1105, 1205, 1207, 1209 der Austausch-Busteilnehmer nach der ersten bis dritten Ausführungsform 1000, 1100, 1200 ist kommunikativ mit dem Bussystem 810, 910 verbunden. Die kommunikative Verbindung kann eine bidirektionale Kommunikation der Busteilnehmer ermöglichen. Für den Fall, dass das Bussystem als Feldbussystem und hierbei im Speziellen als EtherCAT Feldbussystem ausgebildet ist bzw. das Automatisierungsnetzwerk 800, 900 als EtherCAT Automatisierungsnetzwerk ausgebildet ist, sind die Kommunikationseinheiten 1005, 1105, 1205, 1207, 1209 der Austausch-Busteilnehmer nach der ersten bis dritten Ausführungsform 1000, 1100, 1200 als EtherCAT SubDevice Controller (kurz ESC) ausgebildet.
Der Austausch-Busteilnehmer nach der zweiten und dritten Ausführungsform 1100, 1200 in den 11 und 12 weist ferner eine Mikrocontrollereinheit 1115, 1215 im Unterschied zum Austausch-Busteilnehmer nach der ersten Ausführungsform 1000 in 10 auf. Die Mikrocontrollereinheit 1115, 1215 kann als ein Mikrocontroller (kurz µC) ausgebildet sein bzw. einen Mikrocontroller umfassen. Die Mikrocontrollereinheit 1115, 1215 ist kommunikativ mit der Kommunikationseinheit 1105, 1205, 1207, 1209 verbunden, zum Prüfen der Unterstützung der Funktion zumindest eines Original-Busteilnehmers z.B. unter Berücksichtigung des Austauschobjekts gemäß den Verfahren zur Aktivierung einer Funktion nach der ersten und zweiten Ausführungsform 600, 700 in den 6 und 7 sowie zum Schreiben des Austauschobjekts und/oder des Identifikationsobjekts. Mit anderen Worten wird die Prüfung in dem zweiten Schritt 610, 710 der Verfahren zur Aktivierung nach der ersten und zweiten Ausführungsform 600, 700 von der Mikrocontrollereinheit 1115, 1215 durchgeführt. Die kommunikative Verbindung der Mikrocontrollereinheit 1115, 1215 und der Kommunikationseinheit 1105, 1205, 1207, 1209 kann über eine serielle oder parallele Schnittstelle an der Kommunikationseinheit 1105, 1205, 1207, 1209 erfolgen. Der Austausch-Busteilnehmer nach der ersten Ausführungsform 1000 umfasst keine Mikrocontrollereinheit, daher kann das Austauschobjekt bzw. das Identifikationsobjekt in diesem Fall z.B. einfacher umgesetzt sein als die obige Erläuterung.
Bevorzugt sind der Austausch-Busteilnehmer 815 in 8 und die ersten bis dritten Austausch-Busteilnehmer 915, 917, 919 in 9 gemäß 11 (für den Austausch-Busteilnehmer 815 in 8) und gemäß 12 (für die ersten bis dritten Austausch-Busteilnehmer 915, 917, 919 in 9) ausgebildet.
Der Austausch-Busteilnehmer nach der zweiten und dritten Ausführungsform 1100, 1200 in 11 und 12 umfasst jeweils ein Objektverzeichnis 1120, 1220, dabei sind das Identifikationsobjekt und/oder das Austauschobjekt als zu schreibendes Kommunikationsobjekt bzw. als unabhängige zu schreibende Kommunikationsobjekte in dem Objektverzeichnis 1120, 1220 speicherbar. Auch die Typkennung kann im Falle einer Ausbildung als ein unabhängiges zweites Kommunikationsobjekt im Objektverzeichnis 1120, 1200 gespeichert sein. Ferner kann die Austauschliste 833, 933, 937, 939 im Objektverzeichnis 1120, 1200 gespeichert sein. Beispielsweise kann das Objektverzeichnis 1120, 1220 Teil der Mikrocontrollereinheit 1115, 1215 sein, wobei die Mikrocontrollereinheit 1115, 1215 z.B. einen Mikrocontrollerspeicher aufweisen kann, der das Objektverzeichnis 1120, 1220 umfasst.
