Die Erfindung betrifft eine Aggregatorvorrichtung sowie ein Feldbussystem, das eine Mehrzahl von Netzwerksegmenten sowie eine Aggregatorvorrichtung umfasst.

In der Automatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massedurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte etc., die als Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck bzw. Temperatur erfassen.

Viele Feldbussysteme bestehen aus einer Mehrzahl von separaten Netzwerksegmenten, die getrennt voneinander verwaltet werden. Durch eine derartige Unterteilung wird die Ausfallsicherheit des Gesamtsystems erhöht, weil bei einem Ausfall jeweils nur ein Netzwerksegment betroffen ist und die anderen Netzwerksegmente funktionsfähig bleiben. Der Nachteil derartiger Feldbussysteme ist, dass die Zugriffsberechtigungen für Hostrechner für die verschiedenen Netzwerksegmente separat eingerichtet werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, in einem Feldbussystem mit einer Mehrzahl von Netzwerksegmenten den Zugriff auf die verschiedenen Netzwerksegmente zu vereinfachen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 9 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Aggregatorvorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist dazu ausgelegt, eine Mehrzahl von ersten Datenverbindungen zu einer Mehrzahl von Feldzugangsgeräten auszubilden, wobei die Feldzugangsgeräte an eine Mehrzahl von unterschiedlichen Netzwerksegmenten eines Feldbussystems angeschlossen sind. Die Aggregatorvorrichtung ist dazu ausgelegt, mindestens eine zweite Datenverbindung zu mindestens einem Hostrechner auszubilden. Die Aggregatorvorrichtung ist dazu ausgelegt, über mindestens eine der zweiten Datenverbindungen von dem mindestens einen Hostrechner einen ersten Datenverkehr zu empfangen und den ersten Datenverkehr über mindestens eine der ersten Datenverbindungen zu einem Feldzugangsgerät desjenigen Netzwerksegments weiterzuleiten, in dem sich die jeweilige Feldbuskomponente, an die der erste Datenverkehr gerichtet ist, befindet. Außerdem ist die Aggregatorvorrichtung dazu ausgelegt, von einer Feldbuskomponente in einem der Netzwerksegmente über mindestens eine der ersten Datenverbindungen einen zweiten Datenverkehr zu empfangen und den zweiten Datenverkehr über mindestens eine der zweiten Datenverbindungen an mindestens einen der Hostrechner weiterzu leiten.

Die Aggregatorvorrichtung der vorliegenden Erfindung stellt einen zentralisierten Zugriff auf die Netzwerksegmente eines segmentierten Feldbussystems zur Verfügung. Die Aggregatorvorrichtung ist während des Betriebs über erste Datenverbindungen mit den Feldzugangsgeräten und über mindestens eine zweite Datenverbindung mit einem Hostrechner verbunden. Ein vom Hostrechner an eine bestimmte Feldbuskomponente gerichteter Datenverkehr wird durch die Aggregatorvorrichtung zu einem Feldzugangsgerät desjenigen Netzwerksegments geroutet, in dem sich die jeweilige Feldbuskomponente befindet. Bei der Feldbuskomponente kann es sich um ein Feldgerät, ein Gatewaygerät oder um eine andere Feldbuskomponente handeln. In umgekehrter Richtung empfängt die Aggregatorvorrichtung von einer Feldbuskomponente in einem Netzwerksegment einen Datenverkehr und leitet diesen Datenverkehr zu mindestens einem Hostrechner weiter. Dem Hostrechner wird durch die Aggregatorvorrichtung ein zentralisierter Zugriff auf die Feldzugangsgeräte der verschiedenen Netzwerksegmente ermöglicht. Die verschiedenen Netzwerksegmente können an demselben Standort angeordnet sein, sie können aber auch an mehreren voneinander entfernten Standorten angeordnet sein.

Durch die Verwendung einer vorgeschalteten Aggregatorvorrichtung wird der administrative Aufwand in einem mehrere Feldbussegmente umfassenden Feldbussystem verringert. Bisher war es erforderlich, den Hostrechner auf jedem Feldzugangsgerät einzeln zu registrieren und die Firewall auf jedem Feldzugangsgerät so zu konfigurieren, dass Zugriffe des Hostrechners auf das jeweilige Netzwerksegment zugelassen werden. Nachdem viele Servicetechniker für ihren Hostrechner Zugriffsberechtigungen für die verschiedenen Netzwerksegmente des Feldbussystems erteilt bekommen, war der administrative Aufwand beträchtlich. Im Gegensatz dazu wird bei der erfindungsgemäßen Lösung jeder Hostrechner nur einmal zentral an der Aggregatorvorrichtung registriert. Beispielsweise kann auf der Aggregatorvorrichtung eine Firewall vorgesehen sein, welche dann so konfiguriert wird, dass ein bestimmter Hostrechner Zugriff auf die Aggregatorvorrichtung und damit auch auf sämtliche Feldzugangsgeräte der Netzwerksegmente erhält. Alternativ dazu könnte ein Hostrechner oder ein Benutzer auch lediglich Zugriffsrechte für bestimmte Netzwerksegmente und/oder für bestimmte Feldbuskomponenten und/oder für bestimmte Funktionalitäten von Feldbuskomponenten eingeräumt bekommen. Derartige Zugriffsberechtigungen können beispielsweise mittels eines Berechtigungsprofils festgelegt werden, das für einen bestimmten Hostrechner oder einen bestimmten Benutzer angelegt wird. Da die jeweilige Zugriffsberechtigung nur einmal zentral auf der Aggregatorvorrichtung eingerichtet werden muss, ist der administrative Aufwand deutlich geringer als bei bisherigen Lösungen. Außerdem wird der Sicherheitsstandard verbessert, weil beispielsweise sämtliche Konfigurationsänderungen nur an einer zentralen Firewall und nicht wie bisher an vielen dezentralen Firewalls vorgenommen werden, so dass die Übersichtlichkeit verbessert wird.

