专利名称：现场设备在配线系统中的集成方法
技术领域：
本发明涉及一种用于现场设备在自动化配线系统中自动集成的方法，其中，所述现场设备经由至少一个总线系统、优选经由一个现场总线与上一级控制装置进行通讯，从而控制和/或检测技术设备或技术过程。
背景技术：
自动化系统在其结构方面通常包括多个现场设备，这些现场设备经由一个总线系统相互通讯，和/或与上一级控制技术设备或控制装置进行通讯。在此，现场设备例如为驱动设备、阀、电机保护设备和控制设备、变频器、压力和温度测量变流器、流量计以及分析设备。在自动化系统可以投入使用之前，为此设置的硬件通过编程工具、也被称作工程工具构成所谓的项目的组件。在该项目中，例如信息经由硬件设备的输入/输出地址以及它们的连接而相互配置。由此，现场设备在自动化系统中的集成基于诸如0PC、FDT (现场设备工具)标准以及现场总线协议和现场总线标准，例如FOUNDATION现场总线或PR0FIBUS。现场设备必须在技术设备的调试或扩展过程中、在现场设备连接到自动化系统的现场总线上之后由上一级控制装置来识别，由此确保实现上一级控制装置在自动化系统的现场设备上的访问，自动化系统特别为可存储编程的控制系统(SPS)或过程控制系统。对此，为现场设备精确地匹配总线地址，由此可以使现场设备对总线地址进行寻址。总线地址的分派通常由上一级位置来实现。对此，为各个现场设备分别预定特殊的标识符，即设备地址，各个现场设备通过设备地址在现场总线上注册。设备地址在现场设备中预先设置成交付状态，并且通常存储在现场设备的存储器中，然而还可以通过编码转换器在设备上进行调整。如果，一个新的现场设备连接到自动化系统的网络上，那么，在地址分派的范围内，该现场设备首先在系统中的所谓的默认地址下寻址。目前，在现场总线安装的项目拟定过程中必须考虑到现场设备的设备地址，并且与现场的各种实际情况相适应。对此，现场设备通过设备地址报告给上一级控制装置，上一级控制装置对该设备再分配一个单独的总线地址，由该单独的总线地址来替换该设备地址。由此，对于地址分配方法而言，所必需的项目的制定和文件汇编的成本耗费容易出错且用时较长。然而，因为，分派给各个现场设备的总线地址仅需要用于与设备的专有协议的通讯，例如用于建立控制器和现场设备之间的连接，或建立上一级控制系统(SPS)或过程控制系统与现场设备之间的连接，所以，总线地址对于自动化系统的用户具有次要的意义，这是因为，为了识别自动化系统内部的各个设备，通常使用特定的标记或系统专有的名称，也称为“通用的ro TAG”。在技术设备的过程控制系统中，TAG例如包括系统中各个现场设备的位置标记，该位置标记可以与来自MSR(测量/控制/调节)的测量位置标号相对应；另一方面，TAG还可以包括设备的各种功能、制造商、设备类型以及这些信息的保存状态。可替换地，市场上具有这样的工具，这些工具借助于现场总线通讯获得连接到总线上的现场设备，这些现场设备也被称作总线用户，而且将由此获得的数据建成系统的拓扑。然而这种方法仅适用于这样的情况，即，现场设备已经经由适宜的地址进行精确的认证，也就是说，现场总线处于运行中。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种用于现场设备在自动化系统中自动集成的方法，该方法能够避免上述缺陷。对此，本发明的方法特别适用于地址分配过程中，使现场设备集成到配线系统中所必需的项目的制定和文件汇编的成本耗费减少，并且使自动化系统的调试简化。根据本发明，上述目的通过具有权利要求I的技术特征的、开始所述类型的、用于现场设备的自动集成的方法来实现。本发明方法的具有优势的技术项目和改进项目在从属权利要求中以及下面的说明中给出。根据本发明的用于现场设备在自动化系统中自动集成的方法，多个现场设备经由一个总线系统或总线连接、例如HART、F0UNDATI0N现场总线或PR0FIBUS连接到至少一个上一级控制装置中，该控制装置用于控制和/或检测技术设备或技术过程，并且根据事先确定的配置，使现场总线经由总线系统连接到配线系统的网络中，该事先确定的配置设置在配线系统的软件系统中。本发明的方法包括以下方法步骤，通过这些步骤使各个现场设备的设备地址通过应用在事先确定的配置中的标记、也被称为TAG来代替。在第一步骤中，使各个现场设备都连接在自动化系统的总线系统上。在第二步骤中，与系统连接的各个现场设备借助于自动运行的第一程序，通过上一级控制装置利用预设的默认地址来自动寻址。默认地址是在系统中预定的地址，该地址在现场设备中预先设定为交付状态，并且对于所有的现场设备都是一致的。如果，一个新的现场设备连接到自动化系统的网络上，那么在自动化地址分派的范围内，该新连接的现场设备首先利用该地址来寻址。在接下来的步骤中，使利用默认地址寻址的设备以其设备地址在系统中注册。在随后的步骤中，对在系统中注册的设备借助于第二自动运行的程序自动分派一个固定地址，该固定地址由地址存储器中的多个未指派的地址来提供。通过该新分配的固定地址，经由配线系统的上一级控制装置的通讯连接实现了各个现场设备的精确寻址。在此，自动地址分配的启动例如通过图形用户界面来实现。在最后的步骤中，为被分派的固定地址分派一个由事先确定的自动化系统的配置提供的、单独匹配的通用标记，也被称为TAG;并且，在将自动分配的固定地址传递给现场设备之后，该现场设备将转入到适于与上一级控制装置通讯的状态中。TAG例如包括以下内容设备标记、设备地址、总线地址、测量位置标号、过程单元、传感器类型、最大传感器范围。根据本发明，使被分配的固定地址采纳到配线系统安装的项目数据中，其中，该项目数据描述了设置在系统中的硬件。在本发明方法的一个具有优势的技术项目中，设有测试程序，该测试程序识别由地址区域已经为一个现场设备自动分配的固定地址，其中，各个现场设备都含有已经分配的地址。根据本发明方法的一个具有优势的扩展方案，通过改变程序，事先自动分配的固定地址在当前未指派的总线地址中的改变由地址区域来指定。而且，现场设备基于在自动化系统中事先限定的功能来预定地址区域中的一个特定的地址。例如，根据现场总线标准、 即FOUNDATION现场总线，应该使所应用的备份主链接具有尽可能低阶的地址，这是因为在将进行的转换过程中关系到优先级。可利用本发明方法实现的配置步骤，即，标记(TAG)的分配和/或对事先制订的设备功能的匹配，可以通过调试工具来实现。通过该调试工具还可以检测，已经在设备中的标记(TAG)与项目数据是否一致。在一致的情况下，接下来将实现与事先制订的功能的自动匹配。本发明的方法应用在过程自动化或机械控制中，用以控制过程和/或设备组件。
