用于将数据从现场总线网络传输到云的数据结构制造技术

本发明专利技术涉及一种现场总线网络，其具有至少一个设备(7)以及连接装置(14)，其中，该连接装置(14)被设计用于将数据从现场总线网络传输到云(13)中。在至少一个设备(7)中安装的是派生的类(17)，该派生的类从特定的基类(15)派生，其中，基属性(16)由特定的基类(15)建立，而设备特定的附加属性(19)由派生的类(17)建立，其中至少一个设备(7)被设计为，基于派生的类，产生用于将数据传输到云(13)的数据对象(20)。连接装置(14)被设计为从相关的设备(7)接收数据对象(20)，以将包含在数据对象(20)中的数据的至少一部分数据(23、24)转换为云(13)的接口的格式，并将数据(23、24)写入云(13)。

Data structure used to transfer data from the fieldbus network to the cloud

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将数据从现场总线网络传输到云的数据结构
本专利技术涉及一种现场总线网络，涉及一种用于现场总线网络的现场设备以及用于现场总线网络的连接装置，其中该连接装置被设计为将数据从现场总线网络传输到云中。此外，本专利技术涉及一种用于将数据从现场总线网络写入云的方法。
技术介绍
在自动化技术中，经常使用现场设备，其用于记录和/或影响过程变量。这种现场设备的示例是料位测量设备、质量流量测量设备、压力和温度测量设备等，它们作为传感器记录相应的过程变量、料位、流量、压力和温度。为了对发生在现场总线系统内的数据进行记录、文件编制和后期评估，可以向现场总线系统或现场总线系统的各个现场设备提供对云的访问。这样，可以将现场设备的选定参数以及例如用于监视设备状态的数据写入云中。在这种情况下，还可以按固定的时间间隔查询现场设备的各个参数，并将其写入云中。
技术实现思路
本专利技术的目的是简化从现场总线网络的设备到连接装置以及从那里进一步到云的数据传输。该目的通过权利要求1、16、17和18所述的特征来实现。在从属权利要求中阐述了本专利技术的有利的改进方案。与本专利技术的实施例的形式相对应的现场总线网络包括设备和连接装置，该连接装置被设计为将数据从现场总线网络传输到云中。安装在设备中的是派生的类，派生的类是从预定的头类派生的，其中头属性由预定的头类建立，并且附加属性可以由派生的类参考设备而建立，其中，设备被设计为，基于派生的类，产生用于将数据传输到云的数据对象。连接装置被设计为从设备接收数据对象，以将包含在数据对象中的数据的至少一部分转换为云的接口的格式，并将数据写入云中。预定的头类为从现场总线系统的各种设备到连接装置的数据传输提供了统一的数据结构。在头类中尤其预定的是用于数据传输的头属性，该头属性可以包括例如设备标识数据，诸如例如设备的制造商和序列号。从此预定的头类派生的是派生的类，然后将其安装在各种设备中。由于派生的类是从头类派生的，因此它们包括头类中固定的头属性。另外，派生的类可以包括设备可特定确定的附加属性。例如，具有为特定设备或设备类型做出的附加属性的选择的派生的类被安装在特定设备中并且用于产生设备特别确定的数据对象，该数据对象包括头类的头属性以及在派生的类中建立的附加属性两者。由于附加属性，例如可以为设备提供特定的参数选择，这些参数的值将在数据对象中被传输。在设备处，数据对象所需的数据被读出并嵌入到数据对象中，然后将其从设备传输到连接装置。连接装置被设计为将从设备获得的数据转换为云的格式，并将转换后的数据写入云。由于从共享的头类派生了派生的类以及数据对象，因此实现了从现场总线网络的各个设备到连接装置的数据传输的统一。尤其地，可以通过适当地定义头类来实现在每个数据对象中将头属性传递给连接装置，该头属性可以包括例如设备标识数据，诸如制造商和序列号。这样，连接装置可以将数据对象与不同的设备相关联。因此，尽管是统一的，但仍然提供了机会，以通过附加属性来设置，将被从设备写入云中的那些设备特有的和灵活性的数据和参数。这样，用户有机会分别为每个设备建立应该记录哪些参数。以这种方式，可以考虑不同的要求，例如质量监视的要求或监视设备健康(资产健康)的要求。数据结构的另一个优点提供了，数据的检索和编辑在很大程度上从连接装置转移到了设备上。在先前的解决方案的情况下，要求连接装置具有适用于多种设备类型的特定于设备的信息，例如，有关序列号和制造商名称存储在设备的哪个地址，以及相关参数存储在设备的哪个地址的信息。因此，在现有技术的解决方案的情况下，需要在连接装置中提供大量设备专用信息，尤其是有关各个设备类型的寻址和地址空间占用的信息。在本专利技术的数据结构的情况下，特定设备基于派生的类产生数据对象。因此，设备，特别是设备的操作软件，负责从设备的各个地址中读出要在数据对象中传输的数据，例如设备标识数据和参数值，并将其写入数据对象。因此，下载和编译所需信息的工作大部分由特定设备承担。