专利名称：可插式通信组件和借助可插式通信组件通信的方法
技术领域：
本发明涉及一种可插式通信组件以及借助可插式通信组件进行通信的方法。
背景技术：
US2002/0156926A1中描述了一种独立的万维网服务器，其可以连接到工业自动化系统中，以实现对输入和输出的直接访问。为了与存储可编程控制器(PLC＝可编程逻辑控制器)协作而采用阻塞标记，其既阻止了多个万维网连接之间的冲突，又阻止了万维网连接和通过存储可编程控制器产生的控制命令之间的冲突。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，简化组件和设备尤其是通过互联网的通信连接。
该技术问题是通过一种可插式通信组件解决的，该通信组件具有用于存储和实施包含通信功能的软件部件的装置，用于直接和至少一个第一组件的接口电耦合及机械耦合的第一连接装置，用于访问第一组件的本地通信装置的访问装置，以及用于和至少一个第二组件的接口电耦合的第二连接装置。
该技术问题还通过一种借助可插式通信组件进行通信的方法来解决的，其中在通信组件中存储和实施包含通信功能的软件部件，该通信组件的第一连接装置和至少一个第一组件的接口直接电耦合和机械耦合，所述通信组件访问第一组件的本地通信装置，并借助第二连接装置与至少一个第二组件的接口电耦合。
本发明的基本思想在于，在自主的可插式通信组件中为组件实现独立于应用或者说是可选的通信功能，而不是在组件本身、底板总线组件上或在单独的个人计算机(PC)中实现。根据本发明，该通信组件不是始终与组件固定连接。组件的含义也指设备等。
特别是，如果根据本发明的优选实施方式至少有一个软件部件来借助互联网技术实施通信任务，则可以提供通用的、廉价的通信组件。用于借助互联网技术实施通信任务的通信装置不必在组件中提供，尽管如此仍然可选地通过互联网技术访问该组件。该通信组件不需要管理，并且对于多个组件来说，例如对于一个工厂的所有存储可编程控制器(PLC)、对于家庭里的所有设备来说，只需要一个在需要时能插入相应组件中的通信组件。所有软件和万维网通信功能都可以设置在该通信组件上，并只在该通信组件中而不在相应的组件中产生花费。万维网功能可随时通过插入通信组件而添加到组件中。这样，也可以可选的借助互联网技术读取和配置非常简单和廉价的组件。优选的，其中一个软件部件是万维网服务器或者用于实施万维网服务。
根据本发明的另一优选实施方式，访问装置用于访问组件的数据和地址总线，也就是说，这样将通信组件电设置在相应的组件附近，使得可以采用该组件内部的或者说廉价的访问接口，尤其是非远程的软件接口。
所提出的通信组件的通用性可以根据本发明的另一实施方式这样达到，设置用于借助可普遍扩展的、可局部使用的点对点访问协议来访问通信装置的访问装置。这种标准化的、可简单和廉价实现的、非远程访问协议可用于任何组件。因此，由于通信组件的通用性，尽管应用的选择性但还是有达到很高组件个数的潜力，由此可以降低这种可插式通信组件的单个组件成本。
如果根据本发明的另一优选实施方式具有用于存储和实施软件部件以加载软件部件的装置，则可以集成可补充加载的应用软件。
根据本发明的另一实施方式，具有用于直接和工业自动化系统的组件的接口电耦合的第一连接装置，以及与用于工程化、参数化和/或监控工业自动化系统的组件的人机界面部件的接口电耦合的第二连接装置。通常在相应组件上提供的工程、诊断、维护软件的功能在通信组件上的存储和实施是非常有效的。因此可以采用最新的、最有效而且需要存储的软件技术，因为这些技术不会受到组件的成本限制。可以将万维网浏览器(例如HTTP客户机)连接到尤其是在自动化领域的用于工程化、参数化和观察的、且推断不能连接到互联网的组件。
通过将通信组件机械实施为插件或者固定集成到电缆中，可以进一步减少成本。此外，明显简化了对这种通信组件的维护，因为对于与组件的通信来说既不需要拆开该组件也不需要应用PC。
下面借助附图所示的实施例详细描述和解释本发明。
其中示出图1示出由可插式通信组件、组件和人机界面部件组成的系统，图2示出本发明用于家用技术的实施例，以及图3示出本发明用于工业自动化技术的实施例。
具体实施例方式
