[发明专利]连接单元、监控系统和操作自主化系统的方法

说明书

本发明关于一种用于传输自主化系统(1)的自主化过程的过程数据至外部数据基础结构(4)的连接单元(100)，其被设计作为用于在所述自主化系统(1)的场平面(20)中的安排的场装置。所述连接单元(100)包括场总线模块(110)、网络模块(130)以及接口模块(120)。所述场总线模块(110)可以被连接至场总线(102)并且被设计为经由所述场总线(102)与经由场连接(25)而连接至自主化过程的信号单元(40、41、42、43、50)交换所述过程数据。所述网络模块(130)可以被连接到外部的数据网络(7)，并且被设计为经由所述外部数据网络(7)与所述外部数据基础结构(4)交换所述过程数据。所述接口模块(120)被连接到所述网络模块(130)和所述场总线模块(110)，以用于在所述场总线模块(110)和所述网络模块(130)之间的所述过程数据的交换，并且被设计以独立地允许在所述网络模块(130)和所述外部数据基础结构(4)之间的所述过程数据的所述交换。

技术领域

本发明关于一种用于自主化系统的连接单元，一种具有用于自主化系统的连接单元的监控系统和一种用于操作自主化系统的方法。

本申请请求于2016年4月22日提交的题为“Connecting unit,monitoring systemand method for operating an automation system”的德国专利申请DE 10 2016 107491.8的优先权。优先权申请案DE 10 2016 107 491.8的公开内容也通过反向引用明确地被作成本申请的内容。

背景技术

大致而言，本发明涉及自主化系统至外部数据基础结构的连接。本发明可以特别地用于工业自主化、用于建筑物和空调自主化、用于舞台技术、用于能源技术或用于交通管理技术的自主化系统中。例如，在工业自主化的上下文中，自主化系统可以控制压机、包装机或用于执行化学过程的安装，及例如，在建筑物自主化的上下文内，它可以控制建筑的加热和通风系统、太阳能保护系统或者接入系统。自主化系统可以被使用于能源技术中，尤其是在风力发电安装、光伏系统、生质发电站中或能量记录系统中。这里引用的实施例不应被视为结论性列表，并且不限制本发明的保护范围。

自主化系统被使用于控制自主化过程。自主化过程通常包括读入表征自主化过程状态的输入数据，并且基于通过传感器捕获的测量值。例如，传感器可以被配置成作为开关、温度传感器、压力传感器或光栅。输入数据可以包括通过传感器测量的温度值、压力值或开关状态。输入数据通常通过自主化系统的控制单元形成用于建立被使用于控制自主化过程的输出数据的基础。输出数据通常表示用于自主化系统的致动器的控制值。例如，致动器可以被配置成继电器、电动机或阀门。控制值可以包括电动机电流、电动机速度、开关电压或开关电流。

测量值通常通过信号单元以输入信号的形式从传感器读入，并在信号单元中转换成输入数据。类似地，信号单元将输出数据转换成控制值，并将控制值输出至致动器作为输出信号。输入和输出信号通常也可被称为场信号。例如，场信号可以是电压信号、电流信号，数字数据信号或调节的电流和电压。

信号单元具有用于连接传感器和致动器的场连接、以及用于场信号的输入或输出的场连接。它们通常经由数据线(例如经由场总线)连接至自主化系统的控制单元。数据线被使用于将读入的测量值作为输入数据从信号单元传输到控制单元，以进一步处理，并且将通过控制单元提供的控制值作为输出数据传输到信号单元。在这种情况下，信号单元被配置成执行在数据线和场信号上循环的输入和输出数据之间的转换。

自主化系统可以分为场等级和控制等级。场等级包括自主化系统的所有组件，这些组件通常被安排靠近过程，也就是说在被控制的安装、机器或其他技术结构上或于其邻近处，并且被使用于转发或转换输入和输出数据，以及还有场信号。尤其是，场等级包括信号单元、以及连接到信号单元的传感器和致动器。控制等级包括控制单元和接收在场等级上捕获的控制数据的所有其他控制装置，并且处理它们以产生输出控制数据以用于输出到场等级上。场等级和控制等级通常通过一或多个数据线连接彼此。