Für den Servicetechniker, der über seinen Hostrechner auf eine bestimmte Feldbuskomponente innerhalb des Feldbussystems zugreifen will, wird der Zugriff auf diese Feldbuskomponente durch die Aggregatorvorrichtung vereinfacht. Durch die Aggregatorvorrichtung wird der vom Hostrechner empfangene erste Datenverkehr automatisch zu dem Feldzugangsgerät desjenigen Netzwerksegments geroutet, in dem sich die angesprochene Feldbuskomponente befindet. Der Servicetechniker muss daher lediglich über die Feldzugangssoftware seines Hostrechners die gewünschte Feldbuskomponente auswählen. Der Servicetechniker muss sich nicht mit der Frage auseinandersetzen, in welchem Netzwerksegment sich die jeweilige Feldbuskomponente befindet, weil das Routing automatisch von der Aggregatorvorrichtung durchgeführt wird. Dies ist insbesondere bei großen Automatisierungsnetzwerken, die eine Vielzahl von Feldgeräten, Gatewaygeräten und sonstigen Feldbuskomponenten umfassen, von Vorteil. Vom Hostrechner aus ist also ein vereinheitlichter Zugriff auf sämtliche Feldbuskomponenten des gesamten Feldbussystems möglich.

Es ist von Vorteil, wenn es sich bei dem ersten Datenverkehr um einen Datenverkehr zur Parametrierung, Konfiguration und Zustandsüberwachung einer Feldbuskomponente handelt. Vom Hostrechner aus können Parameter der jeweiligen Feldbuskomponente ausgelesen und verändert werden. Vorzugsweise umfasst der zweite Datenverkehr mindestens einen Parameterwert der jeweiligen Feldbuskomponente.

Vorzugsweise sind auf Seiten der Aggregatorvorrichtung Routinginformationen gespeichert. Derartige Routinginformationen geben beispielsweise an, zu welchem Netzwerksegment ein an eine bestimmte Feldbuskomponente gerichteter erster Datenverkehr geroutet werden muss. Damit wird die Aggregatorvorrichtung in die Lage versetzt, den vom Hostrechner empfangenen ersten Datenverkehr automatisch zu demjenigen Netzwerksegment zu routen, in dem sich die jeweilige Feldbuskomponente befindet.

Ein Feldbussystem gemäß den Ausführungsformen der Erfindung umfasst eine Mehrzahl von Netzwerksegmenten, wobei jedes Netzwerksegment mindestens ein Feldzugangsgerät, mindestens einen Feldbus und mindestens eine Feldbuskomponente umfasst. Dabei ist das mindestens eine Feldzugangsgerät dazu ausgelegt, einen Zugriff auf Feldbuskomponenten in dem jeweiligen Netzwerksegment zu ermöglichen. Darüber hinaus umfasst das Feldbussystem eine Aggregatorvorrichtung wie oben beschrieben, welche dazu ausgelegt ist, eine Mehrzahl von ersten Datenverbindungen zu zumindest einigen der Feldzugangsgeräte in unterschiedlichen Netzwerksegmenten auszubilden.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Feldbussystem, das eine Mehrzahl von Netzwerksegmenten umfasst, wobei die Netzwerksegmente Feldzugangsgeräte umfassen, über die auf die Feldbuskomponenten in den einzelnen Netzwerksegmenten zugegriffen werden kann;

Figur 2 ein Feldbussystem, das eine Mehrzahl von Netzwerksegmenten umfasst, wobei der Zugriff auf die Feldzugangsgeräte in den einzelnen Netzwerksegmenten über eine vorgeschaltete Aggregatorbox erfolgt;

Figur 3 einen Hostrechner, auf dem eine Gerätezugriffssoftware installiert ist, wobei in der Gerätezugriffssoftware eine Mehrzahl von Treiberstrukturen für den Zugriff auf unterschiedliche Netzwerksegmente vorgesehen ist.

Innerhalb von modernen Industrieanlagen werden unterschiedliche Funktionsbereiche häufig durch mehrere separate Netzwerksegmente abgedeckt. Diese Aufteilung des Feldbussystems in separate Netzwerksegmente erfolgt in erster Linie aus organisatorischen Gründen, beispielsweise, um den modularen Aufbau der Industrieanlage abzubilden oder um Zuständigkeiten für verschiedene Netzwerksegmente klar zu definieren. Hinzu kommt, dass durch die Aufteilung in mehrere separate Netzwerksegmente die Ausfallsicherheit der gesamten Anlage verbessert wird. Wenn beispielsweise ein bestimmtes Automatisierungsnetzwerk ausfällt, dann betrifft dieser Ausfall lediglich einen Teil der Anlage, während die restlichen Teile der Industrieanlage funktionsfähig bleiben.

