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Title:
SYSTEM FOR RESOURCE ADMINISTRATION IN AN INSTALLATION FOR AUTOMATION ENGINEERING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/089461
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system for resource administration in an installation (A) for automation engineering, wherein in the installation (A) at least one field device (FG1, FG2) is integrated which is designed to record and/or influence process variables. The field device (FG1, FG2) is communicatively connected to an edge device (ED) and supplies raw data of the current measured value of the process variables or of the control variable. The edge device (ED) is itself communicatively connected to a service platform (SP) via a second communication network (KN2). In a container portion (CA) of the service platform (SP), a plurality of logic/application components (KO) are held which allow specific measurement and diagnosis capabilities of the field devices (FG1, FG2) to be executed. Based on the computing resources or storage resources provided in the field devices (FG1, FG2), in the edge device (ED) and in the service platform (SP), the logic/application components (KO) can be loaded onto the respective devices (FG1, FG2, ED, SP) and executed by the corresponding execution units (AESP, AEFG1, AEFG2) of the devices (FG1, FG2, ED, SP).

Inventors:
THOREN WERNER (DE)
BIRGEL ERIC (DE)
SCHÄUBLE HARALD (DE)
FINK NIKOLAI (DE)
ERHARDT AURELIA (DE)
EBERHARD HOLGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/080642
Publication Date:
May 14, 2021
Filing Date:
November 02, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ENDRESS HAUSER SE CO KG (DE)
International Classes:
G05B19/042
Domestic Patent References:
WO2004107069A12004-12-09
Foreign References:
EP3339990A12018-06-27
DE102012112842A12014-06-26
DE102011006989A12012-10-11
DE102013103212A12014-10-02
Attorney, Agent or Firm:
ANDRES, Angelika (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. System zur Ressourcenverwaltung in einer Anlage (A) der Automatisierungstechnik, umfassend: Eine Serverplattform (SP) mit einem Containeranteil (CA), einem Managementanteil (MA) und einer Ausführungseinheit (AESp), wobei der Containeranteil (CA) eine Vielzahl von Logik-/Applikationskomponenten (KO) umfasst, wobei eine Logik-/Applikationskomponente (KO) Algorithmen, bzw. Anweisungen zur Ausführung von Funktionen enthält und wobei eine Logik-/Applikationskomponente (KO) eine Mindest-Rechenressource, bzw. -Speicherressource, benötigt, um auf einem Gerät ausführbar zu sein, und wobei die Ausführungseinheit (AESp) eine definierte Rechenressource, bzw. - Speicherressource bereitstellt und ausgestaltet ist, zumindest eine Logik- /Applikationskomponente (KO) zu instanziieren, bzw. auszuführen;

Zumindest ein Feldgerät (FG1, FG2), welches in einer Feldebene der Anlage (A) in einem ersten Kommunikationsnetzwerk (KN1) eingebunden ist, mit zumindest einer Sensoreinheit (SE) und/oder einer Aktoreinheit (AK) und einer Ausführungseinheit (AEFGI , AEFG2), wobei die Sensoreinheit (SE) ausgestaltet ist, eine physikalische oder chemische

Messgröße eines verfahrenstechnischen Prozesses zu erfassen, wobei die Aktoreinheit (AK) ausgestaltet ist, eine physikalische oder chemische

Messgröße eines verfahrenstechnischen Prozesses zu beeinflussen, wobei das Feldgerät (FG1 , FG2) ausgestaltet ist, die von der Sensoreinheit (SE) erfasste

Messgröße und/oder eine Stellgröße der Aktoreinheit (AK) als Rohdaten auszugeben, und wobei die Ausführungseinheit (AEFGI , AEFG2) eine definierten Rechenressource, bzw. - Speicherressource bereitstellt und ausgestaltet ist, zumindest eine Logik- /Applikationskomponente (KO) zu instanziieren, bzw. auszuführen;

