现场设备、通信芯片以及用于访问现场设备的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通常借助Web技术对现场设备的访问以及特别是涉及用于访问现场设备的方法、现场设备和应用于现场设备中的通信芯片。
【背景技术】
[0002]为了获取和/或影响过程参数，在自动化技术中使用面向过程的现场设备。针对这一目的，现场设备与传感器和/或致动器连接或者自身形成为传感器或致动器。
[0003]目前，以太网进入现场层。在此，通信标准PR0FINET例如实现了实时关键的数据的通信和其他在同一线路、在相同的时间上的TCP/IP通信。TCP/IP通信的应用是通过Web技术，比如通过http或JavaScript，来配置、监控并诊断现场设备。在使用PR0FINET的条件下，使用者可以通过Web浏览器通过设备的已存在的以太网接口来使用相应的调整选项或诊断选项。
[0004]通常在PR0FINET现场设备中，所谓的PR0FINET协议栈在通信芯片上运行，例如西门子公司的ERTEC芯片。该协议栈单独地处理PR0FINET通信协议。该协议栈在应用程序接口上提供其服务。这些服务使设备应用程序能够读取或写入周期性过程数据或非周期性参数值。
[0005]已知一种现场设备，该现场设备配备有Web服务器，用于处理配备有Web浏览器的操作设备的请求。通过经相应URL地址来对相应现场设备进行寻址，以这种方式实现了相应现场设备的信息的可视化。
[0006]为了在现场设备上实现这样的网络访问，设备制造商必须深入研究与涉及到其设备的Web服务器和Web技术的相关细节，因为设备应用程序需要用于Web服务器的接口。但是，这通常都不是设备制造商的核心能力。另外，Web服务器还要求额外的计算能力，该计算能力不再能够供设备应用程序使用。
[0007]当例如控制单元、比如SPS (Speicherprogrammierbare Steurung,可编程控制器)和Web浏览器同时想要访问现场设备时，在提供网络访问时可能会出现访问冲突。该访问冲突必须在用于应用程序的接口上解除。另外，整个的设备架构必须与从IPV4向IPV6的发展相适应。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于阐明一种方式，怎样可以简化和/或改善对现场设备的网络访问，以及怎样可以特别地避免或减少现有技术中已知的解决方案的缺点。
[0009]本发明的核心构思在于，相对于现场设备的设备应用程序，Web表示方式作为工业以太网接口，特别是作为PR0FINET接口而表示。针对这一目的设置有用于与设备应用程序通信的应用程序接口，其中，工业以太网协议栈、特别是PR0FINET协议栈在该应用程序接口上提供其服务，而且允许了该设备应用程序读取或写入周期性过程参数或非周期性参数值。该应用程序接口包括对应于Web服务器的、单独的逻辑接口，从而使Web服务器与设备应用程序之间的通信不经过直接的接口进行，而是经过工业以太网协议栈进行。
[0010]上述技术问题通过权利要求1中所述的特征得以解决。
[0011]相应地设置用于访问现场设备的方法，该现场设备连接至为工业以太网协议而设的现场总线。该方法包括:将请求从Web浏览器传送至在现场设备中运行的Web服务器，该Web浏览器在与现场总线连接的控制设备中运行。通过保存在现场设备中的、工业以太网协议的协议栈，在现场设备中处理已接收到的请求，并且将应答信息由Web服务器传回Web浏
IIA-Rg.
[0012]工业以太网通常指的是在自动化环境和过程环境中使用的以太网协议，该以太网协议满足特定的实时要求，而且相应地也称为实时以太网。一系列的协议都属于工业以太网这个上位概念，例如:PR0FINET、SERCOS II1、SafetyNET p、VARAN、EtherNet/IP、Ethernet Powerlink 或 EtherCAT0
[0013]请求可以是不同类型的，这些请求分别用于不同的目的，例如用于监控、可视化、参数化、控制或甚至工程化。相应地，在现场设备中对已接收到的请求的处理有利地包括:提供过程数据；调整至少一个参数；和/或创建、编辑和/或执行设备应用程序的功能。
[0014]Web浏览器和Web服务器之间的通信基本上经过面向事务的超文本传输协议(http)而完成，其中，由作为用户端的Web浏览器通过生成一个请求(Request)并发送至Web服务器来启动一项事务。通过Web服务器生成一个应答(Response)并发回至用户端，该Web服务器结束该项目事务。该应答由Web服务器优选作为网页的形式来提供。现代的浏览器通过称为XMLHttp请求(XMLHttpRequest)的机制而提供这样的可能性，即，直接由在浏览器中运行的JavaScript应用程序发送http请求(http Request)并且接收http应答(http Response)。