In Figur 1 ist ein Feldbussystem 1 gezeigt, das drei unterschiedliche Netzwerksegmente 2-1 , 2-2 und 2-3 umfasst. Im ersten Netzwerksegment 2-1 ist ein Feldzugangsgerät 3-1 vorgesehen, über das von einem Hostrechner aus auf die Feldbuskomponenten des ersten Netzwerksegments 2-1 zugegriffen werden kann. Das Feldzugangsgerät 3-1 ist an einen Feldbus 4 angeschlossen, wobei an den Feldbus 4 darüber hinaus zwei Feldgeräte 5 und 6 sowie ein Gatewaygerät 7 angeschlossen sind. Mit dem Gatewaygerät 7 sind zwei Feldgeräte 8 und 9 verbunden.

Das zweite Netzwerksegment 2-2 umfasst ein Feldzugangsgerät 3-2, über das auf die Feldbuskomponenten des zweiten Netzwerksegments 2-2 zugegriffen werden kann. Das Feldzugangsgerät 3-2 ist mit einem Feldbus 10 verbunden, wobei an den Feldbus 10 außerdem die beiden Feldgeräte 1 1 und 12 angeschlossen sind.

Das dritte Netzwerksegment 2-3 umfasst ein Feldzugangsgerät 3-3, über das auf die Feldbuskomponenten des dritten Netzwerksegments 2-3 zugegriffen werden kann. Das Feldzugangsgerät 3-3 ist an einen Feldbus 13 angeschlossen, an den darüber hinaus die beiden Feldgeräte 14 und 15 angeschlossen sind.

Insofern ist für jedes der drei Netzwerksegmente 2-1 , 2-2 und 2-3 ein separates

Feldzugangsgerät 3-1 , 3-2, 3-3 vorgesehen. Zur Parametrierung, Konfigurierung und

Zustandsüberwachung der Feldbuskomponenten innerhalb eines jeweiligen Netzwerksegments 2-1 , 2-2, 2-3 kann ein externer Hostrechner 16 über das jeweilige

Feldzugangsgerät 3-1 , 3-2, 3-3 auf die jeweilige Feldbuskomponente innerhalb des

Netzwerksegments zugreifen.

Die Parametrierung, Konfiguration und Zustandsüberwachung der Feldgeräte eines Feldbusnetzwerks erfolgt mittels einer auf dem Hostrechner 16 installierten Gerätezugriffssoftware. Bei der Gerätezugriffssoftware kann es sich beispielsweise um eine Rahmenapplikation gemäß einem der Standards FDT, FDT2, FDI Device Packages, OPC Unified Architecture etc. handeln, in die die benötigten Treiber für die verschiedenen Feldbuskomponenten eingebunden werden können. Über die Gerätezugriffssoftware kann auf die verschiedenen Feldbuskomponenten der Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3 zugegriffen werden. Insbesondere können von der Gerätezugriffssoftware aus die Parameter der verschiedenen Komponenten der Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3 ausgelesen, dargestellt und verändert werden. Darüber hinaus ermöglicht die Gerätezugriffssoftware eine Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) der Komponenten der Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3. Der für diese Aufgaben erforderliche Datenaustausch wird in der Regel über den sogenannten azyklischen Datenverkehr abgewickelt.

Um vom Hostrechner 16 aus auf die verschiedenen Feldbussegmente 2-1 , 2-2, 2-3 zugreifen zu können, ist es jedoch erforderlich, den Hostrechner 16 auf jedem der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 zu registrieren. Insbesondere ist es erforderlich, die jeweils auf den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 installierte Firewall 17-1 , 17-2, 17-3 so zu konfigurieren, dass Zugriffe des Hostrechners 16 auf das jeweilige Netzwerksegment zugelassen und nicht von der Firewall abgeblockt werden. Allerdings sind neben dem Hostrechner 16 in der Regel noch eine Vielzahl weiterer Hostrechner 18, 19 im Einsatz, wobei es sich bei den Hostrechnern beispielsweise um stationäre Rechner, aber auch um Laptops, Mobilgeräte, Tablets oder Smartphones handeln kann. Nachdem in der Regel jeder Servicetechniker zum Parametrieren, Konfigurieren und zur Zustandsüberwachung der Feldgeräte einen eigenen Hostrechner besitzt, ist es erforderlich, einer Vielzahl von unterschiedlichen Hostrechnern 16, 18, 19 Zugriff auf die Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3 einzuräumen. Um unberechtigte Zugriffe auf die Netzwerksegmente zuverlässig zu verhindern, ist es daher erforderlich, die Konfiguration der jeweiligen Firewall 17-1 , 17-2, 17-3 stets auf dem aktuellen Stand zu halten und an die aktuell im Einsatz befindlichen Hostrechner 16, 18, 19 anzupassen. Insofern wird durch die Segmentierung eines Automatisierungssystems in eine Vielzahl von Netzwerksegmenten 2-1 , 2-2, 2-3 ein hoher administrativer Aufwand erzeugt. Dies kann in der Praxis beispielsweise dazu führen, dass Sicherheitsmaßnahmen komplett deaktiviert oder vom Hersteller überhaupt nicht implementiert werden.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird vorgeschlagen, eine den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 vorgeschaltete Aggregatorbox vorzusehen, die den Hostrechnern einen vereinheitlichten Zugriff auf die verschiedenen Netzwerksegmente erlaubt. In Figur 2 ist ein Feldbussystem 20 gezeigt, das eine derartige Aggregatorbox 21 umfasst. Die Aggregatorbox 21 ist über eine Datenverbindung 22-1 mit dem Feldzugangsgerät 3-1 des ersten Netzwerksegments 2-1 , über eine Datenverbindung 22-2 mit dem Feldzugangsgerät 3-2 des zweiten Netzwerksegments 2-2 und über eine Datenverbindung 22-3 mit dem Feldzugangsgerät 3-3 des dritten Netzwerksegments 2-3 verbunden. Vorzugsweise sind die Datenverbindungen 22-1 , 22-2, 22-3 zwischen der Aggregatorbox 21 und den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 als Ethernet-Verbindungen realisiert. Jede der Datenverbindungen 22-1 bis 22-3 kann entweder als drahtgebundene Datenverbindung oder aber als drahtlose Datenverbindung aufgesetzt werden. Dabei ist es möglich, einige der Datenverbindungen als drahtgebundene und andere als drahtlose Datenverbindungen aufzusetzen.