Es versteht sich, dass die Original-Busteilnehmer einen ähnlichen Aufbau zu dem Austausch-Busteilnehmer nach der ersten Ausführungsform 1000 in 10 oder zu dem Austausch-Busteilnehmer nach der zweiten Ausführungsform 1100 in 11 aufweisen kann.
Die in den 8 bis 12 dargestellten Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 können jeweils als SubordinateDevices ausgebildet sein, also als untergeordnete Busteilnehmer, die von einem MainDevice, also dem Kontroll-Busteilnehmer 830, 930, steuerbar sind. Sofern der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 als ein SubordinateDevice ausgebildet ist, ist die Kommunikationseinheit 1005, 1105, 1205, 1207, 1209 wie bereits genannt als ein EtherCAT SubDevice Controller (ESC) ausgebildet.
Der in 12 dargestellte Austausch-Busteilnehmer nach der dritten Ausführungsform 1200 kann z.B. eine Klemme mit mehreren physikalischen Anschlüssen (Schnittstellen) bilden. Es versteht sich jedoch, dass der Austausch-Busteilnehmer 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der dritten Ausführungsform 1200 nicht auf die erläuterte Ausgestaltung eingeschränkt ist.
Das Ermitteln der Istkonfiguration in dem zweiten Schritt 110, 210 der Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der ersten und zweiten Ausführungsform 100, 200 in den 1, 2 , das durch Lesen des ersten Datenfelds und/oder des zweiten Datenfelds und/oder des dritten Datenfelds des Identifikationsobjekts erfolgt, kann bevorzugt durch Lesen der z.B. als ESI-EEPROM ausgebildeten Speichereinheit 1110, 1210, 1211, 1213 z.B. mittels erstem Datenpaket durchgeführt werden, die das Identifikationsobjekt umfasst.
Auch ist denkbar das kombinierte Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 400 in 4, das auch Schritte des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 umfasst, durch Lesen der als ESI-EEPROM ausgebildeten Speichereinheit 1110, 1210, 1211, 1213 nach obiger Beschreibung durchzuführen. Weiterhin ist denkbar das Lesen der Typkennung z.B. in dem zweiten Zwischenschritt 220 des Verfahrens 200 zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200 in 2 durch Lesen der als ESI-EEPROM ausgebildeten Speichereinheit 1110, 1210, 1211, 1213 durchzuführen. Ähnliches gilt für das Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 400 in 4, umfassend den zweiten Zwischenschritt 220. Zudem ist denkbar, das Lesen der Austauschliste 833, 933, 937, 939 in dem drittenten Zwischenschritt 230 des Verfahrens zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 200, 400 in 2 durch Lesen der als ESI-EEPROM ausgebildeten Speichereinheit 1110, 1210, 1211, 1213 durchzuführen. Ähnliches gilt für das Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 400 in 4, umfassend den dritten Zwischenschritt 230.
Die Austauschliste 833, 933, 937, 939 kann alternativ auch im Objektverzeichnis 1120, 1220 gespeichert sein. Dann würde in der Alternative beim Lesen der Austauschliste 833, 933, 937, 939 das Objektverzeichnis 1120, 1220 des Austausch-Busteilnehmers 1100, 1200 gelesen, anstatt der als ESI-EEPROM ausgebildeten Speichereinheit 1110, 1210, 1211, 1213.
Das Schreiben des Austauschobjekts und/oder des Identifikationsobjekts z.B. in dem zweiten Schritt 410 des Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 400 in 4 kann aus dem Objektverzeichnis 1120, 1220 z.B. durch den Kontroll-Busteilnehmer 830, 930 erfolgen. Alternativ dazu könnte das Schreiben des Austauschobjekts und/oder des Identifikationsobjekts z.B. in dem zweiten Schritt 410 des Verfahrens zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers 815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200 nach der zweiten Ausführungsform 400 in 4 auch das Schreiben der z.B. als ESI-EEPROM ausgebildeten Speichereinheit 1110, 1210, 1211, 1213 umfassen.
