[发明专利]现场通信接口装置和现场通信接口管理设备

说明书

用于将现场设备(2)接口连接至工业控制系统(100)的网络(120)的现场通信接口FCI(1))，FCI，包括可配置为使用网络地址(3a)接入网络的网络接口(3)，其中FCI(1)还包括：位置确定单元(4)，被配置为确定唯一标识FCI(1)在工业控制系统(100)和/或在网络中的物理位置的位置标识符(1a)；以及地址确定单元(5)，被配置为由位置标识符(1a)确定在网络(120)中有效的网络地址(3a)。用于工业控制系统(100)的FCI管理单元(110)，其中现场设备(2)可以安装在多个离散位置(101a‑101d)中，至少一个现场设备(2)借助于FCI(1)接口连接至工业控制系统(100)的网络(120)。

技术领域

本发明涉及一种用于具有改进的网络自动配置的工业控制系统的现场通信接口以及用于这种接口的相应管理单元。

背景技术

在工业控制系统中，现场设备通过控制系统的网络被远程配置和控制。现场设备只有很少的(如果有的话)手动控制(例如按钮)。现场通信接口FCI使得现场设备能够加入网络，使得现场设备可以在控制系统的控制下执行其工作。

为了加入网络，FCI需要有效的网络地址。当安装新的FCI时，它无法知道其初始网络地址。

以前，本地安装在FCI上的DIP或旋转开关通常用于配置初始网络地址。作为更舒适的替代方案，FCI可以提供基于web的配置接口，其可以通过将服务计算机经由有线或无线服务工具连接件本地连接到FCI来访问。

这些手动配置初始网络地址的模式具有若干缺点。手动配置是耗时的并且容易出错，并且每当有缺陷的FCI被替换为新的FCI时必须重做。此外，因为手动配置通常在FCI的寿命期间仅执行一次，所以额外的DIP或旋转开关或单独的维修工具连接件的成本大多被浪费。网络配置的所有后续更改将通过工业控制系统实现。

初始网络地址还可以通过使用诸如DHCP的公知网络服务的集中式网络单元自动分配。然后，FCI由其网络接口的唯一MAC地址来标识。然而，控制系统之后没有办法知道哪个现场设备由FCI服务，因此新的FCI的大量配置仍需手动完成。由于MAC地址是全局唯一的，因此当替换有缺陷的FCI时，新的FCI将具有不同的MAC地址，并且必须重做手动配置工作。

发明内容

因此，本发明的目的是改进用于FCI的初始网络地址的自动配置，特别是在用新的FCI替换有缺陷的FCI的情况下。

为此，提供了改进的FCI和相应的FCI管理单元。

本发明提供了一种现场通信接口FCI，用于将现场设备接口连接至工业控制系统的网络。现场设备可以是用于与工业过程交互或监控工业过程的任何类型的设备。例如，它可以是测量一些诸如电压、电流、温度、力或压力的物理量的任何合适类型的传感器。例如，它也可以是任何合适类型的执行器，例如阀、继电器、开关或电机。

FCI包括网络接口，其可以是有线或无线接口。网络可以是任何合适的类型。优选地，网络是以太网网络，并且最优选地，其是根据Profinet标准的工业以太网网络。网络可以采用任何合适的协议以用于工业控制系统的实体之间的通信。最优选地，网络采用IP协议，使得可以例如通过TCP连接和UDP数据报来实现通信。IP网络可以使用IPv4和/或IPv6地址，并且这些地址可以例如是仅在工业控制系统的网络内有效的专用地址，在互连多个站点的虚拟专用网络中有效的地址，或者可从互联网访问的全局可路由地址。

根据本发明，FCI还包括位置确定单元。该位置确定单元被配置为确定唯一地标识FCI在工业控制系统内和/或网络内的物理位置的位置标识符。FCI还包括地址确定单元，其被配置为由位置标识符确定在工业控制系统的网络中有效的网络地址。