Darüber hinaus sind an die Aggregatorbox 21 ein oder mehrere Hostrechner 16, 18, 19 anschließbar. Bei dem in Figur 2 gezeigten Beispiel ist die Aggregatorbox 21 über eine Datenverbindung 23 mit dem Hostrechner 16 verbunden, wobei es sich bei der Datenverbindung 23 vorzugsweise um eine drahtgebundene oder drahtlose Ethernet- Verbindung handeln kann. Mittels des Hostrechners 16 kann über die Aggregatorbox 21 auf Feldbuskomponenten in jedem der drei Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3 zugegriffen werden. Auf diese Weise kann beispielsweise vom Hostrechner 16 aus eine Parametrierung oder Konfigurierung der Feldgeräte, Gatewaygeräte und sonstigen Feldbuskomponenten in den drei Netzwerksegmenten 2-1 , 2-2, 2-3 durchgeführt werden. Darüber hinaus ist es möglich, vom Hostrechner 16 aus den Gerätezustand sowie ausgewählte Parameter der Feldgeräte, Gatewaygeräte und sonstigen Feldbuskomponenten in den drei Netzwerksegmenten 2-1 , 2- 2, 2-3 abzufragen und dem Benutzer darzustellen.

Im Folgenden soll diskutiert werden, wie vom Hostrechner 16 aus auf eine bestimmte Feldbuskomponente in einem der Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3 zugegriffen werden kann, beispielsweise um die Feldbuskomponente zu parametrieren. Der Hostrechner 16 sendet hierzu einen an die jeweilige Feldbuskomponente adressierten Datenverkehr über die Datenverbindung 23 zur Aggregatorbox 21. Dieser Datenverkehr ist beispielsweise an das Feldgerät 5 im ersten Netzwerksegment 2-1 adressiert. Auf Seiten der Aggregatorbox 21 ist eine Routingeinrichtung 24 vorgesehen, in der Routinginformationen 25 vorgehalten werden. Die Routinginformationen 25 geben an, an welches der Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3 ein an eine bestimmte Feldbuskomponente gerichteter Datenverkehr weitergeleitet werden muss. Anhand dieser Routinginformationen 25 kann die Routingeinrichtung 24 der Aggregatorbox 21 herausfinden, dass sich das Feldgerät 5 im ersten Netzwerksegment 2-1 befindet, so dass der vom Hostrechner 16 empfangene Datenverkehr zum ersten Netzwerksegment 2-1 geroutet werden muss. Insofern übermittelt die Routingeinrichtung 24 den Datenverkehr über die Datenverbindung 22-1 zum Feldzugangsgerät 3-1 und von dort weiter zum Feldgerät 5. Diese Datenübermittlung ist in Figur 2 durch den Pfeil 26 veranschaulicht. Dabei sind die Datenverbindungen 23 und 22-1 vorzugsweise als Ethernet-Verbindungen ausgelegt, so dass der Datenverkehr in Form von Ethernet-Paketen vom Hostrechner 16 über die Aggregatorbox 21 zum Feldzugangsgerät 3-1 übermittelt werden kann.

In umgekehrter Richtung kann vom Feldgerät 5 aus ein Datenverkehr über das Feldzugangsgerät 3-1 des ersten Netzwerksegments 2-1 und über die Datenverbindung 22-1 zur Aggregatorbox 21 übertragen werden. Die Aggregatorbox 21 empfängt diesen Datenverkehr und leitet ihn über die Datenverbindung 23 zum Hostrechner 16 weiter. Dieser Datenverkehr ist in Figur 2 durch den Pfeil 27 veranschaulicht. Vorzugsweise werden die Daten wieder in Form eines Ethernet-Datenverkehrs vom Feldgerät 5 über die Aggregatorbox 21 zum Hostrechner 16 übermittelt. Auf Seiten des Hostrechners 16 können die vom Feldgerät 5 empfangenen Parameterwerte dem Benutzer beispielsweise mittels der Gerätezugriffssoftware dargestellt werden. Für den Fall, dass an die Aggregatorbox 21 mehrere Hostrechner angeschlossen sind, leitet die Aggregatorbox 21 den von einer Feldbuskomponente empfangenen Datenverkehr bevorzugt nur an denjenigen Hostrechner oder an diejenigen Hostrechner weiter, für die der Datenverkehr bestimmt ist. In der Regel handelt es sich bei dem von der Feldbuskomponente empfangenen Datenverkehr um eine Antwort auf eine Anfrage eines bestimmten Hostrechners. In diesem Fall würde die Aggregatorbox 21 den von der Feldbuskomponente empfangenen Datenverkehr nur an denjenigen Hostrechner weiterleiten, von dem die Anfrage ausgegangen ist. Die erforderlichen Informationen, um die Antwort der Anfrage zuordnen zu können, werden auf Seiten der Aggregatorbox 21 vorgehalten. Alternativ dazu könnte der vom Feldzugangsgerät empfangene Datenverkehr beispielsweise aber auch Events betreffen, die für einen oder mehrere der Hostrechner von Relevanz sind. In diesem Fall würde die Aggregatorbox 21 den empfangenen Datenverkehr an all diejenigen Hostrechner weiterleiten, für die das jeweilige Event von Relevanz ist.