Die Erfindung wurde im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben. Anstelle der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind weitere Ausführungsbeispiele denkbar, welche weitere Abwandlungen oder Kombinationen von beschriebenen Merkmalen aufweisen können. Die Erfindung ist aus diesem Grund nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt, da vom Fachmann andere Variationen daraus abgeleitet werden können, ohne dabei den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

100: Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers nach einer ersten Ausführungsform
105: erster Schritt
110: zweiter Schritt
115: dritter Schritt
200: Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers nach einer zweiten Ausführungsform
201: Initialisierungsphase
205: erster Schritt
210: zweiter Schritt
215: erster Zwischenschritt
220: zweiter Zwischenschritt
230: dritter Zwischenschritt
235: vierter Zwischenschritt
240: dritter Schritt
245: vierter Schritt
300: Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers nach einer ersten Ausführungsform
305: erster Schritt
310: zweiter Schritt
400: Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers nach einer zweiten Ausführungsform
405: erster Schritt
410: zweiter Schritt
500: Verfahren zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers nach einer dritten Ausführungsform
505: erster Schritt
510: zweiter Schritt
515: dritter Schritt
517: vierter Schritt
535: fünfter Schritt
600: Verfahren zur Aktivierung einer Funktion, also einer Wirkweise eines Austausch-Busteilnehmers nach einer ersten Ausführungsform
605: erster Schritt
610: zweiter Schritt
615: dritter Schritt
635: vierter Schritt
700: Verfahren zur Aktivierung einer Funktion, also einer Wirkweise eines Austausch-Busteilnehmers nach einer zweiten Ausführungsform
705: erster Schritt
710: zweiter Schritt
715: dritter Schritt
717: vierter Schritt
735: fünfter Schritt
800: Automatisierungsnetzwerk nach einer ersten Ausführungsform
805: Mehrzahl an Busteilnehmern
810: Bussystem
815: Austausch-Busteilnehmer
820: erster Original-Busteilnehmer
825: zweiter Original-Busteilnehmer
830: Kontroll-Busteilnehmer
833: Austauschliste
900: Automatisierungsnetzwerk nach einer zweiten Ausführungsform
905: Mehrzahl an Busteilnehmern
910: Bussystem
915: erster Austausch-Busteilnehmer
917: zweiter Austausch-Busteilnehmer
919: dritter Austausch-Busteilnehmer
930: Kontroll-Busteilnehmer
933: erste Austauschliste
937: zweite Austauschliste
939: dritte Austauschliste
1000: Austausch-Busteilnehmer nach einer ersten Ausführungsform
1005: Kommunikationseinheit
1010: Speichereinheit
1100: Austausch-Busteilnehmer nach einer zweiten Ausführungsform
1105: Kommunikationseinheit
1110: Speichereinheit
1115: Mikrocontrollereinheit
1120: Objektverzeichnis
1200: Austausch-Busteilnehmer nach einer dritten Ausführungsform
1205: erste Kommunikationseinheit
1207: zweite Kommunikationseinheit
1209: dritte Kommunikationseinheit
1210: erste Speichereinheit
1211: zweite Speichereinheit
1213: dritte Speichereinheit
1215: Mikrocontrollereinheit
1220: Objektverzeichnis

Claims

Verfahren (100, 200) zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers in einem Automatisierungsnetzwerk, wobei das Automatisierungsnetzwerk (800, 900) eine Mehrzahl an Busteilnehmern (805, 905) aufweist, von denen zumindest ein Busteilnehmer als Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) zum Ersatz zumindest eines Original-Busteilnehmers ausgebildet ist, wobei das Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers die nachfolgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Sollkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks in einem ersten Schritt (105, 205), wobei die Sollkonfiguration eine digitale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks (800, 900) umfasst, Ermitteln einer Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks (800, 900) zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) durch Senden zumindest eines Datenpakets an die Mehrzahl an Busteilnehmern (805, 905) in einem zweiten Schritt (110, 210, 220, 230), wobei die Istkonfiguration eine reale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks (800, 900) bildet, wobei das Ermitteln der Istkonfiguration in dem zweiten Schritt (110, 210, 220, 230) basierend auf dem Datenpaket durch Lesen eines ersten Datenfeldes und/oder eines zweiten Datenfeldes und/oder eines dritten Datenfeldes eines Identifikationsobjekts und/oder durch Lesen einer Typkennung und/oder durch Lesen einer Austauschliste (833, 