用于控制现场器件的方法及控制器件技术

一种用于控制现场器件(2)的方法，现场器件(2)耦合到自动化网络(3)，其中现场器件(2)具有从预定的工具器件(4‑8，64‑68)的群组(9)选择的相关联的工具器件(4、64、67)，所述方法包括以下步骤：将所选择的工具器件(4、64、67)耦合(S2)到具有物理端口器件(10、120、130)的控制器件(1、31、51)；根据所选择的工具器件(4、64、67)从控制器件(1、31、51)中所包括的虚拟链路单元(14‑18、84‑88)的群组(19)选取(S3)虚拟链路单元(14、84、87)，其中虚拟链路单元(14‑18、84‑88)中的每一者对应于预定的工具器件(4‑8、64‑68)中的一者；以及使用所选取的虚拟链路单元(14、84、87)中所包括的控制数据(CD4)经由物理端口器件(10、120、130)在所选取的控制器件(1、31、51)与和现场器件(2)相关联的所选择的工具器件(4、64、67)之间建立(S4)控制链路(CL4、CL64、CL67)。

Method and Controller Device for Controlling Field Devices

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制现场器件的方法及控制器件
本专利技术涉及用于控制现场器件的方法、用于控制现场器件的计算机程序、用于控制现场器件的控制器件以及包括所述控制器件的技术系统。
技术介绍
目前，自动化系统广泛用于工业应用，例如产品制造。通常，不同的工具(例如传感器、钻头或切割工具)可互换地连接到机器(例如机器人或机器人臂)，且可由自动化系统的控制器件经由控制链路操作。每次选择新的工具并将所述新的工具连接到机器时，需要将所选择的工具的参数传送到控制器件，且需要考虑到所选择的工具来实行控制器件的设置。具体来说，需要将机器应用适配作为所选择的工具的功能，所述机器应用设置在控制器件的应用层中且指示专用于不同的工具中的每一者的信息。然而，对控制器件与新的所选择的工具之间的连接的这种设置是耗时的且容易出错的。进一步期望高效地使用仅有限数目的物理接口，例如输入输出链路引脚插塞(IO-Linkpinplug)。引文列表非专利文献穆尔电子股份有限公司(MurrelektronikGmbH)的用户手册“MVK金属输入输出链路手册(ManualMVKMetallIO-Link)”2011年1.1版阐述一种紧凑的过程现场总线(PROcessFIeldBUS，PROFIBUS)模块，所述紧凑的PROFIBUS模块包括虚拟头部模块(virtualheadmodule)、数字输入/输出(digitalinput/output，DIO)模块及四个输入输出链路端口。虚拟头部模块是在PROFIBUS层级上(即，在现场总线层级上)实施。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种将现场器件耦合到自动化网络中的控制器件的改进的方法。作为次要目的，需要一种用于控制现场器件的方法、用于控制现场器件的计算机程序、用于控制现场器件的控制器件以及包括所述控制器件的技术系统，所述控制器件用于在控制器件与耦合到控制器件的所选择的工具器件之间自动地建立连接，而无需在控制器件的应用层中对机器应用进行适配。问题的解决方案因此，提供一种用于控制耦合到自动化网络的现场器件的方法，且现场器件具有从多个预定的工具器件选择的相关联的工具器件。所述方法包括以下步骤：将所选择的工具器件耦合到具有物理端口器件的控制器件；从控制器件中所包括的多个虚拟链路单元中选取虚拟链路单元作为所选择的工具器件的功能，其中虚拟链路单元中的每一者对应于预定的工具器件中的一者；以及使用所选取的虚拟链路单元中所包括的控制数据经由物理端口器件在所选取的控制器件与和现场器件相关联的所选择的工具器件之间建立控制链路。现场器件、自动化网络及控制器件可为自动化系统(例如工厂自动化系统)中所包括的技术系统的一部分。这种技术系统可用于制造产品(例如微芯片或汽车)，或用于分析产品的性质(例如生物样本或集成电路)。技术系统可包括根据预定的方式耦合的几个现场器件与控制器件，且技术系统可另外包括各种实体，例如用户接口或存储单元。