Ein Edge Device (ED), welches mit dem ersten Kommunikationsnetzwerk (KN1) verbunden ist und welches mittels eines zweiten Kommunikationsnetzwerks (KN2) direkt oder indirekt mit der Serverplattform (SP) in Kommunikationsverbindung steht, mit einer Kommunikationseinheit (KE) und einer Ausführungseinheit (AEED), wobei die Kommunikationseinheit (KE) ausgestaltet ist, Daten zwischen dem Edge Device (ED), dem Feldgerät (FG1 , FG2) und der Serverplattform (SP) auszutauschen, wobei die Ausführungseinheit (AESp) eine definierte Rechenressource, bzw. - Speicherressource bereitstellt und ausgestaltet ist, zumindest eine Logik- /Applikationskomponente (KO) zu instanziieren, bzw. auszuführen, und wobei der Managementanteil der Serverplattform (SP) ausgestaltet ist, nach Auswahl eines Bedieners eine der Logik-/Applikationskomponente (KO) entsprechend der benötigten Mindest-Rechenressource, bzw. Mindest-Speicherressource dem Feldgerät (FG1, FG2), dem Edge Device (ED) oder der Serverplattform (SP) zuzuweisen und auf dieses, bzw. diese, zu laden und diese anzuweisen, zu die Logik- /Applikationskomponente (KO) zu instanziieren.

2. System nach Anspruch 1 , wobei sich die Größen der bereitgestellten Rechenressourcen, bzw. - Speicherressourcen, des Feldgeräts (FG1 , FG2), des Edge Devices (ED) und der Serverplattform (SP) voneinander unterscheiden, wobei das Feldgerät (FG1 , FG2) die geringste Größe der bereitgestellten Rechenressourcen, bzw. -Speicherressourcen aufweist und wobei die Serverplattform (SP) die größte Größe der bereitgestellten Rechenressourcen, bzw. - Speicherressourcen aufweist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Falle, dass die Logik-/Applikationskomponenten (KO) außer auf der Serverplattform (SP) auch auf dem Edge Device (ED) und/oder auf dem Feldgerät (FG1 , FG2) instanziierbar sind, dem Bediener eine Auswahlmöglichkeit über die instanziierende Komponente gegeben wird.

4. System nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Managementanteil ausgestaltet ist, im Falle, dass eine Logik-/Applikationskomponente (KO) auf dem Feldgerät (FG1, FG2), bzw. auf dem Edge Device (ED) instanziiert werden soll, obwohl das Feldgerät (FG1, FG2), bzw. das Edge Device (ED) nicht die benötigte Mindest-Rechenressource, bzw. - Speicherressource bereitstellen kann, die Logik-/Applikationskomponente (KO) auf die Ausführungseinheiten (AEFGI , AEFG2) des Feldgeräts (FG1 , FG2) und des Edge Devices (ED), bzw. mehrerer Feldgeräte (FG1, FG2), bzw. mehrerer Edge Devices (ED), zu verteilen und zu veranlassen, diese gemeinsam zu instanziieren.

5. System nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Managementanteil ausgestaltet ist, Lizenzinformationen des Bedieners zu verwalten und zumindest einen Teil der Logik-/Applikationskomponenten (KO) nur für eine bestimmte Zeit entsprechend der Lizenzinformationen auf der entsprechenden Ausführungseinheit (AESp, AEFGI , AEFG2) zu instanziieren.

6. System nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Managementanteil ausgestaltet ist, entsprechende Logik-/Applikationskomponenten (KO) automatisch bei einem Austausch, bzw. dem Neu-Hinzufügen, eines Edge Devices und/oder Feldgeräts dem neuen Edge Device bzw. Feldgerät, zuzuweisen, insbesondere analog des auszutauschenden Edge Devices bzw. Feldgeräts oder entsprechend eines Bedienerprofils.

7. System nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Kommunikationsnetzwerk (KN1) ein Ethernet-basiertes Kommunikationsnetzwerk oder ein Feldbusnetzwerk der Automatisierungstechnik ist, oder auf dem HART-Protokoll beruht, wobei das erste Kommunikationsnetzwerk (KN1) drahtlos oder drahtgebunden ausgestaltet ist.

8. System nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Edge Device (ED) mittels Internet als zweites Kommunikationsnetzwerk (KN2) mit der Serverplattform (SP) in Kommunikationsverbindung steht.

9. System nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Edge Device (ED) über eine, insbesondere drahtlose, Datenverbindung mit einem Zusatzgerät verbunden ist und wobei das Zusatzgerät mittels Internetverbindung mit der Serverplattform (SP) verbindbar ist und ausgestaltet ist, die Kommunikationsverbindung zwischen dem Edge Device (ED) und der Serverplattform (SP) zu etablieren.