Die Bereitstellung der Aggregatorbox 21 hat den Vorteil, dass die verschiedenen Hostrechner 16, 18, 19 lediglich an der Aggregatorbox 21 registriert werden müssen. Auf Seiten der Aggregatorbox 21 ist eine Firewall 28 vorgesehen, die dazu ausgelegt ist, unberechtigte Zugriffe auf das Automatisierungsnetzwerk zu verhindern. Diese Firewall 28 muss daher so konfiguriert werden, dass von jedem der Hostrechner 16, 18, 19 aus ein Zugriff auf die verschiedenen Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3 zugelassen wird. Die Zugriffsberechtigungen können aber auch auf bestimmte vorgebbare Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3 oder auf bestimmte vorgebbare Feldbuskomponenten oder bestimmte Funktionalitäten von Feldbuskomponenten eingeschränkt werden. Hierzu können auf Seiten der Aggregatorbox 21 beispielsweise Berechtigungsprofile für bestimmte Hostrechner 16, 18, 19 oder für bestimmte Benutzer gespeichert werden, welche für den jeweiligen Hostrechner oder Benutzer die Zugriffsberechtigungen auf bestimmte Netzwerksegmente und/oder auf bestimmte Feldbuskomponenten und/oder auf bestimmte Funktionalitäten der Feldbuskomponenten individuell festlegen.

Dabei ist es nicht mehr erforderlich, die Hostrechner 16, 18, 19 an jedem der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 zu registrieren. Nachdem der Zugriff auf das Automatisierungsnetzwerk zentral über die Aggregatorbox 21 erfolgt, ist es nicht erforderlich, eine Zugriffskontrolle auf Seiten der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 durchzuführen. Da der Zugriff zentral über die auf der Aggregatorbox 21 installierte Firewall 28 kontrolliert wird, ist es auch nicht zwingend erforderlich, auf Seiten der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 jeweils eine Firewall vorzusehen, so dass die in Figur 1 gezeigten Firewalls 17-1 , 17-2, 17-3 entfallen können. Alternativ dazu könnte man die Firewalls auf Seiten der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 jedoch auch beibehalten.

Darüber hinaus können in der Interaktion zwischen den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 und der Aggregatorbox 21 weitere Zusatzfunktionalitäten vorgesehen sein. Beispielsweise könnte zumindest eines der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 dazu ausgelegt sein, der Aggregatorbox 21 gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Schema, vorzugsweise in regelmäßigen zeitlichen Abständen anzuzeigen, dass das jeweilige Feldzugangsgerät funktioniert und ein Zugriff auf das jeweilige Netzwerksegment 2-1 , 2-2, 2-3 möglich ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform könnte vorgesehen sein, dass die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 Daten zu Gerätezustand und Gerätegesundheit („asset health“) der im jeweiligen Netzwerksegment 2-1 , 2-2, 2-3 befindlichen Feldbuskomponenten erfassen und gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Schema, vorzugsweise in regelmäßigen zeitlichen Abständen, zur Aggregatorbox 21 übertragen. Einem Benutzer, der über seinen Hostrechner 16 mit der Aggregatorbox 21 verbunden ist, können diese Informationen zum Gerätezustand dann in einer Überblicksdarstellung für sämtliche Netzwerksegmente 2-1 , 2-2,

2-3 des gesamten Feldbussystems 20 angezeigt werden. Auf der Basis dieser Gesamtansicht des Feldbussystems 20 kann der Benutzer dann entscheiden, welche Parameter er von den einzelnen Feldgeräten, Gatewaygeräten und sonstigen Feldbuskomponenten abfragen und gegebenenfalls abändern möchte.

Bevor ein Datenaustausch zwischen der Aggregatorbox 21 und den Feldzugangsgeräten 3-1 ,

3-2, 3-3 über die Datenverbindungen 22-1 , 22-2, 22-3 möglich ist, ist es notwendig, dass die

Aggregatorbox 21 und die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 einander gegenseitig identifizieren und ihre Gerätekennungen austauschen, damit der jeweilige Datenverkehr zum jeweils anderen Kommunikationsteilnehmer geleitet werden kann. Im Folgenden werden verschiedene Möglichkeiten beschrieben, wie die Aggregatorbox 21 und die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 einander wechselseitig identifizieren und ihre

Gerätekennungen austauschen können.

Gemäß einer ersten Möglichkeit sind die Gerätekennungen der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 in der Aggregatorbox 21 vorab gespeichert. Beispielsweise können die Gerätekennungen der angeschlossenen Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 in der Aggregatorbox 21 manuell eingegeben werden. Die Aggregatorbox 21 kann sich dann ihrerseits gegenüber den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 identifizieren und den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 die eigene Gerätekennung übermitteln. Auf diese Weise können sich die Aggregatorbox 21 und die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 wechselseitig über ihre Gerätekennungen informieren. Im Fall von Ethernet-Verbindungen werden als Gerätekennungen beispielsweise die IP-Adressen der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 und der Aggregatorbox 21 verwendet.