图1示出具有用于存储和执行包含通信功能的软件部件3、4、5的可插式通信组件1。该通信组件1具有用于直接与组件9的接口8电耦合的第一连接装置7。该组件9包括通信装置10，通信组件1借助访问装置6可以访问该通信装置10。通信组件1具有用于与人机接口部件形式的第二组件13的接口12电耦合的第二连接装置11。用于存储和执行软件部件3、4、5的装置2在根据图1的实施例中是包含在可插式通信组件1中的微处理器15的操作系统和存储装置。通信组件1的第二连接装置11与第二组件13的接口12之间的耦合借助另一个连接装置16和导线17实现。根据这里未示出的本发明实施方式，第二连接装置11也可以直接和第二组件13的接口12连接。通信组件1的访问装置6尤其是允许访问组件9的数据和地址总线14。通信组件1构成为插件模块或插头。在此，第一连接装置7尤其是构成为插件接头，从而可以简单的方式建立与利用相应的插座接头构成的接口8之间的连接。第二连接装置11构成为插座接头，从而可以例如将连接导线17与插头形式的连接装置16连接。
图2示出本发明应用于家用技术的实施例。其中示出具有作为耗电采集装置的电装置21的加热器20。电装置21具有电接头装置25。加热器20的电耗虽然可以连续采集，但通常一年只读取一次。为了将读取设备24连接到安装了网页浏览器的显示装置28，需要将所采集的电耗值例如以网页的形式来提供，如通过万维网服务器。但由于成本的原因，将这种万维网服务器集成到电装置21中是没有意义的，因为这种功能很少使用，也就是在一年一次的读取期间。因此优选地，将万维网服务器功能设置在外部通信组件22中，后者可以在需要时通过连接装置26与电装置21的电接头装置25连接。通过接口27，通信组件22借助导线23与读取设备24连接。在可插式通信组件22中集成了一个万维网服务器，后者以网页的形式提供电耗值，并提供给读取设备24的网页浏览器。通过电装置21和通信组件22之间的直接插接式连接，可以在成功读取电耗值之后再次断开这两个部件之间的连接，并可对其它加热器继续进行读取。
图3示出本发明用于工业自动化技术的实施例。其中示出工业自动化系统30的部件31-35。部件31、32和35具有接口36、37和38。借助连接装置39，通信组件40可以可逆地与接口36、37和38连接。通信组件40还具有其它连接装置41，该连接装置41通过连接导线42与客户机43(例如操作和/或观察设备)连接。客户机43具有显示装置44和操作装置45，并且是人机接口部件的一个实施例。
迄今为止，为了配置、升级、维护、下载等而对诸如存储可编程控制器、外设组件、冰箱、照相机等等部件的访问通常通过万维网服务器或万维网服务进行。在此，万维网服务器或万维网服务(必要时还有其它服务)可以在组件本身上运行，并在该组件上提供TCP/IP和HTTP协议以及多数情况下还有其它协议(例如SOAP、OPC XML、配置协议等)。在采用万维网服务器的条件下，使用者可以访问万维网并使用万维网服务，例如配置程序、维护程序、操作和监控程序、维修、报表等。
例如以JAVA、J-Script等编程的客户机程序可以访问组件的数据。在相应组件上的万维网服务器或万维网服务使得可以利用互联网技术的优点，例如客户机上廉价的标准软件和标准硬件、全球可访问性等等。但是，许多上述组件与PC相比都是“很小”但需要的数量很大的设备。因此这种组件的费用通常是很敏感的。但是互联网技术在其概念上是在PC中以相应的硬件资源来实现的。因此，万维网服务器和万维网服务通常造成与组件不成比例高的费用，例如对于RAM和CPU来说。这种费用也会在例如工厂内部或偶尔在重新配置组件时(例如在转换为另一种产品类型时)而只需偶尔和局部访问的情况下产生。网页和万维网服务的数据和功能越丰富，在组件上出现的费用就越高。因此，目前组件的互联网功能通常是这样来限制的，即由于费用原因而在组件上只采用很少的万维网服务器、万维网服务和网页或甚至根本不采用。另一种常用解决方案是将组件通过非互联网协议与PC连接，其中该PC提供所有万维网功能。目前这些常用方法的缺点在于，需要一个在很多情况下、尤其是在不发达地区非常昂贵的PC，或者由于训练水平和维修的复杂性或物理尺寸而无法有意义地使用。