10. System nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Edge Device (ED) mit der Serverplattform (SP) nur zu denjenigen Zeiten in Kommunikationsverbindung steht, wenn dem Edge Device (ED) und/oder dem Feldgerät (FG1 , FG2) eine Logik-/Applikationskomponente (KO) zugeordnet wird und wobei die Kommunikationsverbindung nach dem Zuordnen, bzw. dem Veranlassen des Instanziierens, beendet wird.

11 . System nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der entsprechenden Ausführungseinheit (AEFGI , AEFG2) des Edge Devices (ED), bzw. des Feldgeräts (FG1, FG2), mehrere Versionen derselben Logik-/Applikationskomponente (KO) zugeordnet werden und wobei nur diejenige Logik-/Applikationskomponente (KO) instanziiert werden kann, welche von dem Managementanteil der Serverplattform (SP) freigegeben ist.

12. System nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Serverplattform (SP) cloudbasiert, bzw. entsprechend der Cloud Computing-Technologie, ausgestaltet ist.

13. System nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Logik- /Applikationskomponente (KO) eine der folgenden Logiken, bzw. Applikationen ausführt:

Verarbeiten von Rohdaten des Feldgeräts (FG1 , FG2), insbesondere Berechnen und/oder Auswerten von Hüllkurven; Gemeinsames Verarbeiten von Rohdaten des Feldgeräts (FG1 , FG2) und zumindest eines weiteren Feldgeräts;

Loggen von Rohdaten des Feldgeräts (FG1, FG2);

Diagnosefunktionalitäten; - Kommunikationskomponenten, insbesondere netzwerkspezifische

Kommunikationskomponenten;

Parametrierungen des entsprechenden Geräts, dessen Ausführungseinheit (AESP, AEFGI , AEFG2) die Logik-/Applikationskomponente (KO) instanziiert, bzw. ausführt.

Description:
System zur Ressourcenverwaltung in einer Anlage der Automatisierungstechnik

Die Erfindung betrifft ein System zur Ressourcenverwaltung in einer Anlage der Automatisierungstechnik.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die in industriellen Anlagen der Automatisierungstechnik zum Einsatz kommen. In der Prozessautomatisierung ebenso wie in der Fertigungsautomatisierung werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Sensoreinheiten. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, pH-Messung, Füllstandmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktorsysteme verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.

Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.

Feldgeräte, wie sie heute bekannt sind, weisen neben den Sensoren und/oder Aktoren üblicherweise eine Messumformerelektronik auf. Diese dient dem Zweck, erhobene Messsignale der Sensoren, bzw. Stellsignale der Aktoren, aufzubereiten und in einen Messwert, bzw. davon abgeleitete Zusatzinformation (bspw. eine Hüllkurve), bzw. eine Stellgröße, umzurechnen. Hierfür weist das Feldgerät Parameter auf, welche das Feldgerät auf die jeweilige Applikation einstellen. Heutzutage erhältliche Feldgeräte weisen mitunter eine große Zahl von Parametern auf, so dass die Parametrierung ein komplexer und fehleranfälliger (aufgrund falsch eingestellter Parameterwerte) Prozess ist, welcher außerdem einen hohen Testaufwand mit sich zieht. Ein Austausch eines Feldgeräts ist aufwendig, da das Austauschgerät dieselbe Parametrierung wie das auszutauschende Feldgerät erhalten muss. Dies kann außerdem zu einem Informationsverlust führen, falls nicht alle Parameterwerte korrekt eingestellt werden.

Die Software der Messumformerelektronik ist im Wesentlichen statisch gehalten und wird nur selten durch Updates erneuert. Diese Updates dienen häufig zum Beheben von Fehlern. Der durch die Software ermöglichte Funktionsumfang bleibt im Wesentlichen jedoch identisch und ist nicht erweiterbar. Des Weiteren sind Feldgeräte in ihren Ressourcen begrenzt, so dass häufig nur geringe Speicher- und Leistungsressourcen vorhanden sind. Selbst wenn ein Update der Software weitere Funktionen hinzufügen könnte, wie beispielsweise in der Patentanmeldung DE 102012 112 842 beschrieben, wäre deren Funktionskomplexität aufgrund der begrenzten Speicher- und Leistungsressourcen des Feldgeräts gering.