Gemäß einer zweiten Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass auf Seiten der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 jeweils die Gerätekennung der Aggregatorbox 21 gespeichert ist. Beispielsweise kann in jedem der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 spezifiziert werden, dass der Datenaustausch mit einem Hostrechner über eine Aggregatorbox 21 geroutet werden soll, deren Gerätekennung in den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 gespeichert ist. Die Gerätekennung der Aggregatorbox 21 kann in den Feldzugangsgeräten beispielsweise vorab manuell eingegeben werden. Die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 können sich dann gegenüber der Aggregatorbox 21 identifizieren und der Aggregatorbox 21 die jeweilige eigene Gerätekennung übermitteln. Auf diese Weise können sich die Aggregatorbox 21 und die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 wechselseitig über ihre Gerätekennungen informieren. Im Fall von Ethernet-Verbindungen werden als Gerätekennungen beispielsweise die IP-Adressen der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 und der Aggregatorbox 21 verwendet.

Gemäß einerweiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3- 2, 3-3 gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Schema, vorzugsweise in regelmäßigen Abständen Broadcast-Mitteilungen aussenden, wobei in den Broadcast-Mitteilungen die Gerätekennung des jeweiligen Feldzugangsgerätes angegeben ist. Die Aggregatorbox 21 empfängt die Broadcast-Mitteilungen der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 und entnimmt den Broadcast-Mitteilungen die jeweiligen Gerätekennungen der mit der Aggregatorbox 21 verbundenen Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3. Die Aggregatorbox 21 kann sich ihrerseits im nächsten Schritt gegenüber den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 identifizieren und den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 die eigene Gerätekennung mitteilen. Ausgehend von den Broadcast-Mitteilungen der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 informieren sich die Aggregatorbox 21 und die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 wechselseitig über ihre Gerätekennungen. Im Fall von Ethernet-Verbindungen werden als Gerätekennungen beispielsweise die IP-Adressen der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 und der Aggregatorbox 21 verwendet.

Gemäß einer weiteren Möglichkeit kann die Aggregatorbox 21 dazu ausgebildet sein, gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Schema und vorzugsweise in regelmäßigen Abständen Broadcast-Mitteilungen auszusenden, wobei in den Broadcast-Mitteilungen eine Gerätekennung der Aggregatorbox 21 angegeben sein kann. Diese Broadcast-Mitteilungen würden dann von den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 empfangen, so dass die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 über die Gerätekennung der Aggregatorbox 21 informiert werden. Daraufhin könnten sich die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 unter Angabe ihrer eigenen Gerätekennung gegenüber der Aggregatorbox 21 identifizieren. Ausgehend von den Broadcast-Mitteilungen der Aggregatorbox 21 informieren sich die Aggregatorbox 21 und die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 wechselseitig über ihre Gerätekennungen. Im Fall von Ethernet-Verbindungen werden als Gerätekennungen beispielsweise die IP-Adressen der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 und der Aggregatorbox 21 verwendet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann auf Seiten von mindestens einem der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 ein Einstellelement vorgesehen sein, das wahlweise in eine erste Einstellung oder in eine zweite Einstellung gebracht werden kann. Wenn sich das Einstellelement in der ersten Einstellung befindet, die im Weiteren mit„true“ bezeichnet wird, dann zeigt das an, dass im Automatisierungsnetzwerk eine Aggregatorbox 21 vorgesehen ist und der Datenaustausch mit dem mindestens einen Hostrechner über die Aggregatorbox 21 geroutet wird. Wenn sich das Einstellelement dagegen in der zweiten Einstellung befindet, die im Folgenden mit„false“ bezeichnet wird, dann bedeutet dies, dass innerhalb des Automatisierungsnetzwerks keine Aggregatorbox vorgesehen ist, sodass der Datenaustausch unmittelbar zwischen dem mindestens einen Hostrechner und dem jeweiligen Feldzugangsgerät erfolgt.

Bei dem Einstellelement kann es sich beispielweise um ein in Hardware realisiertes Einstellelement handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Einstellelement um eines von folgenden handeln: ein Schaltelement, einen Umschalter, ein Umschaltelement, einen Dual- In-Line-Schalter, ein Konfigurationselement, ein Steckelement, einen Stecker, einen Jumper, eine Steckbrücke, einen Kurzschlussstecker.