[0015]在一个特别有利的实施方式中，在现场设备中对已接收到的请求的处理包括:将该请求从Web服务器通过保存在现场设备中的工业以太网协议栈而转发至应用程序接口，该应用程序接口与在现场设备中运行的设备应用程序连接；和将对该请求的应答从应用程序接口经协议栈传送至Web服务器。针对这一目的，该应用程序接口有利地包括对应于Web服务器的、单独的逻辑接口，其中，该Web服务器相对于应用程序接口而言充当了工业以太网的用户端。
[0016]参数化存储器设置在现场设备中是优选的，在该参数化存储器中例如保存有参数文件。在这种情况下，在现场设备中对已接收到的请求的处理另外还可以有利地包括访问该参数化存储器。这类参数化存储器另外还提供这样的优势，即，参数文件可以通过以太网协议(例如FTP)复制到另一个同类型的设备上。以此实现了简单地为其他设备提供相同的参数。
[0017]优选在启动设备应用程序时，通过工业以太网协议栈的相应的写入服务，将保存在参数化存储器中的参数作为初始值传送至设备应用程序并在更改的情况下保持不变。以这种方式，设备应用程序有利地不必配置有单独的参数化存储。
[0018]特别有利的是使用PR0FINET协议作为工业以太网协议，从而使在现场设备中保存的协议栈相应地为PR0FINET协议栈。
[0019]上文所述技术问题也可以通过权利要求8中所述的特征得以解决。
[0020]相应地，设置一种现场设备，该现场设备用于在为工业以太网协议而设的现场总线上运行，该现场设备包括:至少一个用于连接至现场总线的以太网接口 ；与该以太网接口连接的Web服务器；存储器，该存储器包括保存在其中的、工业以太网协议的协议栈；以及应用程序接口，该应用程序接口用于与在现场设备上运行的设备应用程序通信，其中，在使用保存在现场设备中的、工业以太网协议的协议栈的条件下，该应用程序接口设置为用于与网络服务器通信。
[0021]如上所述，该应用程序接口有利地包括对应于Web服务器的、单独的逻辑接口而且构造为，将Web服务器作为工业以太网用户端来处理。在一个优选的实施方式中，该现场设备形成为PR0FINET现场设备，其中，已保存的协议栈相应地为PR0FINET协议栈。
[0022]在一个特别优选的实施方式中，该现场设备包括至少两个单独的集成电路，以下简称为芯片。这两个芯片为通信芯片和应用程序芯片。该通信芯片与至少一个以太网接口连接并且设置为用于运行Web服务器、工业以太网协议栈和应用程序接口，而应用程序芯片设置为用于能够与应用程序接口连接的设备应用程序的运行。该通信芯片另外可以有利地包括一个参数化存储器。
[0023]通过使用分开的芯片确保了工业以太网通信不会影响应用程序。
[0024]上文所述技术问题另外还可以通过权利要求14中所述的特征得以解决。
[0025]相应地设置一种通信芯片，该通信芯片如上文所述地设置应用于现场设备中，该通信芯片包括:Web服务器；存储器，该存储器包括保存在其中的、工业以太网协议的协议栈；和应用程序接口，该应用程序接口用于与在现场设备中运行的设备应用程序通信，其中，该应用程序接口设置为，用于通过使用工业以太网协议的协议栈来与Web服务器通信，而且其中，已保存的协议栈特别设置为PR0FINET协议栈。
【附图说明】
[0026]随后，示例性地借助一些优选的实施方式并参照附图更加详细地说明本发明。在此，这些附图中相同的附图标记表示相同或类似的部分。附图中:
[0027]图1示意性地示出了根据现有技术对现场设备的基于web的访问，而且
[0028]图2示意性地示出了根据本发明的一个优选实施方式对现场设备的基于web的访问。
【具体实施方式】
[0029]图1中所示的现有技术已知的现场设备100的示例中，示出了三个参数“A”、“B”和“C”，这些参数可以由控制设备400周期性或非周期性地读取或写入。针对这一目的设置有PR0FINET协议栈120和应用程序接口 130。对现场设备100的Web访问通过Web浏览器310利用在设备侧的、以Web服务器110形式的对应装置而完成。在Web浏览器310中(例如在Web应用程序320中)可以示出例如用于诊断目的或启动目的的相同的参数。针对这一目的，Web服务器110直接与设备应用程序140通信。组件110，120，130和140通常设置在共同的通信芯片200上。
[0030]相反地，在图2中示例性示出的现场设备100’中通信和应用程序是分开的，其中特别是通信芯片可以使用菲尼克斯电气公司(Phoenix Contact)的Tiger芯片。
[0031]在此PR0FINET协议栈120优选在通信芯片220上运行而设备应用程序140’在分离的、具有相应计算能力的芯片210上运行。以此确保PROFINET通信不会影响设备应用程序。在示出的实施例中，PROFINET应用程序接口在芯片220的相应的硬件接口上供使用。通过该接口，设备应用程序140’可以通过周期性服务或非周期