结合图I所示的实施例对本发明的方法以及本发明其它具有优势的实施项目和其它优势进行详细阐述和说明。图I示出了通过F1D (Physical Device) TAG来替换新连接在自动化系统上的现场设备的设备地址的实施例的流程图，该ro TAG用在事先确定的自动化系统的项目配置中， 该ro TAG作为物理设备标记、并包括根据FOUNDATION现场总线标准的现场设备名称。
具体实施例方式在第一步骤I中，新连接在自动化系统的总线系统上的现场设备通过默认地址来识别，之后，在第二步骤2中，对于现场设备的临时地址，自动从项目的待利用的地址区域或存储区域中寻找一个空地址。因为所找到的新地址在总线系统的持久运行中不必再通过用户进行更改，所以该空地址在以下也被称为固定地址。在接下来的步骤3中，例如通过一个调试工具，经过询问“是否在设备中存在ro TAG”之后，当设备中已经存在ro TAG时，将对已经存在于设备中的TAG与事先制订的功能进行自动分配。如果不存在ro tag,那么对于自动分配的固定地址将分派一个对应的ro tag。在为ro TAG匹配了固定地址之后，在下一步骤5中，该固定地址被分派给设备。在最后的步骤6中，生成用于自动化系统的网络管理的预设的通讯连接，并且，在将自动分配的固定地址传递给现场设备之后，该现场设备能够实现与自动化系统的上一级控制装置的通讯，例如根据利用现场总线协议的PR0FIBUS和/或Foundation现场总线。
权利要求
1.一种用于现场设备在自动化系统中自动集成的方法，所述自动化系统具有多个经由至少一个总线系统连接的现场设备，其中，所述现场设备根据事先确定的配置经由所述总线系统装配在所述自动化系统中，所述事先确定的配置存在于所述自动化系统的软件系统中，其特征在于，-使各个现场设备都连接在自动化系统的总线系统上；-与系统连接的各个现场设备借助于自动运行的第一程序，通过上一级控制装置利用预设的默认地址来自动寻址；-使利用默认地址寻址的设备以其设备地址在系统中注册；-对在系统中注册的设备借助于第二自动运行的程序自动分派一个固定地址，该固定地址由地址存储器中的多个未指派的地址来提供；-为被分派的固定地址分派一个单独匹配的标记(TAG)，该单独匹配的标记由事先确定的自动化系统的配置来提供；以及-在将自动分配的固定地址传递给现场设备之后，该现场设备将转入到适于与上一级控制装置通讯的状态中。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，将被分配的固定地址采纳到配线系统安装的项目数据中，其中，该项目数据描述了设置在系统中的硬件。
3.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，设有测试程序，该测试程序将识别由地址区域已经为一个现场设备自动分配的固定地址，其中，各个现场设备都含有已经分配的地址。
4.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，通过改变程序，事先自动分配的固定地址在当前未指派的总线地址中的改变由地址区域来指定。
5.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，现场设备基于在自动化系统中事先限定的功能来预定地址区域中的一个特定的地址。
6.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，借助于图形用户界面来启动自动地址分配。
7.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，设置调试工具，该调试工具实现分配标记(TAG)和/或匹配所制订的功能的配置步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过所述调试工具，将实现已经存在于设备中的、与项目数据一致的标记(TAG)与事先制订的功能的自动匹配。
9.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，自动化系统的通讯通过现场总线协议PR0FIBUS和/或Foundation现场总线来实现。
全文摘要
本发明涉及用于现场设备在自动化系统中自动集成的方法，该自动化系统具有多个经由总线系统连接的现场设备，其中，使现场设备都连接在总线系统上；与系统连接的现场设备借助于自动运行的第一程序，通过上一级控制装置利用预设的默认地址来自动寻址。使利用默认地址寻址的设备以其设备地址在系统中注册；对在系统中注册的设备借助于第二自动运行的程序自动分派一个固定地址，其由地址存储器中的多个未指派的地址来提供。为被分派的固定地址分派一个单独匹配的标记(TAG)，其由事先确定的自动化系统的配置来提供；在将自动分配的固定地址传递给现场设备之后，该现场设备将转入到适于与上一级控制装置通讯的状态中。
文档编号H04L29/12GK102594639SQ20111043328
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者斯特凡·博尔迈尔, 迪尔克·瓦格纳, 阿明·迪特尔 申请人:Abb股份有限公司