Außerdem sind die Feldgeräte nicht aufwärtskompatibel. Kommt beispielsweise eine neue Feldgerätegeneration auf den Markt, so besitzt diese häufig erhöhte Speicher- und Leistungsressourcen. Der Funktionsumfang der Software Messumformerelektronik kann hier erhöht sein, beispielsweise durch verbesserte Mess- und Auswertealgorithmen, da mehr Ressourcen zur Verfügung stehen. Diese Version der Software ist aber nicht mit den älteren Feldgeräten kompatibel, da diese geringere Speicher- und Leistungsressourcen aufweisen.

Aus der DE 102011 006 989 A1 und aus der DE 102013 103212 A1 ist es bekannt geworden, dass Feldgeräte lediglich Rohdaten, also beispielsweise Messsignale und/oder Stellsignale, die nur in einem Grundumfang von Mess- und Auswertealgorithmen bearbeitet werden, über ein Kommunikationsnetzwerk ausgeben. Die Berechnung der Messwerte, bzw. der Stellgrößen findet dann in einer vom Feldgerät verschiedenen Netzwerkkomponente, zum Beispiel in einer Cloud, statt. Hier tritt jedoch das Problem auf, dass die Messwerte, bzw. Stellgrößen, nicht in Echtzeit zur Verfügung stehen können, was für zeitkritische Applikationen nicht geeignet ist. Die Updateproblematik der Software der Messumformerelektronik wird hierdurch jedoch nicht gelöst.

Ausgehend von dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System vorzustellen, welches es erlaubt, der Adaptierbarkeit der Feldgeräte an Prozesse zu vereinfachen und sicherzustellen, dass zukünftige Mess- und Auswertealgorithmen mit den vorhandenen Feldgeräten im Feld genutzt werden können.

Die Aufgabe wird durch ein System zur Ressourcenverwaltung in einer Anlage der Automatisierungstechnik gelöst, umfassend:

Eine Serverplattform mit einem Containeranteil, einem Managementanteil und einer Ausführungseinheit, wobei der Containeranteil eine Vielzahl von Logik-/Applikationskomponenten aufweist, wobei eine Logik-/Applikationskomponente Algorithmen, bzw. Anweisungen zur Ausführung von Funktionen enthält und wobei eine Logik-/Applikationskomponente eine Mindest- Rechenressource, bzw. -Speicherressource, benötigt, um auf einem Gerät ausführbar zu sein, und wobei die Ausführungseinheit eine definierte Rechenressource, bzw. -Speicherressource bereitstellt und ausgestaltet ist, zumindest eine Logik-/Applikationskomponente zu instanziieren, bzw. auszuführen;

Zumindest ein Feldgerät, welches in einer Feldebene der Anlage in einem ersten Kommunikationsnetzwerk eingebunden ist, mit zumindest einer Sensoreinheit und/oder einer Aktoreinheit und einer Ausführungseinheit, wobei die Sensoreinheit ausgestaltet ist, eine physikalische oder chemische Messgröße eines verfahrenstechnischen Prozesses zu erfassen, wobei die Aktoreinheit ausgestaltet ist, eine physikalische oder chemische Messgröße eines verfahrenstechnischen Prozesses zu beeinflussen, wobei das Feldgerät ausgestaltet ist, die von der Sensoreinheit erfasste Messgröße und/oder eine Stellgröße der Aktoreinheit als Rohdaten auszugeben, und wobei die Ausführungseinheit eine definierten Rechenressource, bzw. -Speicherressource bereitstellt und ausgestaltet ist, zumindest eine Logik-/Applikationskomponente zu instanziieren, bzw. auszuführen;

Ein Edge Device, welches mit dem ersten Kommunikationsnetzwerk verbunden ist und welches mittels eines zweiten Kommunikationsnetzwerks direkt oder indirekt mit der Serverplattform in Kommunikationsverbindung steht, mit einer Kommunikationseinheit und einer Ausführungseinheit, wobei die Kommunikationseinheit ausgestaltet ist, Daten zwischen dem Edge Device, dem Feldgerät und der Serverplattform auszutauschen, wobei die Ausführungseinheit eine definierte Rechenressource, bzw. -Speicherressource bereitstellt und ausgestaltet ist, zumindest eine Logik-/Applikationskomponente zu instanziieren, bzw. auszuführen, und wobei der Managementanteil der Serverplattform ausgestaltet ist, nach Auswahl eines Bedieners eine der Logik-/Applikationskomponente entsprechend der benötigten Mindest- Rechenressource, bzw. -Speicherressource dem Feldgerät, dem Edge Device oder der Serverplattform zuzuweisen und auf dieses, bzw. diese, zu laden und diese anzuweisen, zu die Logik-/Applikationskomponente zu instanziieren.

Beispiele für Feldgeräte, welche im erfindungsgemäßen System verwendet werden, sind bereits im einleitenden Teil der Beschreibung beschrieben worden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass sich die Größen der bereitgestellten Rechenressourcen, bzw. -Speicherressourcen, des Feldgeräts, des Edge Devices und der Serverplattform voneinander unterscheiden, wobei das Feldgerät die geringste Größe der bereitgestellten Rechenressourcen, bzw. -Speicherressourcen aufweist und wobei die Serverplattform die größte Größe der bereitgestellten Rechenressourcen, bzw. - Speicherressourcen aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass im Falle, dass die Logik-/Applikationskomponenten außer auf der Serverplattform auch auf dem Edge Device und/oder auf dem Feldgerät instanziierbar sind, dem Bediener eine Auswahlmöglichkeit über die instanziierende Komponente gegeben wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass der Managementanteil ausgestaltet ist, im Falle, dass eine Logik-/Applikationskomponente auf dem Feldgerät, bzw. auf dem Edge Device instanziiert werden soll, obwohl das Feldgerät, bzw. das Edge Device nicht die benötigte Mindest-Rechenressource, bzw. -Speicherressource bereitstellen kann, die Logik-/Applikationskomponente auf die Ausführungseinheiten des Feldgeräts und des Edge Devices, bzw. mehrerer Feldgeräte, bzw. mehrerer Edge Devices, zu verteilen und zu veranlassen, diese gemeinsam zu instanziieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass der Managementanteil ausgestaltet ist, Lizenzinformationen des Bedieners zu verwalten und zumindest einen Teil der Logik-/Applikationskomponenten nur für eine bestimmte Zeit entsprechend der Lizenzinformationen auf der entsprechenden Ausführungseinheit zu instanziieren.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass der Managementanteil ausgestaltet ist, entsprechende Logik-/Applikationskomponenten automatisch bei einem Austausch, bzw. dem Neu-Hinzufügen, eines Edge Devices und/oder Feldgeräts dem neuen Edge Device bzw. Feldgerät, zuzuweisen, insbesondere analog des auszutauschenden Edge Devices bzw. Feldgeräts oder entsprechend eines Bedienerprofils.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das erste Kommunikationsnetzwerk ein Ethernet-basiertes Kommunikationsnetzwerk oder ein Feldbusnetzwerk der Automatisierungstechnik ist, oder auf dem HART-Protokoll beruht, wobei das erste Kommunikationsnetzwerk drahtlos oder drahtgebunden ausgestaltet ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das Edge Device mittels Internet als zweites Kommunikationsnetzwerk mit der Serverplattform in Kommunikationsverbindung steht. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das Edge Device über eine, insbesondere drahtlose, Datenverbindung mit einem Zusatzgerät verbunden ist und wobei das Zusatzgerät mittels Internetverbindung mit der Serverplattform verbindbar ist und ausgestaltet ist, die Kommunikationsverbindung zwischen dem Edge Device und der Serverplattform zu etablieren.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das Edge Device mit der Serverplattform nur zu denjenigen Zeiten in Kommunikationsverbindung steht, wenn dem Edge Device und/oder dem Feldgerät eine Logik-/Applikationskomponente zugeordnet wird und wobei die Kommunikationsverbindung nach dem Zuordnen, bzw. dem Veranlassen des Instanziierens, beendet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass dem Edge Device, bzw. dem Feldgerät, entsprechende Ausführungseinheiten mehrere Versionen derselben Logik-/Applikationskomponente zugeordnet werden und wobei nur diejenige Logik- /Applikationskomponente instanziiert werden kann, welche von dem Managementanteil der Serverplattform freigegeben ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass die Serverplattform cloudbasiert ausgestaltet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass eine Logik-/Applikationskomponente eine der folgenden Logiken, bzw. Applikationen ausführt:

Verarbeiten von Rohdaten des Feldgeräts, insbesondere Berechnen und/oder Auswerten von Hüllkurven;

Verarbeiten von Rohdaten des Feldgeräts gemeinsam mit Rohdaten zumindest eines weiteren Feldgeräts;

Loggen von Rohdaten des Feldgeräts;

Diagnosefunktionalitäten;

Kommunikationskomponenten, insbesondere netzwerkspezifische Kommunikationskomponenten;

Parametrierungen des entsprechenden Geräts, dessen Ausführungseinheit die Logik- /Applikationskomponente instanziiert, bzw. ausführt.

Die Rohdaten mehrerer Feldgeräte können gemeinsam verarbeitet werden, um beispielsweise Werte Prozessvariablen zu erhalten, welche von keinem der einzelnen Feldgeräte erfasst werden können. Unter dem Stichwort „Sensor Fusion“ sind eine Vielzahl von Kombinationen primärer Prozessvariablen bekannt, um sekundäre Prozessvariablen berechnen zu können.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 : einen schematischen Überblick über das erfindungsgemäße System.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes System gezeigt. In einer Anlage A der Automatisierungstechnik sind eine Vielzahl an Feldgeräten FG1 , FG2 eingebunden. Im konkreten Fall handelt es sich bei dem Feldgerät FG1 um ein Füllstandmessgerät, welches den Füllstand eines Messmediums in einem Behälter mittels einer radarbasierten Sensoreinheit SE misst. Bei dem Feldgerät FG2 handelt es sich um einen Aktor, dessen Aktoreinheit AE ein Ventil ist, mittels welchem der Zulauf in den Behälter geregelt wird. Die Feldgeräte FG1 , FG2 sind mittels eines ersten Kommunikationsnetzwerks KN1 , beispielsweise eines Feldbusses der Automatisierungstechnik (Profibus PA, Foundation Fieldbus, etc.) oder basierend auf HART, bspw. HART-Multidrop, mit einem Edge Device ED verbunden. Das erste Kommunikationsnetzwerk kann hierbei drahtgebunden oder drahtlos ausgestaltet sein, bspw. mit einem entsprechenden drahtlosen Feldbsstandard.

In der Anlage A können weitere Edge Devices vorgesehen sein, welche mit weiteren Feldgeräten in Kommunikationsverbindung stehen können (in Fig. 1 gestrichelt dargestellt). Die Edge Devices können des Weiteren auch untereinander in Kommunikationsverbindung stehen und Daten austauschen.

Sowohl die Feldgeräte FG1 , FG2, als auch das Edge Device ED umfassen sogenannte Ausführungseinheiten AEFGI , AE F G2, AEED Diese Ausführungseinheiten AE FG I , AE FG2, AE ED Sind Elektronikeinheiten mit Softwarecontainern, in welche Logik-/Applikationskomponenten KO geladen werden können. Die Logik-/Applikationskomponenten KO enthalten und erlauben das Ausführen von Funktionalitäten, welche die Grundfunktionalitäten der Feldgeräte FG1 , FG2, bzw. des Edge Devices ED erweitern. Die Feldgeräte FG1 , FG2 und das Edge Device ED stellen jeweils definierte Rechenressourcen, bzw. Speicherressourcen bereit. Die Rechenressourcen werden beispielsweise durch Mikroprozessoren und/oder ASICs bereitgestellt. Die Speicherressourcen werden beispielsweise durch flüchtige und/oder nichtflüchtige (Arbeits)-Speicherbausteine bereitgestellt. Typischerweise können in Edge Devices ED höhere Rechenressourcen, bzw. Speicherressourcen als in Feldgeräten FG1 , FG2 bereitgestellt werden. Zur Ausführung der Logik-/Applikationskomponenten KO in den vorgesehenen Ausführungseinheiten AEFGI , AE F G2, AE E D werden spezifische Mindestanforderungen an die Rechenressourcen, bzw. Speicherressourcen verlangt. Können diese von dem Feldgerät FG1, FG2, bzw. von dem Edge Device ED nicht bereitgestellt werden, so können die Logik- /Applikationskomponenten KO nicht ausgeführt werden.