自动化网络可包括一个或多个现场总线，或者通信链路可经由工业以太网(例如，以太网控制自动化技术(EthernetforControlAutomationTechnology，EtherCAT)来实施。虚拟链路单元可被视为指向虚拟链路描述符(virtuallinkdescriptor)的指针，所述虚拟链路描述符具有用于在工具器件与控制器件之间建立数据链路的控制信息。在实施例中，自动化网络是传感器网络。在实施例中，现场器件是技术机器(例如机器人或机器人臂)，所述多个工具器件中的任何一个工具器件能够可拆卸地耦合(即，附接、固定或连接)到所述技术机器。所述多个工具器件可包括致动器及传感器二者。致动器可包括用于焊接、钻孔、切割、加热、冷却、旋转、移位等的器件。传感器可包括用于测量温度、湿度、压力或位移的传感器。当由用户或通过使用工作流(workflow)从所述多个工具器件中选择一个工具器件时，将所选择的工具器件耦合到(具体来说连接到)控制器件。在下文中，除非另有说明，否则用语“所选择的工具器件”指代耦合到控制器件的所选择的工具器件。控制器件可控制所选择的工具器件来运行，即实行预定的操作，例如钻孔、切割、加热等。控制器件可为现场器件的一部分。在其他实施例中，所选择的工具器件经由现场器件耦合到控制器件。此外，所选择的工具器件可通过控制器件的物理端口器件耦合到控制器件。所述耦合可通过缆线来实行。举例来说，附接到与工具器件连接的缆线的连接件可插入到物理端口器件的引脚中。在实施例中，物理端口器件适于经由插塞连接件(具体来说，根据输入输出链路标准)来将工具器件与控制器件物理耦合。输入输出链路是基于与可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，PLC)相关的国际规范IEC61131。在其他实施例中，控制器件与所选择的工具器件之间的耦合包括无线耦合，例如无线保真(WirelessFidelity，WIFI)/无线局域网(Wirelesslocalareanetwork，WLAN)耦合。在这种情形中，物理端口器件可为WIFI接口，所述WIFI接口包括用于从现场器件和/或所选择的工具器件接收无线信号和/或向现场器件和/或所选择的工具器件发送无线信号的天线。控制器件可包括几个物理端口器件，工具器件可连接到所述几个物理端口器件中的每一者。在实施例中，控制器件中所包括的所述多个虚拟链路单元在设置一组工具器件之前存储在控制器件中。在实施例中，针对每一工具器件精确地设置一个虚拟链路单元。在其他实施例中，几个工具器件可共享单个虚拟链路单元，和/或一些工具器件可不具有设置在控制器件中的对应的虚拟链路单元。每一虚拟链路单元优选地具有映射在其上的对应的工具器件。每一虚拟链路单元包括控制数据，例如包括虚拟链路单元识别数据，所述虚拟链路单元识别数据表示虚拟链路单元的性质或属性。控制数据可存储在控制器件中的数据存储单元中。控制数据具体来说包括数据信息，所述数据信息指示哪个工具器件对应于虚拟链路器件。举例来说，控制数据包括例如以下信息：对应的工具器件的器件识别符(identifier，ID)或序列号。控制器件可使用控制数据来从所述多个虚拟链路单元确定(例如。选取)哪个虚拟链路单元与所选择的工具器件对应。此外，控制器件可使用所选取的虚拟链路单元的控制数据来在控制器件与所选择的工具器件之间建立控制链路。控制链路可建立在工具器件与控制器件之间的现有连接之上，例如建立在将工具器件连接到控制器件的物理端口的缆线之上。在实施例中，可在控制器件与用于控制链路的所选择的工具器件之间建立或使用附加连接。根据所述方法的实施例，当选择工具器件并将工具器件耦合到控制器件时，在所选择的工具器件与控制器件之间自动地建立控制链路。因此，不需要考虑到所选择的工具来实行控制器件的设置。此外，包括用于操作所述多个工具器件中的每一工具器件的协议的工具器件应用信息不需要适配到所选择的工具，从而实现灵活性提高的控制器件。还可提供连接到现场器件的工具器件的增加的多样性。使用虚拟链路单元使得能够实现现场器件的高效耦合及操作，所述现场器件由相应的所选择的工具器件功能化。具体来说，可免除在应用层级上手动适配操作软件。另一个优点在于会非常快速地建立控制链路。