933, 937, 939) der Mehrzahl an Busteilnehmern (805, 905) erfolgt, wobei das Identifikationsobjekt ein erstes Kommunikationsobjekt bildet, das ein oder mehrere Datenfelder zur Identifikation eines Busteilnehmers umfasst, wobei die Typkennung angibt, ob ein Busteilnehmer als ein Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) ausgebildet ist und wobei die Typkennung insbesondere ein Datenfeld und/oder ein zweites Kommunikationsobjekt umfasst, wobei die Austauschliste (833, 933, 937, 939) angibt, welche Original-Busteilnehmer durch einen Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) ersetzbar sind, und Vergleichen der ermittelten Istkonfiguration mit der Sollkonfiguration basierend auf dem ersten und zweiten Schritt (105, 110, 205, 210, 220, 230) in einem dritten Schritt (115, 215, 225) zum Erkennen eines Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Datenfeld des Identifikationsobjekts als Produktkennung des Busteilnehmers ausgebildet ist, das zweite Datenfeld des Identifikationsobjekts als Versionsnummer des Busteilnehmers ausgebildet ist und das dritte Datenfeld als Herstellerkennung des Busteilnehmers ausgebildet ist, wobei die Versionsnummer ein erstes Datenwort und ein zweites Datenwort aufweist, wobei ein Original-Busteilnehmer insbesondere eine erste Version aus der Produktkennung und/oder der Versionsnummer aufweist und ein Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) insbesondere eine zweite Version aus der Produktkennung und/oder der Versionsnummer aufweist, insbesondere in der Austauschliste (833, 933, 937, 939) des Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200), wobei sich die zweite Version aus der Produktkennung und/oder der Versionsnummer insbesondere in dem ersten Datenwort der Versionsnummer und/oder der Produktkennung von der ersten Version unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei zumindest das zweite Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts mittels eines Vergleichsoperators vergleichbar ist, und wobei das zweite Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts des Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) insbesondere aufsteigend im Vergleich zum zweiten Datenwort der Versionsnummer des Identifikationsobjekts des Original-Busteilnehmers ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach dem Lesen des ersten Datenfeldes und/oder des zweiten Datenfeldes und/oder des dritten Datenfeldes des Identifikationsobjekts in einem ersten Zwischenschritt (215) der Vergleich mit der Sollkonfiguration durchgeführt wird, wobei, sofern der Vergleich in dem ersten Zwischenschritt (215) ergibt, dass eine Abweichung zwischen der ermittelten Istkonfiguration und der Sollkonfiguration vorliegt, die Typkennung eines Busteilnehmers in einem zweiten Zwischenschritt (220) gelesen wird wobei, sofern die Typkennung des Busteilnehmers in dem zweiten Zwischenschritt (220) angibt, dass der Busteilnehmer als ein Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) ausgebildet ist, die Austauschliste (833, 933, 937, 939) des Austausch-Busteilnehmers in einem dritten Zwischenschritt (230) gelesen wird und mit der Sollkonfiguration verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Lesen des ersten Datenfeldes und/oder des zweiten Datenfeldes und/oder des dritten Datenfeldes des Identifikationsobjekts und/oder der Typkennung und/oder der Austauschliste (833, 933, 937, 939) in dem zweiten Schritt (110, )basierend auf einem ersten versendeten Datenpaket durchführbar ist, wobei das Lesen der Typkennung in dem zweiten Zwischenschritt (220) basierend auf einem zweiten versendeten Datenpaket durchführbar ist und das Lesen der Austauschliste (833, 933, 937, 939) in dem dritten Zwischenschritt (230) basierend auf einem dritten versendeten Datenpaket durchführbar ist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei, sofern das Vergleichen der erfassten Istkonfiguration basierend auf der Typkennung in dem zweiten Zwischenschritt (220) und/oder das Vergleichen der erfassten Istkonfiguration basierend auf der Austauschliste (833, 933, 937, 939) in dem dritten Zwischenschritt (230) mit der Sollkonfiguration eine Abweichung zur Sollkonfiguration umfasst, jeweils eine Fehlermeldung in einem vierten Zwischenschritt (235) erzeugbar ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers während einer Initialisierungsphase (201) des Automatisierungsnetzwerks durchgeführt wird, wobei die Initialisierungsphase (201) mit Erzeugen der Fehlermeldung in dem vierten Zwischenschritt (235) abbrechbar ist.