Das Edge Device ist mittels eines zweiten Kommunikationsnetzwerks KN2, insbesondere des Internets, mit einer Serverplattform SP, welche gemäß der Cloud Computing-Technologie ausgestaltet ist, verbunden. Die Serverplattform SP umfasst mehrere Anteile: Zum einen umfasst die Serverplattform SP einen Containeranteil CA, in welchem eine Vielzahl der obig beschriebenen Logik-/Applikationskomponenten KO gespeichert sind. Weiter umfasst die Serverplattform SP einen Managementanteil MA, welcher die Verteilung der Logik-/Applikationskomponenten KO an die verschiedenen Feldgeräte FG1, FG2 und Edge Devices ED in der Anlage A verwaltet. Zum anderen enthält die Serverplattform eine eigene Ausführungseinheit AE ED Zum Ausführen der Logik- /Applikationskomponenten KO auf der Serverplattform SP. Die Serverplattform SP kann Rechenressourcen, bzw. Speicherressourcen als die Feldgeräte FG1 , FG2 und das Edge Device ED bereitstellen.

Seitens eines Bedieners können Logik-/Applikationskomponenten KO ausgewählt werden, welche in der Messtechnik der Anlage A wo verwendet werden sollen. Die Managementapplikation MA veranlasst anschließend das Übermitteln der Logik-/Applikationskomponenten KO an die jeweilige Messkomponente FG1, FG2, ED, sofern deren Rechenressourcen, bzw. Speicherressourcen ausreichen und veranlasst die Instanziierung der übermittelten Logik-/Applikationskomponenten KO in der entsprechenden Ausführungseinheit AE Sp , AE FG I, AE FG 2 , AE ed .

Im Folgenden sind zwei Anwendungsbeispiele beschrieben, welche mittels des erfindungsgemäßen Systems realisierbar sind:

Im ersten Ausführungsbeispiel wird der in Fig. 1 abgebildete Anlagenteil erstmals aufgebaut, bzw. in Betrieb genommen. Die Feldgeräte FG1, FG2 und das Edge Device Edge Device werden ausgeliefert und bestimmungsgemäß in der Anlage A eingebaut und miteinander verbunden.

Die Feldgeräte FG1 , FG2 werden mit einer ersten Version einer speziellen Logik- /Applikationskomponente KO ausgeliefert, welche durch Ausführung in der jeweiligen Ausführungseinheit AE FG I , AE FG 2 erweiterte Diagnosefunktionalitäten ermöglicht. Diese Diagnosefunktionalitäten, welche beispielsweise in Feldgeräten der Anmelderin mit dem Namen „Heartbeat“ implementiert sind, ermöglichen eine Verifikation der Hardwarekomponenten der Feldgeräte FG1 , FG2.

Nach einiger Betriebszeit wird vom Hersteller der Feldgeräte FG 1 , FG2 eine neue Version der Logik- /Applikationskomponente KO bereitgestellt. Diese wird vom Hersteller in den Containeranteil CA der Serviceplattform geladen. Dem Bediener, in diesem Fall der Anlagenbetreiber, wird das Update der Logik-/Applikationskomponente KO angeboten. Nach einer Auswahl der Logik- /Applikationskomponente KO prüft der Managementanteil MA die Ausführbarkeit der neuen Logik- /Applikationskomponente KO in den Ausführungseinheiten AEFGI , AEFG2. Die neueste Version der Logik-/Applikationskomponente KO veranschlagt jedoch zu hohe Ressourcen, welche die Feldgeräte FG1, FG2 nicht aufbringen können. Das Edge Device ED verfügt jedoch über diese benötigten Ressourcen. Der Managementanteil MA veranlasst daher das Laden der neuen Version der Logik-/Applikationskomponente KO auf das Edge Device ED. Die Ausführungseinheit A E D kann anschließend die Diagnosefunktionalitäten durch Zugriff auf die Hardwarekomponenten der Feldgeräte FG1 , FG2 über das erste Kommunikationsnetzwerk durchführen.