例如，连接装置仅负责将包含在传入数据对象中的数据转换为对于云适合于接口的格式。不再需要先前在连接装置中提供的设备特定信息。因此，例如，与先前的情况相比，连接装置可以被显着地缩小。在连接装置中尤其没有必要更新和维护与各个设备的寻址和地址空间占用有关的设备特定信息。优选地，考虑到头类预定的结构，连接装置被设计为接收各种设备的数据对象，并将包含在数据对象中的数据的至少一部分转换为云的接口的格式。优选地，连接装置具有关于数据对象的构造和结构的信息。该信息例如是从预定的头类派生的。优选地，头属性包括用于将数据从现场总线网络传输到云中的元数据和控制数据的至少一者。借助于该元数据和/或控制数据，例如，可以建立用于将数据从设备传输到云中的模态。因此，例如，可以在元数据和/或控制数据的协助下，建立将分离数据从设备传输到连接装置并从那里进一步传输到云中的频率和时间。对应于本专利技术实施例的形式，安装在用于现场总线网络的现场设备中的是派生的类，该派生的类是从预定的头类派生的，其中头属性由头类建立和现场设备的附加设备特定属性由派生的类建立。基于派生的类设计现场设备以产生和提供数据对象，其中该数据对象可传输到现场总线网络的连接装置，并且包含在该数据对象中的数据的至少一部分通过连接装置可写入到云中。与本专利技术的实施例的形式相对应的用于现场总线网络的连接装置被设计为将数据从现场总线网络传输到云中。连接装置被设计为从现场总线网络的至少一个设备接收数据对象，其中该数据对象是基于安装在各个设备中的派生的类而产生的，其中派生的类是从预定的头类派生的。连接装置被设计为将包含在数据对象中的数据的至少一部分转换为云的接口的格式，并将数据写入云中。对应于本专利技术的实施例的形式的方法用于将来自现场总线网络的数据写入云中。现场总线网络包括至少一个设备，其中派生的类安装在至少一个设备中，其中派生的类是从头类派生的，其中头属性由头类建立，附加设备特定属性由派生的类建立。此外，现场总线网络包括连接装置，该连接装置被设计为将数据从现场总线网络写入云中。该方法包括在设备中基于派生的类产生数据对象，其中该数据对象包括头属性和附加属性。该方法还包括将数据对象从设备传输到连接装置。此外，该方法包括在连接装置中将数据对象的数据的至少一部分转换为云的接口的格式，并将数据写入云。附图说明现在将基于在附图中示出的实施例的示例来更详细地解释本专利技术，附图如下所示：图1是具有用于将数据传输到云的连接设备的现场总线网络的结构；图2是用于产生数据对象的数据结构，其将要被从现场总线网络的现场设备，网关设备和其他设备写入云的数据传输到连接设备；以及图3是在现场设备、连接设备和云之间的数据传输的流程。具体实施方式图1示出了现场总线系统，其包括多个网关设备和现场设备。连接到现场总线1的是现场访问设备2，其经由以太网连接3与主机4连接。主机4例如可以具有带有用于参数化和配置网关设备和现场设备的驱动器的框架应用程序。在图1所示的示例的情况下，存在连接到现场总线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种现场总线网络，包括：/n-设备(2、5、7、8、9、11、12)，以及/n-连接装置(14)，所述连接装置被设计为将数据从所述现场总线网络传输到云(13)中，/n其特征在于：/n-安装在所述设备(2、5、7、8、9、11、12)中的是派生的类(17)，所述派生的类是从预定的头类(15)派生的，其中由所述预定的头类(15)建立头属性(16)并且附加属性(19)能够由派生的类(17)参考所述设备来建立，其中，所述设备被设计为，基于所述派生的类(17)，以产生用于将所述数据传输到所述云(13)的数据对象(20)，/n-其中，所述连接装置(14)被设计为从所述设备(2、5、7、8、9、11、12)接收所述数据对象(20)，以将包含在所述数据对象(20)中的所述数据的至少一部分转换成所述云(13)的接口的格式，并将所述数据写入所述云(13)中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170928 DE 102017122621.41.一种现场总线网络，包括：
-设备(2、5、7、8、9、11、12)，以及
-连接装置(14)，所述连接装置被设计为将数据从所述现场总线网络传输到云(13)中，
其特征在于：
-安装在所述设备(2、5、7、8、9、11、12)中的是派生的类(17)，所述派生的类是从预定的头类(15)派生的，其中由所述预定的头类(15)建立头属性(16)并且附加属性(19)能够由派生的类(17)参考所述设备来建立，其中，所述设备被设计为，基于所述派生的类(17)，以产生用于将所述数据传输到所述云(13)的数据对象(20)，
-其中，所述连接装置(14)被设计为从所述设备(2、5、7、8、9、11、12)接收所述数据对象(20)，以将包含在所述数据对象(20)中的所述数据的至少一部分转换成所述云(13)的接口的格式，并将所述数据写入所述云(13)中。


