用于工业工厂的现场设备的自动配置的制作方法

本发明涉及工业工厂中的现场设备的配置，并且尤其涉及许多现场设备的批量配置。

背景技术：

1、用于执行工业过程的工业工厂包括经由工业工厂的网络连接到分布式控制系统dcs的多个现场设备。需要在现场设备能够在工业工厂中执行其预期功能之前对其进行配置。wo2021/249655a1公开了一种基于相同类型的已经配置的现场设备的opcua服务器来配置现场设备的方法。

2、通常借助于由现场设备的电子设备描述edd或设备封装dp定义的用户接口来手动地执行现场设备的配置。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是至少部分地使现场设备的配置自动化。

2、该目的通过根据主权利要求的方法来实现。进一步有利的实施例在从属权利要求中详述。

3、本发明提供了一种用于配置在工业工厂中使用的现场设备的计算机实现的方法。

4、所述方法开始于为现场设备创建配置的实例。该实例定义一组配置参数并存储这些配置参数的值。特别地，每个配置参数可以标记有名称，所述名称用作用于访问该配置参数的“句柄”。根据现场设备的设备描述信息和/或模板配置t来创建实例，模板配置t与现场设备相关联地和/或与现场设备的类型相关联地被存储。特别地，设备描述信息可以包括现场设备的电子设备描述edd和/或设备封装dp。

5、所述实例中的配置参数的值被设置为由设备描述信息给出的默认值和/或由模板t给出的值。一方面由设备描述信息给出的默认值与另一方面由模板t给出的值之间的主要差别在于，由设备描述信息给出的默认值由设备制造商提供，而模板的参数由工厂操作者提供。特别地，作为设备描述信息的edd和dp是用于描述现场设备的功能的工业标准。在许多类型的工业设备中可以使用同一个现场设备，但是现场设备将总是具有相同的edd和/或dp。现场设备可以与edd和/或dp一起运输，但是edd和/或dp也可以由现场设备的制造商稍后提供或更新。

6、相比之下，由模板t给出的值对于现场设备和/或现场设备的类型的是特定的，而且对于使用它的工业工厂也是特定的。特别地，模板t可以由安装相同类型的多个现场设备的工厂操作员创建，并且它可以存储在许多现场设备中需要被设置为相同值的配置参数的值。例如，现场设备可以具有自动重启或等待操作者在重启之前按下物理键的选项，并且该选项可能需要在工业工厂中的所有现场设备中被设置为“自动重启”。而且，处理来自供水系统的淡水的现场设备可能需要知道水硬度的程度，这对于该特定工厂中的所有现场设备是共同的。

7、设备描述信息和/或模板t可能已经用值填充了现场设备的许多配置参数。但是，至少一些配置参数值特定于每个单独的现场设备。为了用值填充这些配置参数，和/或用新值覆盖已经设置的配置参数，确定实例中的配置参数的语义含义。从数据存储器，获得与要配置的现场设备相关联地存储的配置参数值和语义含义。与要配置的现场设备的关联可以例如经由现场设备的名称或其他标识符来建立，该名称或其他标识符与配置参数的值及其语义含义一起被存储在数据存储器中。

8、从数据存储器获得的每个值被写入实例中的配置参数，实例的语义含义与来自数据存储器的值的语义含义匹配。然后向现场设备提供配置的实例。

9、现场设备的配置参数的名称是这些配置参数的唯一标识符，但是它们不是标准化的。相反，现场设备的每个制造商以他认为适合的任何方式自由地分配名称。例如，压力设定点可以在一个现场设备中被命名为“pset”，在另一个现场设备中被命名为“set-p”，在第三个现场设备中被命名为“p-set-bar”。名称甚至可以随着对现场设备的后续修订或更新而改变。

10、因此，当配置参数与它们的名称相关联地被存储在数据存储器中时，输入配置参数的操作者需要知道哪个现场设备在使用中以及是哪个修订或更新级别。如果操作者不具有该信息或该信息不再准确，则他可以用待配置的现场设备不知道的错误名称来参考配置参数。如果操作员在输入相同类型的若干不同现场设备的值时混淆了针对配置参数使用不同命名的现场设备，则可能发生相同的情况。结果是，当为现场设备提供配置的实例时，在该实例中被设置为特定值的配置参数将不被写入现场设备。现场设备将利用该配置参数的不同值来操作，或者如果配置参数的缺失值是启动所需的值，则甚至拒绝启动。如果实际的提供是作为无人值守的工作来完成的，例如对于许多现场设备来说在夜间批量地进行，则这是特别不利的。

11、相比之下，当配置参数参考其语义含义时，例如数据存储器中的“压力设置点”，所存储的值将被精确地写到其语义含义解析为该值的语义含义的实例中的配置变量。这消除了上述误差源，使得现场设备的自动配置变得更可靠。此外，数据存储器对于工厂操作者而言能够更好的读取和解释。例如，示出数据存储器的内容的表可以按列“语义含义”排序，并且与语义含义“压力设置点”相关的所有值将在一个框中示出。通过配置参数的名称来排序的意义是小得多的，因为即使最终解析为相同语义的名称也可能分散在整个字母表中。

12、在特别有利的实施例中，对于同一个配置参数，从模板t获得的值优先于由设备描述信息给出的默认值。如上所述，来自模板t的值是由特定于工厂的知识来激励的，并且因此可以比固定的默认值更合适，默认值未必考虑将使用现场设备的具体工业工厂。

13、同样，在另一个特别有利的实施例中，对于同一个配置参数，从数据存储器获得的值优先于由设备描述信息给出的默认值和/或从模板t获得的值。考虑到该特定现场设备的目的而固定的值比仅基于关于工业工厂的一般知识或甚至没有这种知识而固定的值更可能是适当的。

14、在另一个特别有利的实施例中，语义含义的确定包括从库中获得语义含义，在库中语义含义与现场设备和配置参数的名称相关联地被存储。在上述示例中，如果不同的现场设备命名压力设置点“pset”、“set-p”和“p-set-bar”，则库可存储与每个现场设备相关联的语义含义“压力设置点”和压力设置点的相应名称。在公开的共同未决申请ep3929673a1中详细描述了创建和使用这种库的一种方式。

15、在另一特别有利的实施例中，批量地提供连接到工业工厂的网络的多个现场设备。也就是说，同一个数据存储器可以存储用于非常多的现场设备的配置参数的值，并且在数据存储器中固定配置参数的任务可以在时间上与配置的实例的实际推出(roll out)无关。例如，推出可以在夜间被执行，夜间现场设备可能暂时不工作而有较少的不便，同时他们的配置参数被更新。例如，更新某些配置参数可能需要重新启动现场设备。

16、在稍后的时间执行推出的另一原因可以是网络负载。即，可以响应于关于网络上的负载被满足的预定条件来执行向多个现场设备提供配置的实例。特别地，如果仅有有限的可用带宽，则可以在工业工厂的正常操作需要较少的带宽时执行提供。此外，可以安排在不同时间执行不同现场设备的提供。如果现场设备连接到具有总线拓扑的网络，则这是共享介质，并且同时提供所有现场设备可能导致该共享介质上的拥塞。此外，可以修改调度以确保在工厂的某些区段中没有太多的现场设备被更新并且在完全相同的时刻瞬间不做出响应，从而该区段作为一个整体在所有时间都保持起作用。

17、存在带宽限制的示例性情况包括现场设备通过双线连接和/或通过限于至多1％的占空比的无线连接被连接到网络的情况。特别地，如果存在占空比限制，则向许多现场设备发送配置的实例的中央管理实体可能很快耗尽其占空比，然后暂时不能向现场设备发送任何进一步的命令。

18、在另一个特别有利的实施例中，提示用户输入配置参数值，该配置参数值是启动现场设备所需的，但不是由设备描述信息、模板t和数据存储器中的任何一个提供的。以这种方式，在配置的实例被推出到现场设备之前，数据存储器中的无意遗漏可能被发现。例如，可以避免重要参数的省略的配置的夜间推出使现场设备整夜不起作用。

19、特别地，现场设备可以是与工业工厂和/或与对该工业工厂执行的工业过程直接物理交互的设备。特别地，现场设备可以是传感器设备和/或执行器设备，传感器设备用于向工业工厂的分布式控制系统dcs提供物理量的至少一个测量值，执行器设备用于启动从工厂上的dcs接收的控制命令的执行器设备。

20、在特别有利的实施例中，至此描述的方法步骤可以由工业工厂的资产管理系统ams执行。这种ams可以在离线存储器中将所有现场设备的配置参数值保持在文件上。特别地，ams可以管理或甚至主控数据存储器。

21、在另一有利实施例中，方法还包括在新的现场设备的参与下对工业工厂执行至少一个工业过程。在此背景下，该方法提供了工业过程更可靠的优点，因为工业工厂中的所有现场设备更有可能实际上以存储在数据存储器中的配置参数的预期值运行。此外，降低了由于配置中的重要省略而中断工业过程的风险。

22、该方法是计算机实现的，并且因此可以以软件实现。因此，本发明还提供了包括机器可读指令的计算机程序，当所述机器可读指令在一个或多个计算机和/或计算实例上执行时，使所述一个或多个计算机和/或计算实例执行上述方法。特别地，能够执行机器可读指令的过程控制器、微控制器和其他电子设备也可以被视为计算机。计算实例包括虚拟机、容器和其中可执行机器可读指令的任何其它执行环境。本发明还涉及具有计算机程序的机器可读数据载体和/或下载产品。下载产品是可以在在线商店中销售以通过下载立即实行的产品。本发明还提供一个或多个计算机和/或计算实例，具有一个或多个计算机程序和/或具有一个或多个机器可读数据载体和/或下载产品。