Verfahren (300, 400, 500) zur Konfiguration eines Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) in einem Automatisierungsnetzwerk (800, 900), umfassend die nachfolgenden Schritte: Bereitstellen einer Sollkonfiguration eines Automatisierungsnetzwerks (800, 900) in einem ersten Schritt (305, 405, 505) sowie eines Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200), der zum Ersatz zumindest eines Original-Busteilnehmers ausgebildet ist, wobei die Sollkonfiguration eine digitale Beschreibung des Automatisierungsnetzwerks (800, 900) mit der Mehrzahl an Busteilnehmern (805, 905) umfasst, von denen zumindest ein Busteilnehmer als Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) ausgebildet ist, und Schreiben eines Austauschobjekts zur Einstellung einer Funktion, also einer Wirkweise des Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) in Bezug auf den zumindest einen Original-Busteilnehmer durch Senden eines weiteren Datenpakets an die Mehrzahl an Busteilnehmern in einem zweiten Schritt (310, 410, 510), wobei das Austauschobjekt ein drittes Kommunikationsobjekt bildet, das zumindest ein Datenfeld umfasst, oder wobei das Austauschobjekt als ein Identifikationsobjekt ausgebildet ist, das ein erstes Kommunikationsobjekt nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit ein oder mehreren Datenfeldern zur Identifikation eines Busteilnehmers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei vor dem Schreiben des Austauschobjekts in dem zweiten Schritt (310, 410) ein Verfahren (100, 200) zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) in einem Automatisierungsnetzwerk (800, 900) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführbar ist, zur Ermittlung einer Istkonfiguration des Automatisierungsnetzwerks (800, 900).
Verfahren nach Anspruch 8, wobei, sofern das Austauschobjekt in dem zweiten Schritt (510) geschrieben worden ist und kein Verfahren (100, 200) zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt worden ist, der Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) in einem dritten Schritt (515) ausgebildet ist, eine Prüfung der Unterstützung der Funktion zumindest eines Original-Busteilnehmers insbesondere unter Berücksichtigung des Austauschobjekts vorzunehmen und eine Bestätigung der Konfiguration der Funktion des Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200), also einer Wirkweise des Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) in Bezug auf eine Wirkweise zumindest eines Original-Busteilnehmers in einem vierten Schritt (517) zu übermitteln, sofern die Prüfung des Austauschobjekts in dem dritten Schritt (515) erfolgreich war.
Verfahren (600, 700) zur Aktivierung einer Funktion, also einer Wirkweise eines Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) in Bezug auf eine Wirkweise zumindest eines Original-Busteilnehmers in einem Automatisierungsnetzwerk (800, 900), umfassend die nachfolgenden Schritte: Empfangen eines Austauschobjekts in einem ersten Schritt (605, 705), wobei das Austauschobjekt ein drittes Kommunikationsobjekt bildet, das zumindest ein Datenfeld umfasst zur Einstellung der Funktion des Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) in Bezug auf zumindest einen Original-Busteilnehmer, oder wobei das Austauschobjekt als ein Identifikationsobjekt ausgebildet ist, das ein erstes Kommunikationsobjekt nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem oder mehreren Datenfeldern zur Identifikation eines Busteilnehmers umfasst, Prüfen der Unterstützung der Funktion zumindest eines Original-Busteilnehmers durch den Austausch-Busteilnehmer in einem zweiten Schritt (610, 710), wobei das Prüfen der Unterstützung der Funktion zumindest eines Original-Busteilnehmers durch den Austausch-Busteilnehmer insbesondere unter Berücksichtigung des Austauschobjekts erfolgt, und Aktivieren der Funktion des Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) gemäß des Austauschobjekts und/oder gemäß des Identifikationsobjekts in einem dritten Schritt (615, 715), sofern das Prüfen in dem zweiten Schritt (610, 710) erfolgreich durchgeführt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend einen vierten Schritt (717): Senden einer Bestätigung über das Aktivieren der Funktion des Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200), sofern der dritte Schritt (615, 715) erfolgreich durchgeführt worden ist.
Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) zum Ersatz eines Original-Busteilnehmers für ein Automatisierungsnetzwerk (800, 900), der ausgebildet ist, ein Verfahren zur Aktivierung einer Funktion (600, 700) des Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) nach einem der Ansprüche 11 bis 12 auszuführen.
Austausch-Busteilnehmer nach Anspruch 13, wobei der Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) zumindest eine Kommunikationseinheit (1005, 1105, 1205, 1207, 1209) umfasst, die kommunikativ mit zumindest einer Speichereinheit (1010, 1110, 1210, 1211, 1213) des Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) verbunden ist, wobei die Speichereinheit (1010, 1110, 1210, 1211, 1213) insbesondere einen nichtflüchtigen Speicher umfasst, wobei die Kommunikationseinheit (1005, 1105, 1205, 1207, 1209) kommunikativ mit einem Bussystem (810, 910) verbunden ist.
Austausch-Busteilnehmer nach Anspruch 14, wobei der Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1100, 1200) ferner eine Mikrocontrollereinheit (1115, 1215) umfasst, die kommunikativ mit der Kommunikationseinheit (1105, 1205, 1207, 1209) verbunden ist, zum Prüfen des Austauschobjekts und/oder des Identifikationsobjekts, und wobei der Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1100, 1200) ein Objektverzeichnis (1120, 1220) umfasst, wobei das Identifikationsobjekt und/oder das Austauschobjekt in dem Objektverzeichnis (1120, 1220) speicherbar sind.
Busteilnehmer (830, 930) für ein Automatisierungsnetzwerk (800, 900), der ausgebildet ist ein Verfahren (100, 200) zur Erkennung eines Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder ein Verfahren zur Konfiguration (300, 400, 500) eines Austausch-Busteilnehmers (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 auszuführen, wobei der Busteilnehmer (830, 930) insbesondere als MainDevice ausgebildet ist, also als Kontroll-Busteilnehmer, zur Steuerung und Koordination von SubordinateDevices, also von untergeordneten Busteilnehmern (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200).
Automatisierungsnetzwerk (800, 900), das eine Mehrzahl an Busteilnehmern (805, 905) aufweist, die über ein Bussystem (810, 910) kommunikativ miteinander verbunden sind, wobei zumindest ein Busteilnehmer der Mehrzahl an Busteilnehmern (805, 905) als ein Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) zum Ersatz eines Original-Busteilnehmers nach einem der Ansprüche 13 bis 15 ausgebildet ist, wobei zumindest ein Busteilnehmer (830, 930) nach Anspruch 16 ausgebildet ist, um einen Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) zu erkennen und/oder zu konfigurieren, wobei das Automatisierungsnetzwerk (800, 900) insbesondere ein EtherCAT Automatisierungsnetzwerk bildet und der Austausch-Busteilnehmer (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) als ein SubordinateDevice, also als untergeordneter Busteilnehmer ausgebildet ist, der von einem MainDevice, also einem Kontroll-Busteilnehmer (830, 930), steuerbar ist, und der Busteilnehmer (830, 930), der zur Erkennung und/oder Konfiguration des Austausch-Busteilnehmers ausgebildet ist, als ein MainDevice, zur Steuerung und Koordination der SubordinateDevices (815, 915, 917, 919, 1000, 1100, 1200) ausgebildet ist.