Wenn sich das Einstellelement in der ersten Einstellung „true“ befindet, dann sind die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 über Datenverbindungen 22-1 , 22-2, 22-3 mit der Aggregatorbox 21 verbunden. Für den Datenaustauch ist es dann erforderlich, dass die Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 und die Aggregatorbox 21 wechselseitig ihre Gerätekennungen austauschen, also beispielsweise ihre IP-Adressen. Eine Möglichkeit hierfür ist, dass auf jedem der Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 vorab die Gerätekennung der Aggregatorbox 21 abgespeichert wird, so dass sich jedes Feldzugangsgerät 3-1 , 3-2, 3-3 gegenüber der Aggregatorbox 21 identifizieren kann.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass auf Seiten von jedem der Feldzugangsgeräte 3- 1 , 3-2, 3-3 gemäß einem vorab festgelegten Bildungsschema ein Name der Aggregatorbox 21 erzeugt wird, an den der Datenverkehr dann adressiert wird. Dieser Name kann beispielsweise ausgehend von der lokalen Domain gebildet werden, in der sich die drei Feldzugangsgeräte 3-1 , 3-2, 3-3 des Automatisierungsnetzwerks befinden. Wenn sich ein Feldzugangsgerät 3-1 , 3-2, 3-3 in dem jeweiligen lokalen Netzwerk anmeldet, dann wird dem Feldzugangsgerät von dem DHCP-Server des Netzwerks eine IP-Adresse zugewiesen, wobei dem Feldzugangsgerät im Rahmen dieser DHCP-Zuweisung auch die lokale Domain mitgeteilt wird, in der es angemeldet ist. Innerhalb einer Firma könnte es sich bei der lokalen Domain beispielsweise um die jeweilige Firmendomain handeln, beispielsweise um eine Domain wie „beispielfirma.de“. handeln. Ausgehend von dieser lokalen Domain kann dann durch Hinzufügen eines weiteren Namenbestandteils ein Name der Aggregatorbox 21 gebildet werden, an den der Datenverkehr dann adressiert wird. Der Name der Aggregatorbox wird also ausgehend von der lokalen Domain mittels einer vorgegebenen Bildungsvorschrift erzeugt. Beispielsweise könnte der Namensbestandteil„aggregator“ sowie ein Trennpunkt mit der lokalen Domain„beispielfirma.de“ zu dem Namen„aggregator.beispielfirma.de“ verbunden werden. Dieser Name „aggregator.beispielfirma.de“ wird dann vom jeweiligen Feldzugangsgerät 3-1 , 3-2, 3-3 dazu verwendet, den Datenverkehr an die Aggregatorbox 21 zu adressieren. Der Name„aggregator.beispielfirma.de“ kann mittels eines DNS-Servers zur Laufzeit in die IP-Adresse der Aggregatorbox 21 umgewandelt werden. Der Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass ein zum Adressieren der Aggregatorbox 21 geeigneter Name auf allen Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 in übereinstimmender Weise ausgehend von der lokalen Domain mittels der vorgegebenen Bildungsvorschrift erzeugt werden kann. Es ist bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich, die Gerätekennung oder die IP-Adresse der Aggregatorbox 21 vorab auf dem Feldzugangsgerät 3-1 , 3-2, 3-3 zu speichern.

Damit die Aggregatorbox 21 den vom Hostrechner 16 empfangenen Datenverkehr zu derjenigen Feldbuskomponente routen kann, für die der Datenverkehr bestimmt ist, muss auf Seiten der Routingeinrichtung 24 bekannt sein, welche Feldgeräte, Gatewaygeräte und sonstigen Feldbuskomponenten in den einzelnen Netzwerksegmenten 2-1 , 2-2, 2-3 vorhanden sind. In der Routingeinrichtung 24 sind deshalb Routinginformationen 25 gespeichert, die zumindest für einen Teil der Feldbuskomponenten das zugehörige Netzwerksegment angeben, in dem sich die Feldbuskomponente befindet. Vorzugsweise geben die Routinginformationen 25 zu jeder Feldbuskomponente das zugehörige Netzwerksegment an, in dem sich die Feldbuskomponente befindet. Zusätzlich können optional Informationen zur Topologie innerhalb der Netzwerksegmente vorgehalten werden.

Die von der Aggregatorbox 21 benötigten Informationen werden von den Feldzugangsgeräten 3-1 , 3-2, 3-3 der Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3 beispielsweise ermittelt, indem das jeweilige Feldzugangsgerät einen Topologiescan des jeweiligen Netzwerksegments durchführt. Ein derartiger Topologiescan könnte beispielsweise von dem jeweiligen Feldzugangsgerät 3-1 , 3- 2, 3-3 selbsttätig zu vorgegebenen Zeiten oder in vorgegebenen zeitlichen Abständen durchgeführt werden. Alternativ dazu wäre es möglich, dass derartige Topologiescans von der Aggregatorbox 21 aus veranlasst werden. Bei der Durchführung eines Topologiescans ermittelt das jeweilige Feldzugangsgerät den hierarchischen Aufbau von Feldbussegmenten, Feldgeräten, Gatewaygeräten und sonstigen Feldbuskomponenten innerhalb des Feldbusnetzwerks 2-1. Das Feldzugangsgerät 3-1 würde beispielsweise feststellen, dass an den Feldbus 4 die Feldgeräte 5 und 6 sowie das Gatewaygerät 7 angeschlossen sind, wobei am Gatewaygerät 7 die beiden Feldgeräte 8 und 9 angeschlossen sind. Diese vom Feldzugangsgerät 3-1 ermittelten Topologieinformationen zum Netzwerksegment 2-1 werden anschließend beispielsweise in Form einer Datei 29-1 vom Feldzugangsgerät 3-1 zur Aggregatorbox 21 übermittelt. Auch von den Feldzugangsgeräten 3-2 und 3-3 wird jeweils ein Topologiescan des zugehörigen Netzwerksegments 2-2 oder 2-3 durchgeführt und die so ermittelten Topologieinformationen werden in Form von Dateien 29-2, 29-3 vom jeweiligen Feldzugangsgerät 3-2, 3-3 zur Aggregatorbox 21 übermittelt. Die in den Dateien 29-1 , 29-2, 29-3 enthaltenen Topologieinformationen dienen als Basis für die Aufbereitung und Bereitstellung der Routinginformationen 25. Diese Routinginformationen dienen der Routingeinrichtung 24 als Basis, um den von der Aggregatorbox 21 empfangenen Datenverkehr zum richtigen Netzwerksegment zu routen. Die Routinginformationen 25 können also Topologieinformationen zu den Netzwerksegmenten 2-1 , 2-2, 2-3 enthalten, die im Rahmen von Topologiescans ermittelt werden.

