在使用診斷數據伺服器作為其它現場總線主機的情況下提供涉及設備的運行數據的製作方法

2023-05-28 04:45:26 1

專利名稱：在使用診斷數據伺服器作為其它現場總線主機的情況下提供涉及設備的運行數據的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於提供開關設備的涉及設備的運行數據的方法。該開關設備具有多個通過現場總線相互連接的控制設備。開關設備通過現場總線與作為總線主機的外部主控技術計算機連接，該外部主控技術計算機用於控制作為從機工作的控制設備。在主控技術計算機和各自的控制設備之間交換過程數據。本發明還涉及一種診斷數據伺服器以及一種開關設備，尤其是電動機控制中心， 該開關設備或電動機控制中心以數據技術與這種診斷數據伺服器連接或者具有這種診斷數據伺服器。
背景技術：
過程數據尤其是指用於設置、控制、調節和/或監視控制設備的數據。過程數據也可以包括過程參數或配置數據，以引起控制設備的運行行為的相應改變。診斷數據尤其是指各自控制設備的錯誤代碼、狀態消息以及內部過程參數，它們並非通過主控技術計算機對開關設備進行上級控制而必須需要的。這樣的診斷數據例如可以包括內部溫度值、電流值或電壓值以及關於開關頻繁度和中斷的說明。由現有技術已知包括多個諸如傳動控制設備的控制設備的開關設備。在很多情況下控制設備作為用於插入的插件箱而放置在開關櫃中。這樣的開關設備例如可以是所謂的電動機控制中心或簡寫為MCC。在這種MCC中，多個電動機控制設備或傳動控制設備可以模塊化地放置在開關櫃中。通常這些控制設備通過總線系統以數據技術相互連接，例如通過用自動化和製造技術廣泛處理的、標準化的現場總線。典型地，由於成本原因控制設備僅具有唯一的一個總線接口來用於現場總線。為了控制各個控制設備，開關設備或MCC通過現場總線以數據技術與主控技術計算機連接，其中主控技術計算機作為總線主機工作，而控制設備作為從機工作。這樣的主控技術計算機也可以稱為過程計算機或稱為主控技術主機。在很多情況下該主控技術計算機或多或少遠離開關設備地設置，例如在設備或工廠的主控臺或主控中心中。經常，諸如可視化系統、安裝系統、資源管理系統或資料庫系統的其它系統通過同一現場總線訪問控制設備的數據。這種數據技術的訪問例如可以通過以下方式來進行，即從機的數據通過主控技術計算機本身來提供。這種解決方案的缺點是，除了控制開關設備所需要的過程數據之外通過主控技術計算機僅還能處理一般可用的診斷數據的極其有限的部分。另一個很大的缺點是，為此所需要的、特定於設備的軟體匹配不再允許使用標準主控技術計算機。此外還存在潛在的風險，即在事後的、有錯的改變、匹配或擴展時控制設備的控制運行受到主控技術計算機的幹擾。替換的，已知使用數據集中器用於使得涉及設備的數據對外部系統可獲得。這樣的數據集中器接入主控技術計算機和通過現場總線連接的控制設備之間。在此，該數據集
3中器作為中央的控制和通信系統工作並且作為主機直接與作為從機的控制設備通信。通過也可以是其它現場總線的其它數據連接，進行與主控技術計算機的數據交換。通過一個或多個其它數據接口，例如與開頭提到的可視化系統、安裝系統、資源管理系統或資料庫系統進行數據交換。該解決方案的缺點是，不再能在主控技術計算機和控制設備之間進行直接的通信。由此尤其是在時間關鍵的、異步的過程中對控制產生不利影響。

發明內容
因此本發明的任務是說明一種用於提供開關設備的涉及設備的運行數據的改進方法。本發明的另一個任務是說明一種適用於提供涉及設備的運行數據的診斷數據伺服器以及一種合適的開關設備，尤其是合適的電動機控制中心。根據本發明，診斷數據伺服器被用作第二總線主機，以便與主控技術計算機和控制設備之間的數據交換無關地從各自的控制設備請求診斷數據作為其它涉及設備的運行數據，並且將這些診斷數據提供給外部與診斷數據伺服器連接的總線用戶。診斷數據伺服器也可以稱為診斷主機。其優選是計算機系統，例如工業PC或Linux伺服器。總線用戶可以是開頭提到的可視化系統、安裝系統、資源管理系統或資料庫系統。這些系統通常是計算機系統。本發明的核心思想在於診斷數據伺服器與主控技術無關地訪問涉及設備的運行數據，尤其是訪問構成為從機的各自控制設備的數據。為了這種獨立的數據訪問，採用本身已知的防衝突方法。這種方法例如可以在現場總線上所執行的總線協議中處理。這樣的總線協議優選是ftOfibus協議。此外，由此可以通過用於過程控制的主控技術計算機對各自的控制設備進行直接的數據訪問。另一個優點在於將用於主控技術控制的過程數據與診斷數據的外部提供分開。不需要參照外部診斷數據對主控技術計算機進行單獨的軟體匹配。所選擇的診斷數據的範圍例如可以通過診斷數據伺服器的相應編程來進行。這例如可以通過在數據表格中的合適參數化來進行，該數據表格包括所有可以以數據技術達到現場總線的控制設備的全部診斷數據。通過該參數化可以確定診斷數據中的哪一些應該以什麼樣的重複率被各自的控制設備詢問。要提供的診斷數據可以在已知的數據接口上(例如在基於網際網路協議的LAN 接口上)輸出給可視化系統或資料庫系統。根據有利的實施方式，診斷數據伺服器被用於從現場總線附加地檢測在主控技術計算機和各自的控制設備之間交換的過程數據的至少一部分並且將其提供給總線用戶。由此有利地可以在數據記錄器的意義上檢測過程數據。有利地可以實現對控制過程的稍後進行的分析，尤其是在故障情況下。根據特別有利的實施方式，診斷數據伺服器被用於在其作為伺服器工作時向外部與診斷數據伺服器連接的總線用戶的相應的客戶機提供涉及設備的運行數據。由此可以在標準化的伺服器接口上提供運行數據。於是，相應的、作為軟體應用實現的客戶機可以訪問各自的控制設備的數據。本發明的任務還通過一種用於提供開關設備的涉及設備的運行數據的診斷數據伺服器來解決。這樣的診斷數據伺服器具有用於連接到現場總線的現場總線接口、用於可能地連接至少一個其它總線用戶的至少一個其它數據接口、以及用於根據伺服器/客戶機模型執行總線主機應用和伺服器應用的由處理器支持的控制單元。總線主機應用被編程為向各自的、與現場總線連接的、作為從機工作的控制設備請求診斷數據作為涉及設備的運行數據。伺服器應用被編程為用於提供通過各自總線用戶的客戶機請求的運行數據。根據實施方式，總線主機應用與本發明的方法類似地附加地還被編程用於檢測在主控技術計算機和各自控制設備之間交換的過程數據的至少一部分作為其它涉及設備的運行數據。由此原則上可以向開頭提到的可視化系統、安裝系統、資源管理系統或資料庫系統提供所有在現場總線上交換的數據。根據特別有利的實施方式，伺服器應用是OPC伺服器應用。用「0PC」(代表OLE for Process Control,用於過程控制的 OLE)和 OLE (代表 Object Linking and Embedding，對象連結和嵌入)表示一種標準化的軟體接口，該軟體接口使得可以用自動化技術在不同製造商的應用之間進行數據交換。OPC首先應用於工業範圍，其中不同製造商的傳感器、調節器和控制器形成共同的、靈活的網絡。根據另一個實施方式，診斷數據伺服器具有用於持續存儲涉及設備的運行數據的存儲器。由此診斷數據伺服器同時擁有數據記錄器的功能。該存儲器例如可以是循環存儲器，作為用於記錄所有在現場總線上交換的數據的歷史記錄存儲器。最後本發明的任務通過一種具有多個通過現場總線相互連接的模塊化控制設備的開關設備解決。該開關設備可通過現場總線與外部的、為了控制作為從機工作的控制設備而設置的、作為總線主機工作的主控技術計算機連接。根據本發明，開關設備可以數據技術與這種用於提供所請求的涉及設備的運行數據的診斷數據伺服器連接。尤其是這樣的開關設備具有這種診斷數據伺服器。根據優選的實施方式，所述開關設備是具有多個模塊化電動機控制設備作為控制設備的電動機控制中心。


進一步藉助下面的附圖更詳細描述本發明以及本發明的有利實施。其中 圖1示出電動機控制中心(MCC)作為根據現有技術的開關設備的示例，
圖2示出根據現有技術的具有數據集中器的另一個電動機控制中心，以及圖3示出具有根據本發明的診斷數據伺服器的電動機控制中心作為開關設備的示例。
具體實施例方式圖1示出電動機控制中心(MCC)作為根據現有技術的開關設備10的示例。在圖1 的左上部分中示出通過現場總線B與電動機控制中心10連接的主控技術計算機1』。該電動機控制中心10具有多個、在本示例中至少4個、電動機控制設備形式的控制設備2。用附圖標記3表示由各自的電動機控制設備2饋電的電動機。用附圖標記21表示由處理器支持的電動機控制單元，用22表示各自的電動機3的功率部件，例如逆變器或開關設備(接觸器)。各自電動機控制設備2的功率部件22也可以實施為單獨的單元。此外，電動機控制設備2以及主控技術計算機1』分別通過作為數據接口 11的現場總線接口 11連接到現場總線B。通常，目前的電動機控制設備2僅擁有唯一的一個現場總線接口 11。在圖1的上面中間的部分中示例性示出兩個總線用戶4，5，它們與主控技術計算機1』 一樣也遠離電動機控制中心10地設置。第一總線用戶4是可視化系統，第二總線用戶5是資料庫系統。兩個系統4，5優選構成為計算機系統。它們可以與主控技術計算機1』 共同地例如位於工廠的主控臺中或者位於裝置的主控臺中。此外，用P表示過程數據，主控技術計算機1』在其作為總線主機M工作時通過現場總線B交換所述過程數據以控制電動機控制中心10。用D』表示診斷數據的一部分，除了控制電動機控制中心所需要的過程數據 P之外該診斷數據的一部分還可以由主控技術計算機1』在數據技術方面進行處理。於是， 診斷數據的該部分D』以及必要時過程數據P的一部分由主控技術計算機1』在另一個通信接口 12上輸出以用於通過可視化系統4和通過資料庫系統5進行可能的進一步處理。圖2示出根據現有技術的具有數據集中器6的另一個電動機控制中心10。數據集中器6以數據技術連接在主控技術計算機1和開關設備一側的現場總線B之間。用B2示例性表示將主控技術計算機1與數據集中器6連接的其它現場總線。替換的，主控技術計算機1和數據集中器6可通過直接的點對點數據連接以數據技術相互連接。用13表示所屬的其它數據接口。此外，用附圖標記61表示在未進一步示出的由處理器支持的、數據集中器6的控制單元上實施的數據集中器應用。數據集中器應用61用作在主控技術計算機 1和各自電動機控制設備2之間的用於過程數據P的交換中心。相反，由電動機控制設備2 詢問的診斷數據D通過其它數據接口 14從現場總線B轉發給可視化系統4以及轉發給資料庫系統5。主控技術計算機1對現場總線B的數據技術的直接訪問在此並不進行。圖3示出具有本發明的診斷數據伺服器7的電動機控制中心10作為開關設備的示例。根據本發明，現在將診斷數據伺服器7作為其它的第二總線主機M用於與主控技術計算機1和控制設備2之間的數據交換無關地從各自的控制設備2請求診斷數據D作為其它涉及設備的運行數據，並且將這些診斷數據D提供給外部與診斷數據伺服器7連接的總線用戶4，5，在此示例性的是可視化系統4、資料庫系統5和組合的可視化/資料庫系統4，5。 通過按照本發明使用其它總線主機M，前面提到的系統4，5作為自主的、與開關設備10或電動機控制中心的主控技術完全無關的系統行動。本發明的診斷數據伺服器7在此作為根據客戶機/伺服器原理的伺服器工作，以便向外部與診斷數據伺服器7連接的總線用戶4，5的相應客戶機C提供涉及設備的運行數據。為此，診斷數據伺服器7具有未進一步示出的由處理器支持的控制單元，在該控制單元上實施了總線主機應用71和伺服器應用72。在目前的圖3的示例中，每個軟體客戶機C可以向伺服器發送傳輸各自控制設備2的診斷數據D並且必要時也傳輸過程數據P的請求。 優選的，伺服器應用72是對自動化應用有利的OPC伺服器應用，而客戶機C或客戶機應用是相應的OPC客戶機C。總之，在本發明的方法中提供了開關設備10的涉及設備的運行數據，其中該開關設備10具有多個通過現場總線B相互連接的模塊化控制設備2。開關設備10通過現場總線B與外部的主控技術計算機1連接。作為總線主機M工作的主控技術計算機是為了控制作為從機S工作的控制設備2而設置的。在主控技術計算機1和各自的控制設備2之間交換作為運行數據的過程數據P。根據本發明，診斷數據伺服器7被用作第二總線主機M,以便與主控技術計算機1和控制設備2之間的數據交換無關地從各自的控制設備2請求診斷
6數據D作為其它運行數據，並且將這些診斷數據D提供給外部與診斷數據伺服器7連接的總線用戶4，5。前面提到的客戶機應用可替換地還可在診斷數據伺服器7或診斷主機本身上編程。從而，實施為工業PC的診斷數據伺服器7例如可以用OPC伺服器(也就是用OPC伺服器應用)、附加地用一個或多個OPC客戶機(也就是用一個或多個OPC客戶機應用)來編程， 以用於可視化。雖然通過實施例更詳細圖解和描述了本發明，本發明並不受到所公開的示例的限制，其它變型可以由專業人員從中推導出，而不會脫離本發明的保護範圍。附圖標記列表
1主控技術計算機，主控技術主機 1』主控技術計算機
2控制設備，電動機控制設備，傳動控制設備 4可視化系統，操作面板 5資料庫系統 6數據集中器
7診斷數據伺服器，診斷主機
10開關設備，MCC,電動機控制中心
11-15數據接口
21控制單元
22功率部件
61數據集中器應用
71總線主機應用
72伺服器應用
B，B2現場總線
P過程數據
D診斷數據
D』診斷數據的一部分
S伺服器
C客戶機
M主機，總線主機
權利要求
1.一種用於提供開關設備(10)的涉及設備的運行數據的方法，其中該開關設備(10) 具有多個通過現場總線(B)相互連接的控制設備(2)，其中開關設備(10)通過現場總線(B) 與外部的主控技術計算機(1)連接，作為總線主機(M)的主控技術計算機(1)是為了控制作為從機(S)的控制設備(2)而設置的，其中在主控技術計算機(1)和各自的控制設備(2)之間交換作為涉及設備的運行數據的過程數據(P)，以及其中使用診斷數據伺服器(7)作為其它總線主機(M)，以便與主控技術計算機(1)和控制設備(2)之間的數據交換無關地從各自的控制設備(2)請求診斷數據(D)作為其它涉及設備的運行數據，並且將這些診斷數據提供給外部與診斷數據伺服器(7)連接的總線用戶(4，5)。
2.根據權利要求1的方法，其中所述診斷數據伺服器(7)被用於從現場總線(B)附加地檢測在主控技術計算機(1)和各自的控制設備(2)之間交換的過程數據(P)的至少一部分並且將過程數據提供給總線用戶(4，5)。
3.根據權利要求1或2的方法，其中所述診斷數據伺服器(7)被用於在其作為伺服器 (71)工作時向外部與診斷數據伺服器(7)連接的總線用戶(4，5)的相應的客戶機(C)提供涉及設備的運行數據。
4.一種用於提供開關設備(10)的涉及設備的運行數據的診斷數據伺服器，其中該診斷數據伺服器具有用於連接到現場總線(B)的現場總線接口(11)、用於可能地連接至少一個其它總線用戶(4，5)的至少一個其它數據接口( 15)、以及用於根據伺服器/客戶機模型執行總線主機應用(71)和伺服器應用(72)的由處理器支持的控制單元，其中總線主機應用(71)被編程為用於從各自的、與現場總線(B)連接的、作為從機(S)工作的控制設備(2) 請求診斷數據(D)作為涉及設備的運行數據，以及其中伺服器應用(72)被編程為用於提供通過各自總線用戶(4，5)的客戶機(C)請求的涉及設備的運行數據。
5.根據權利要求4的診斷數據伺服器，其中總線主機應用(71)附加地還被編程為用於檢測在主控技術計算機(1)和各自的控制設備(2)之間交換的過程數據(P)的至少一部分作為其它涉及設備的運行數據。
6.根據權利要求4或5的診斷數據伺服器，其中伺服器應用(72)是OPC伺服器應用。
7.根據權利要求4至6之一的診斷數據伺服器，其中該診斷數據伺服器具有用於持續存儲涉及設備的運行數據的存儲器。
8.一種具有多個通過現場總線(B)相互連接的模塊化控制設備(2)的開關設備，其中該開關設備(10)能通過現場總線(B)與外部的、為了控制作為從機(S)工作的控制設備(2) 而設置的、作為總線主機(M)工作的主控技術計算機(1)連接，其中所述開關設備以數據技術與根據權利要求3至7之一的診斷數據伺服器(7)連接或者具有這種用於提供所請求的涉及設備的運行數據的診斷數據伺服器(7 )。
9.根據權利要求8的開關設備，其中所述開關設備具有帶有多個模塊化電動機控制設備作為控制設備(2)的電動機控制中心(10)。
全文摘要
本發明涉及一種用於提供開關設備(10)的涉及設備的運行數據的方法，其中該開關設備(10)具有多個通過現場總線(B)相互連接的、模塊化控制設備(2)。開關設備(10)通過現場總線(B)與外部的主控技術計算機(1)連接，該主控技術計算機作為總線主機(M)用於控制作為從機(S)的控制設備(2)。在主控技術計算機(1)和各自的控制設備(2)之間交換作為運行數據的過程數據(P)。根據本發明，診斷數據伺服器(7)被用作第二總線主機(M)，以便與主控技術計算機(1)和控制設備(2)之間的數據交換無關地從各自的控制設備(2)請求診斷數據(D)作為其它運行數據，並且將其提供給外部與診斷數據伺服器(7)連接的總線用戶(4,5)。
文檔編號G05B19/418GK102483624SQ201080041083
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月17日 優先權日2009年9月15日
發明者波納德 D., 奧貝瑙斯 S. 申請人:西門子公司