Nach einiger weitere Betriebszeit wird vom Hersteller der Feldgeräte FG1 , FG2 eine weitere neue Version der Logik-/Applikationskomponente KO bereitgestellt. Diese wird vom Hersteller in den Containeranteil CA der Serviceplattform geladen. Dem Bediener, in diesem Fall der Anlagenbetreiber, wird das Update der Logik-/Applikationskomponente KO angeboten. Nach einer Auswahl der Logik-/Applikationskomponente KO prüft der Managementanteil MA die Ausführbarkeit der weiteren neuen Logik-/Applikationskomponente KO in den Ausführungseinheiten AEFGI , AE F G2, AEED. Die neueste Version der Logik-/Applikationskomponente KO veranschlagt jedoch zu hohe Ressourcen, welche weder die Feldgeräte FG1 , FG2, noch das Edge Device ED aufbringen können. Das Serviceplattform SP selbst verfügt jedoch über diese benötigten Ressourcen. Der Managementanteil MA veranlasst daher das Laden der neuen Version der Logik- /Applikationskomponente KO in die Ausführungseinheit AE Sp der Serviceplattform SP. Diese kann anschließend die Diagnosefunktionalitäten durch Zugriff auf die Hardwarekomponenten der Feldgeräte FG1 , FG2 über das erste und das zweite Kommunikationsnetzwerk KN1 , KN2 durchführen.

Der zweite Anwendungsfall betrifft ebenfalls die Erstinbetriebnahme der zwei Feldgeräte FG1, FG2. In diesem Fall sind beide Feldgeräte FG1 , FG2 typengleich, sollen aber nach der Inbetriebnahme verschiedene Messaufgaben übernehmen.

In einem ersten Schritt werden die Feldgeräte FG1 , FG2 über das erste Kommunikationsnetzwerk KN1 mit dem Edge Device ED verbunden. Das Edge Device ED erkennt den Typ der Feldgeräte FG1 , FG2. Anschließend meldet das Edge Device ED beide Geräte in der Serviceplattform SP an und meldet dessen Gerätetyp, bzw. Gerätekennung.

In einem zweiten Teil lädt der Managementanteil MA der Serviceplattform SP jeweils eine Logik- /Applikationskomponente KO für jedes der Feldgeräte FG, FG2 auf das Edge Device ED. Durch Ausführung der Logik-/Applikationskomponenten KO in der Ausführungseinheit AEED ist eine Basisauswertung der von den Feldgeräten FG1 , FG2 an das Edge Device ED übermittelten Rohdaten ermöglicht.

In einem dritten Schritt wählt der Bediener auf der Serviceplattform die jeweilige Messaufgabe für jedes der Feldgeräte FG aus. Alternativ ist die Messaufgabe bereits vorausgewählt, oder wird von der Serviceplattform SP automatisch erkannt und ausgewählt, beispielsweise anhand von Umgebungsdaten der jeweiligen Feldgeräte FG1 , FG2. Alternativ ist die Messaufgabe bereits ab Fertigung in den Geräten gespeichert und wird vom Edge Device ED ausgelesen und an die Serviceplattform SP übermittelt.

In einem vierten Schritt lädt der Managementanteil MA der Serviceplattform SP entsprechend der gewählten Messaufgabe spezifische Logik-/Applikationskomponenten KO auf das Edge Device.

Im Messbetrieb übermitteln die Feldgeräte FG1 , FG2 nun Rohdaten bezüglich erfasster Messwerte an das Edge Device ED. Entsprechend der von der Ausführungseinheit AEED ausgeführten spezifischen Logik-/Applikationskomponenten KO werden die Rohdaten verarbeitet, bzw. ausgewertet und an die Serviceplattform SP übermittelt.

Bezugszeichenliste

A Anlage der Automatisierungstechnik

AESP, AEFGI , AEFG2, AEED Ausführungseinheit AK Aktoreinheit CA Containeranteil ED Edge Device

FG1 , FG2 Feldgerät KE Kommunikationseinheit des Edge Devices KN1 erstes Kommunikationsnetzwerk KN2 zweites Kommunikationsnetzwerk KO Logik-/Applikationskomponente MA Managementanteil SE Sensoreinheit SP Serverplattform