Allerdings ist es für das Routing des Datenverkehrs nicht zwingend erforderlich, dass die Routinginformationen 25 die vollständigen Topologieinformationen zu den Netzwerksegmenten 2-1 , 2-2, 2-3 enthalten. Insofern kann gemäß einer alternativ bevorzugten Lösung vorgesehen sein, dass es sich bei den Routinginformationen 25 um Zuordnungsinformationen handelt, welche die Feldbuskomponenten den verschiedenen Netzwerksegmenten zuordnen. Diese Zuordnungsinformationen geben zumindest für einen Teil der Feldbuskomponenten an, welchem Netzwerksegment die jeweilige Feldbuskomponente zugeordnet ist. Beispielsweise können die Routinginformationen 25 zu jeder Gerätekennung einer Feldbuskomponente, an die der Datenverkehr gerichtet werden kann, das zugehörige Netzwerksegment angeben. Auf dieser Basis kann die Routingeinrichtung 24 entscheiden, an welches Netzwerksegment ein an eine bestimmte Feldbuskomponente adressierter Datenverkehr geroutet werden muss. Die Zuordnungsinformationen könnten beispielsweise auch so strukturiert sein, dass sie zu jedem Netzwerksegment angeben, welche Feldbuskomponenten sich in dem Netzwerksegment befinden. Derartige Zuordnungsinformationen sind ausreichend, um den Datenverkehr zum richtigen Netzwerksegment routen zu können.

Durch die Verwendung der Aggregatorbox 21 ergibt sich somit der Vorteil, dass der vom Hostrechner 16 empfangene Datenverkehr automatisch zum richtigen Netzwerksegment und zur richtigen Zieladresse geroutet wird. Ein Benutzer, der über seinen Hostrechner, beispielsweise einen Laptop, auf ein bestimmtes Feldgerät zugreifen möchte, muss sich also nicht mit der Frage auseinandersetzen, in welchem Netzwerksegment das jeweilige Feldgerät angeordnet ist.

In Figur 3 ist der Hostrechner 16 mit der darauf installierten Gerätezugriffssoftware 30 schematisch dargestellt. Die von der Gerätezugriffssoftware 30 benötigten Informationen über die Eigenschaften und Parameter der Feldgeräte, Gateways, Remote I/Os etc. werden von den Herstellern der unterschiedlichen Geräte in der Regel in Form von Gerätebeschreibungsdateien oder Gerätetreibern zur Verfügung gestellt. Beispielsweise werden bei den Feldbusprotokollen Profibus-DP, Profibus-PA, Fieldbus Foundation und HART Gerätebeschreibungen gemäß den Standards DTM (Device Type Manager), DD (Device Description), EDD (Enhanced Device Description) sowie FDI Device Packages verwendet.

Im Standard FDT/DTM werden die DTMs (Device Type Manager) in Form von dynamisch ladbaren Bibliotheken (DLLs) oder in Form von ausführbaren Dateien (Executables) zur Verfügung gestellt. Die verschiedenen DTMs zu den verschiedenen Komponenten des Feldbusnetzwerks werden in eine gemeinsame FDT-Rahmenapplikation eingebunden, wobei FDT für„Field Device Tool“ steht. Dadurch wird eine gemeinsame Rahmenapplikation zur Verfügung gestellt, in die die DTMs zu verschiedenen Geräten und von unterschiedlichen Herstellern eingebunden werden können. Als Nachfolgestandard von FDT wurde der Standard FDT2 eingeführt. Darüber hinaus hat sich als Nachfolgestandard von FDT und EDD der Standard FDI Device Packages etabliert, wobei FDI für„Field Device Integration“ steht.

Neben den bisher diskutierten Feldbusprotokollen Profibus, Fieldbus Foundation und HART sind die sogenannten Industrial Ethernet-Protokolle von Relevanz, zu denen u.a. die Feldbusprotokolle EtherNet/IP, PROFINET und EtherCAT gehören. Beim Feldbusprotokoll EtherNet/IP ist eine Gerätebeschreibungsdatei entsprechend dem Standard EDS (Electronic Data Sheet) zur Beschreibung sowohl des zyklischen als auch des azyklischen Datenaustausche vorgesehen. Daneben gewinnt der Standard OPC Unified Architecture der OPC Foundation, kurz OPC UA, zunehmend an Bedeutung. Wie anhand von Figur 3 zu erkennen ist, ist in der Gerätezugriffssoftware 30 zu jedem der drei Netzwerksegmente 2-1 , 2-2, 2-3 eine zugehörige hierarchische Treiberstruktur 31-1 , 31-2, 31- 3 vorhanden, die die Struktur des jeweiligen Netzwerksegments widerspiegelt. Die erste Treiberstruktur 31-1 zum ersten Netzwerksegment 2-1 umfasst einen Kommunikationstreiber 32, einen Gatewaytreiber 33 sowie Gerätetreiber 34 bis 37. Die zweite Treiberstruktur 31-2 umfasst einen Kommunikationstreiber 38 sowie zwei Gerätetreiber 39 und 40. Die dritte Treiberstruktur 31-3 umfasst den Kommunikationstreiber 41 sowie die Gerätetreiber 42 und 43. Wenn der Benutzer beispielsweise auf das Feldgerät 1 1 im zweiten Netzwerksegment 2- 2 zugreifen möchte, dann wird über den Gerätetreiber 39 und den Kommunikationstreiber 38 ein Datenverkehr erzeugt, der über die Aggregatorbox 21 zum Feldzugangsgerät 3-2 des zweiten Netzwerksegments 2-2 geroutet und anschließend zum Feldgerät 1 1 weitergeleitet wird. In umgekehrter Richtung gelangt ein Datenverkehr vom Feldgerät 1 1 über das Netzwerksegment 2-2 und die Aggregatorbox 21 zum Kommunikationstreiber 38 und von dort zum Gerätetreiber 39.