在此提出的解决方案尤其在于一种例如按照以太网插件/电缆、存储卡的SIM可兼容模块或USB插件形式的硬件万维网通信组件(万维网插件)。利用该通信组件来实施万维网服务和/或其它只偶尔需要的服务。在通信组件中可以存储万维网服务器和万维网服务或其它服务的代码，和/或存储网页和/或其它用于组件外部的通信的数据。万维网服务器是一种用于借助互联网技术实施通信任务的典型部件。通信组件可以构成为微型CPU模块，例如作为连接电缆的一部分或多媒体卡的一部分。
根据另一实施例，应当尽可能廉价地生产用于控制机器的组件，但尽管如此应当可以用互联网技术和标准PC配置、诊断和维护该组件。但是对于该组件的日常操作不需要万维网连接。此外，还应当避免在标准PC上安装特定于组件的软件。在组件本身上提供特定于组件的软件会导致很高的费用。在此，一种廉价的解决方案是提供一种万维网通信组件，其既提供特定于组件的配置软件又提供借助互联网技术实施通信任务所需的软件部件。该万维网通信组件只在需要时才连接到用于控制机器的组件，这样就能用于连续配置不同的组件。
本发明的另一实施例是可插式USB通信组件(USB主设备和/或USB从设备)。USB表示“通用串行总线”，并表示一种工业标准，其定义了尤其适用于将外围部件与计算机连接的通信方法和通信装置。这种USB通信组件可以例如用于连接现场设备、PLC、PC、PDA。作为构成形式，建议采用电缆或可插拔的接口组件，其中USB通信组件不是固定地与PLC、底板或I/O模块连接，而是通过现有接口与USB分离。这种USB通信组件的特殊配置通过DP、PPI、MPI、OPC、HTTP、SOAP、蓝牙等独立(absetzen)。
这种USB通信组件(例如按照以太网插件、SIM兼容模块、SD或MMC卡的结构形式)可以用于工程化、配置、HMI、诊断和/或跟踪。在USB通信组件上，可选的还可以另外实施万维网服务器和万维网服务和/或其它只偶尔需要的服务，和/或存储用于USB、所述服务器和服务的代码，和/或存储网页和/或其它用于组件外部的通信的数据。USB通信组件可以插接到组件、PLC、I/O模块、现场设备，并且不与这些设备固定连接，其中USB通信组件这样电设置在组件附近，即可以采用组件内部的访问接口，例如组件内部的数据和地址总线或非远程软件接口。因此不必采用底板总线、I/O总线或其它根据PLC标准化的现有远程接口来连接到USB。
总而言之，本发明涉及一种可插式通信组件1以及一种用于借助可插式通信组件1进行通信的方法，用以简化组件与设备的通信连接。通信组件1具有用于存储和实施包含通信功能的软件部件3、4、5的装置2，用于直接与至少一个第一组件9的接口8电耦合及机械耦合的第一连接装置7，用于访问第一组件9的本地通信装置10的访问装置6，以及用于与至少一个第二组件13的接口12电耦合的第二连接装置11。优选实施方式尤其是涉及一种通信组件，其中软件部件3、4、5中至少一个用于借助互联网技术实施通信任务，和/或软件部件3、4、5中至少一个是万维网服务器或用于实施万维网服务。特别是提出一种可插接式(电缆)耦合，其将一个或多个如下技术分别逻辑和物理地转换为其它技术中的一种或多种RS232、RS485、SPI、过程现场总线、现场总线、MPI、USB中的OPC、以太网、HTTP、SOAP、USB上的SOAP、USB上的OPC XML。
权利要求
1.一种可插式通信组件(1)，具有用于存储和实施包含通信功能的软件部件(3，4，5)的装置(2)，用于直接与至少一个第一组件(9)的接口(8)电耦合及机械耦合的第一连接装置(7)，用于访问第一组件(9)的本地通信装置(10)的访问装置(6)，以及用于与至少一个第二组件(13)的接口(12)电耦合的第二连接装置(11)。
2.根据权利要求1所述的通信组件，其特征在于，所述软件部件(3，4，5)中的至少一个用于借助互联网技术实施通信任务。
3.根据权利要求1或2所述的通信组件，其特征在于，所述软件部件(3，4，5)中的至少一个是万维网服务器或用于实施万维网服务。
4.根据上述权利要求之一所述的通信组件，其特征在于，所述访问装置(6)用于访问所述第一组件(9)的数据和地址总线(14)。
5.根据上述权利要求之一所述的通信组件，其特征在于，所述访问装置(6)用于借助可普遍扩展的、可局部使用的点对点访问协议来访问通信装置(10)。
6.根据上述权利要求之一所述的通信组件，其特征在于，所述用于存储和实施软件部件(3，4，5)的装置(2)用于加载软件部件(3，4，5)。
7.根据上述权利要求之一所述的通信组件，其特征在于，所述第一连接装置(7)用于直接与工业自动化系统的组件的接口电耦合。
8.根据权利要求7所述的通信组件，其特征在于，所述第二连接装置(11)与用于工程化、参数化和/或监控工业自动化系统的组件的人机接口部件的接口电耦合。
9.根据上述权利要求之一所述的通信组件，其特征在于，将所述通信组件(1)实施为插件。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的通信组件，其特征在于，所述通信组件(1)固定集成到电缆中。
11.根据上述权利要求之一所述的通信组件，其特征在于，所述第二组件(13)构成为人机接口部件。
12.一种借助可插式通信组件(1)进行通信的方法，其中，在通信组件(1)中存储和实施包含通信功能的软件部件(3，4，5)，将该通信组件(1)的第一连接装置(7)直接与至少一个第一组件(9)的接口(8)电耦合及机械耦合，该通信组件(1)访问第一组件(9)的本地通信装置(10)，并借助第二连接装置(11)与至少一个第二组件(13)的接口(12)电耦合。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述软件部件(3，4，5)中的至少一个用于借助互联网技术实施通信任务。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述软件部件(3，4，5)中的至少一个是万维网服务器或用于实施万维网服务。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述通信组件(1)访问所述第一组件(9)的数据和地址总线(14)。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述通信组件(1)借助可普遍扩展的、可局部使用的点对点访问协议来访问通信装置(10)。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述通信组件(1)可以加载所述软件部件(3，4，5)。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一连接装置(7)与工业自动化系统的组件的接口直接电耦合。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述通信组件(1)借助所述第二连接装置(11)与用于工程化、参数化和/或监控工业自动化系统组件的人机界面部件的接口电耦合。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的方法，其特征在于，将所述通信组件(1)实施为插件。
21.根据权利要求12至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述通信组件(1)固定集成在电缆中。
22.根据权利要求12至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二组件(13)构成为人机接口部件。
全文摘要
本发明涉及一种可插式通信组件(1)，其具有用于存储和实施包含通信功能的软件部件(3、4、5)的装置(2)，用于直接和至少一个第一组件(9)的接口(8)电耦合及机械耦合的第一连接装置(7)，用于访问第一组件(9)的本地通信装置(10)的访问装置(6)，以及用于和至少一个第二组件(13)的接口(12)电耦合的第二连接装置(11)。优选方式尤其是涉及一种通信组件，其中软件部件(3、4、5)中的至少一个用于借助互联网技术实施通信任务。和/或软件部件(3、4、5)中的至少一个是万维网服务器或用于实施万维网服务。
文档编号G05B19/042GK1661506SQ20051005210
公开日2005年8月31日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年2月25日
发明者阿明·阿姆莱因, 埃尔玛·瑟纳 申请人:西门子公司