因此，当在同一工艺期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制现场器件(2)的方法，所述现场器件(2)耦合到自动化网络(3)，所述现场器件(2)具有从预定的工具器件(4‑8，64‑68)的群组(9)选择的相关联的工具器件(4、64、67)，所述方法包括以下步骤：将所选择的所述工具器件(4、64、67)耦合(S2)到具有物理端口器件(10、120、130)的控制器件(1、31、51)；从所述控制器件(1、31、51)中所包括的虚拟链路单元(14‑18、84‑88)的群组(19)选取(S3)虚拟链路单元(14、84、87)作为所选择的所述工具器件(4、64、67)的功能，其中所述虚拟链路单元(14‑18、84‑88)中的每一者对应于所述预定的工具器件(4‑8、64‑68)中的一者；以及使用所选取的所述虚拟链路单元(14、84、87)中所包括的控制数据(CD4)经由所述物理端口器件(10、120、130)在所选取的所述控制器件(1、31、51)与和所述现场器件(2)相关联的所选择的所述工具器件(4、64、67)之间建立(S4)控制链路(CL4、CL64、CL67)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.21 EP 17157222.51.一种用于控制现场器件(2)的方法，所述现场器件(2)耦合到自动化网络(3)，所述现场器件(2)具有从预定的工具器件(4-8，64-68)的群组(9)选择的相关联的工具器件(4、64、67)，所述方法包括以下步骤：将所选择的所述工具器件(4、64、67)耦合(S2)到具有物理端口器件(10、120、130)的控制器件(1、31、51)；从所述控制器件(1、31、51)中所包括的虚拟链路单元(14-18、84-88)的群组(19)选取(S3)虚拟链路单元(14、84、87)作为所选择的所述工具器件(4、64、67)的功能，其中所述虚拟链路单元(14-18、84-88)中的每一者对应于所述预定的工具器件(4-8、64-68)中的一者；以及使用所选取的所述虚拟链路单元(14、84、87)中所包括的控制数据(CD4)经由所述物理端口器件(10、120、130)在所选取的所述控制器件(1、31、51)与和所述现场器件(2)相关联的所选择的所述工具器件(4、64、67)之间建立(S4)控制链路(CL4、CL64、CL67)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法是根据输入输出链路标准实施。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述虚拟链路单元(14-18，84-88)的所述群组(19)设置在所述控制器件(1、31、51)的数据链路层(37)中。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，还包括：在所述控制器件(1、31、51)处，从耦合到所述控制器件(1、31、51)的所选择的所述工具器件(4、64、67)接收(S32)工具器件参数(TP)；将所接收到的所述工具器件参数(TP)与所述虚拟链路单元(14-18、84-88)中的每一者中所包括的控制数据(CD4-CD8)进行比较(S33)；以及根据所述将所接收到的所述工具器件参数(TP)与所述虚拟链路单元(14-18、84-88)中的每一者中所包括的所述控制数据(CD4-CD8)进行比较的步骤的结果，从所述虚拟链路单元(14-18、84-88)的所述群组(19)确定与所选择的所述工具器件(4、64、67)对应的所述虚拟链路单元(14、84、87)。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，还包括：判断(S34)现有的虚拟链路单元(14-18、84-88)是否与耦合到所述控制器件(1、31、51)的所选择的所述工具器件(4、64、67)对应；以及如果确定没有现有的虚拟链路单元(14-18、84-88)与耦合到所述控制器件(1、31、51)的所选择的所述工具器件(4、64、67)对应，则产生(S35)与耦合到所述控制器件(1、31、51)的所选择的所述工具器件(4、64、67)对应的新的虚拟链路单元(57)。6.根据权利要求1至5...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿诺·戴克霍夫，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP