現(xiàn)場設(shè)備、通信芯片以及用于訪問現(xiàn)場設(shè)備的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通常借助Web技術(shù)對現(xiàn)場設(shè)備的訪問以及特別是涉及用于訪問現(xiàn)場設(shè)備的方法、現(xiàn)場設(shè)備和應(yīng)用于現(xiàn)場設(shè)備中的通信芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]為了獲取和/或影響過程參數(shù)，在自動化技術(shù)中使用面向過程的現(xiàn)場設(shè)備。針對這一目的，現(xiàn)場設(shè)備與傳感器和/或致動器連接或者自身形成為傳感器或致動器。
[0003]目前，以太網(wǎng)進入現(xiàn)場層。在此，通信標準PR0FINET例如實現(xiàn)了實時關(guān)鍵的數(shù)據(jù)的通信和其他在同一線路、在相同的時間上的TCP/IP通信。TCP/IP通信的應(yīng)用是通過Web技術(shù)，比如通過http或JavaScript，來配置、監(jiān)控并診斷現(xiàn)場設(shè)備。在使用PR0FINET的條件下，使用者可以通過Web瀏覽器通過設(shè)備的已存在的以太網(wǎng)接口來使用相應(yīng)的調(diào)整選項或診斷選項。
[0004]通常在PR0FINET現(xiàn)場設(shè)備中，所謂的PR0FINET協(xié)議棧在通信芯片上運行，例如西門子公司的ERTEC芯片。該協(xié)議棧單獨地處理PR0FINET通信協(xié)議。該協(xié)議棧在應(yīng)用程序接口上提供其服務(wù)。這些服務(wù)使設(shè)備應(yīng)用程序能夠讀取或?qū)懭胫芷谛赃^程數(shù)據(jù)或非周期性參數(shù)值。
[0005]已知一種現(xiàn)場設(shè)備，該現(xiàn)場設(shè)備配備有Web服務(wù)器，用于處理配備有Web瀏覽器的操作設(shè)備的請求。通過經(jīng)相應(yīng)URL地址來對相應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備進行尋址，以這種方式實現(xiàn)了相應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備的信息的可視化。
[0006]為了在現(xiàn)場設(shè)備上實現(xiàn)這樣的網(wǎng)絡(luò)訪問，設(shè)備制造商必須深入研究與涉及到其設(shè)備的Web服務(wù)器和Web技術(shù)的相關(guān)細節(jié)，因為設(shè)備應(yīng)用程序需要用于Web服務(wù)器的接口。但是，這通常都不是設(shè)備制造商的核心能力。另外，Web服務(wù)器還要求額外的計算能力，該計算能力不再能夠供設(shè)備應(yīng)用程序使用。
[0007]當例如控制單元、比如SPS (Speicherprogrammierbare Steurung,可編程控制器)和Web瀏覽器同時想要訪問現(xiàn)場設(shè)備時，在提供網(wǎng)絡(luò)訪問時可能會出現(xiàn)訪問沖突。該訪問沖突必須在用于應(yīng)用程序的接口上解除。另外，整個的設(shè)備架構(gòu)必須與從IPV4向IPV6的發(fā)展相適應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于闡明一種方式，怎樣可以簡化和/或改善對現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)訪問，以及怎樣可以特別地避免或減少現(xiàn)有技術(shù)中已知的解決方案的缺點。
[0009]本發(fā)明的核心構(gòu)思在于，相對于現(xiàn)場設(shè)備的設(shè)備應(yīng)用程序，Web表示方式作為工業(yè)以太網(wǎng)接口，特別是作為PR0FINET接口而表示。針對這一目的設(shè)置有用于與設(shè)備應(yīng)用程序通信的應(yīng)用程序接口，其中，工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議棧、特別是PR0FINET協(xié)議棧在該應(yīng)用程序接口上提供其服務(wù)，而且允許了該設(shè)備應(yīng)用程序讀取或?qū)懭胫芷谛赃^程參數(shù)或非周期性參數(shù)值。該應(yīng)用程序接口包括對應(yīng)于Web服務(wù)器的、單獨的邏輯接口，從而使Web服務(wù)器與設(shè)備應(yīng)用程序之間的通信不經(jīng)過直接的接口進行，而是經(jīng)過工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議棧進行。
[0010]上述技術(shù)問題通過權(quán)利要求1中所述的特征得以解決。
[0011]相應(yīng)地設(shè)置用于訪問現(xiàn)場設(shè)備的方法，該現(xiàn)場設(shè)備連接至為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議而設(shè)的現(xiàn)場總線。該方法包括:將請求從Web瀏覽器傳送至在現(xiàn)場設(shè)備中運行的Web服務(wù)器，該Web瀏覽器在與現(xiàn)場總線連接的控制設(shè)備中運行。通過保存在現(xiàn)場設(shè)備中的、工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的協(xié)議棧，在現(xiàn)場設(shè)備中處理已接收到的請求，并且將應(yīng)答信息由Web服務(wù)器傳回Web瀏
IIA-Rg.
[0012]工業(yè)以太網(wǎng)通常指的是在自動化環(huán)境和過程環(huán)境中使用的以太網(wǎng)協(xié)議，該以太網(wǎng)協(xié)議滿足特定的實時要求，而且相應(yīng)地也稱為實時以太網(wǎng)。一系列的協(xié)議都屬于工業(yè)以太網(wǎng)這個上位概念，例如:PR0FINET、SERCOS II1、SafetyNET p、VARAN、EtherNet/IP、Ethernet Powerlink 或 EtherCAT0
[0013]請求可以是不同類型的，這些請求分別用于不同的目的，例如用于監(jiān)控、可視化、參數(shù)化、控制或甚至工程化。相應(yīng)地，在現(xiàn)場設(shè)備中對已接收到的請求的處理有利地包括:提供過程數(shù)據(jù)；調(diào)整至少一個參數(shù)；和/或創(chuàng)建、編輯和/或執(zhí)行設(shè)備應(yīng)用程序的功能。
[0014]Web瀏覽器和Web服務(wù)器之間的通信基本上經(jīng)過面向事務(wù)的超文本傳輸協(xié)議(http)而完成，其中，由作為用戶端的Web瀏覽器通過生成一個請求(Request)并發(fā)送至Web服務(wù)器來啟動一項事務(wù)。通過Web服務(wù)器生成一個應(yīng)答(Response)并發(fā)回至用戶端，該Web服務(wù)器結(jié)束該項目事務(wù)。該應(yīng)答由Web服務(wù)器優(yōu)選作為網(wǎng)頁的形式來提供。現(xiàn)代的瀏覽器通過稱為XMLHttp請求(XMLHttpRequest)的機制而提供這樣的可能性，即，直接由在瀏覽器中運行的JavaScript應(yīng)用程序發(fā)送http請求(http Request)并且接收http應(yīng)答(http Response)。
[0015]在一個特別有利的實施方式中，在現(xiàn)場設(shè)備中對已接收到的請求的處理包括:將該請求從Web服務(wù)器通過保存在現(xiàn)場設(shè)備中的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議棧而轉(zhuǎn)發(fā)至應(yīng)用程序接口，該應(yīng)用程序接口與在現(xiàn)場設(shè)備中運行的設(shè)備應(yīng)用程序連接；和將對該請求的應(yīng)答從應(yīng)用程序接口經(jīng)協(xié)議棧傳送至Web服務(wù)器。針對這一目的，該應(yīng)用程序接口有利地包括對應(yīng)于Web服務(wù)器的、單獨的邏輯接口，其中，該Web服務(wù)器相對于應(yīng)用程序接口而言充當了工業(yè)以太網(wǎng)的用戶端。
[0016]參數(shù)化存儲器設(shè)置在現(xiàn)場設(shè)備中是優(yōu)選的，在該參數(shù)化存儲器中例如保存有參數(shù)文件。在這種情況下，在現(xiàn)場設(shè)備中對已接收到的請求的處理另外還可以有利地包括訪問該參數(shù)化存儲器。這類參數(shù)化存儲器另外還提供這樣的優(yōu)勢，即，參數(shù)文件可以通過以太網(wǎng)協(xié)議(例如FTP)復(fù)制到另一個同類型的設(shè)備上。以此實現(xiàn)了簡單地為其他設(shè)備提供相同的參數(shù)。
[0017]優(yōu)選在啟動設(shè)備應(yīng)用程序時，通過工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議棧的相應(yīng)的寫入服務(wù)，將保存在參數(shù)化存儲器中的參數(shù)作為初始值傳送至設(shè)備應(yīng)用程序并在更改的情況下保持不變。以這種方式，設(shè)備應(yīng)用程序有利地不必配置有單獨的參數(shù)化存儲。
[0018]特別有利的是使用PR0FINET協(xié)議作為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，從而使在現(xiàn)場設(shè)備中保存的協(xié)議棧相應(yīng)地為PR0FINET協(xié)議棧。
[0019]上文所述技術(shù)問題也可以通過權(quán)利要求8中所述的特征得以解決。
[0020]相應(yīng)地，設(shè)置一種現(xiàn)場設(shè)備，該現(xiàn)場設(shè)備用于在為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議而設(shè)的現(xiàn)場總線上運行，該現(xiàn)場設(shè)備包括:至少一個用于連接至現(xiàn)場總線的以太網(wǎng)接口 ；與該以太網(wǎng)接口連接的Web服務(wù)器；存儲器，該存儲器包括保存在其中的、工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的協(xié)議棧；以及應(yīng)用程序接口，該應(yīng)用程序接口用于與在現(xiàn)場設(shè)備上運行的設(shè)備應(yīng)用程序通信，其中，在使用保存在現(xiàn)場設(shè)備中的、工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的協(xié)議棧的條件下，該應(yīng)用程序接口設(shè)置為用于與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通信。
[0021]如上所述，該應(yīng)用程序接口有利地包括對應(yīng)于Web服務(wù)器的、單獨的邏輯接口而且構(gòu)造為，將Web服務(wù)器作為工業(yè)以太網(wǎng)用戶端來處理。在一個優(yōu)選的實施方式中，該現(xiàn)場設(shè)備形成為PR0FINET現(xiàn)場設(shè)備，其中，已保存的協(xié)議棧相應(yīng)地為PR0FINET協(xié)議棧。
[0022]在一個特別優(yōu)選的實施方式中，該現(xiàn)場設(shè)備包括至少兩個單獨的集成電路，以下簡稱為芯片。這兩個芯片為通信芯片和應(yīng)用程序芯片。該通信芯片與至少一個以太網(wǎng)接口連接并且設(shè)置為用于運行Web服務(wù)器、工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議棧和應(yīng)用程序接口，而應(yīng)用程序芯片設(shè)置為用于能夠與應(yīng)用程序接口連接的設(shè)備應(yīng)用程序的運行。該通信芯片另外可以有利地包括一個參數(shù)化存儲器。
[0023]通過使用分開的芯片確保了工業(yè)以太網(wǎng)通信不會影響應(yīng)用程序。
[0024]上文所述技術(shù)問題另外還可以通過權(quán)利要求14中所述的特征得以解決。
[0025]相應(yīng)地設(shè)置一種通信芯片，該通信芯片如上文所述地設(shè)置應(yīng)用于現(xiàn)場設(shè)備中，該通信芯片包括:Web服務(wù)器；存儲器，該存儲器包括保存在其中的、工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的協(xié)議棧；和應(yīng)用程序接口，該應(yīng)用程序接口用于與在現(xiàn)場設(shè)備中運行的設(shè)備應(yīng)用程序通信，其中，該應(yīng)用程序接口設(shè)置為，用于通過使用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的協(xié)議棧來與Web服務(wù)器通信，而且其中，已保存的協(xié)議棧特別設(shè)置為PR0FINET協(xié)議棧。
【附圖說明】
[0026]隨后，示例性地借助一些優(yōu)選的實施方式并參照附圖更加詳細地說明本發(fā)明。在此，這些附圖中相同的附圖標記表示相同或類似的部分。附圖中:
[0027]圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對現(xiàn)場設(shè)備的基于web的訪問，而且
[0028]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式對現(xiàn)場設(shè)備的基于web的訪問。
【具體實施方式】
[0029]圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)已知的現(xiàn)場設(shè)備100的示例中，示出了三個參數(shù)“A”、“B”和“C”，這些參數(shù)可以由控制設(shè)備400周期性或非周期性地讀取或?qū)懭?。針對這一目的設(shè)置有PR0FINET協(xié)議棧120和應(yīng)用程序接口 130。對現(xiàn)場設(shè)備100的Web訪問通過Web瀏覽器310利用在設(shè)備側(cè)的、以Web服務(wù)器110形式的對應(yīng)裝置而完成。在Web瀏覽器310中(例如在Web應(yīng)用程序320中)可以示出例如用于診斷目的或啟動目的的相同的參數(shù)。針對這一目的，Web服務(wù)器110直接與設(shè)備應(yīng)用程序140通信。組件110，120，130和140通常設(shè)置在共同的通信芯片200上。
[0030]相反地，在圖2中示例性示出的現(xiàn)場設(shè)備100’中通信和應(yīng)用程序是分開的，其中特別是通信芯片可以使用菲尼克斯電氣公司(Phoenix Contact)的Tiger芯片。
[0031]在此PR0FINET協(xié)議棧120優(yōu)選在通信芯片220上運行而設(shè)備應(yīng)用程序140’在分離的、具有相應(yīng)計算能力的芯片210上運行。以此確保PROFINET通信不會影響設(shè)備應(yīng)用程序。在示出的實施例中，PROFINET應(yīng)用程序接口在芯片220的相應(yīng)的硬件接口上供使用。通過該接口，設(shè)備應(yīng)用程序140’可以通過周期性服務(wù)或非周期