2.根据权利要求1所述的现场总线网络，其特征在于，所述连接装置被设计为从所述设备接收所述数据对象，并考虑到由所述头类所预定的结构，将所述数据对象中包含的所述数据的至少一部分转换为所述云的接口的格式。


3.根据权利要求1或2所述的现场总线网络，其特征在于，所述派生的类从所述头类中继承在所述头类中建立的头属性。


4.根据权利要求1至3中一项所述的现场总线网络，其特征在于以下至少之一：
-所述头属性包括所述设备的设备标识数据；
-所述头属性包括有关所述设备的制造商和序列号的信息；
-所述头属性包括所述设备的状态数据；
-所述头属性包括所述设备的NAMUR数据；
-所述附加属性建立要写入所述云中的所述设备的参数；
-所述附加属性包括用于所述现场设备的监视条件、诊断和功能检查中的至少一项的参数；
-所述附加属性包括所述设备的定期记录的参数。


5.根据权利要求1至4中一项所述的现场总线网络，其特征在于以下至少之一：
-能够自由地确定通过所述附加属性在所述数据对象中建立的所述设备的参数选择；
-根据所述设备和所述设备的配置选项能够选择通过所述附加属性在所述数据对象中建立的所述设备的参数选择。


6.根据权利要求1至5中一项所述的现场总线网络，其特征在于，所述连接装置被设计为基于包含在所述头属性中的所述设备的设备标识数据从所述设备检索数据对象，以将数据记录插入到所述云中，或识别现有数据记录，并将包含在所述数据对象中的所述数据的至少一部分写入与所述设备标识数据匹配的所述云中的所述数据记录中。


7.根据权利要求1至6中一项所述的现场总线网络，其特征在于，所述设备包括以下至少之一：现场设备、网关设备、现场访问设备。


8.根据权利要求1至7中一项所述的现场总线网络，其特征在于，所述头属性包括用于将数据从所述现场总线网络传输到所述云中的元数据和控制数据中的至少一个。


9.根据权利要求8所述的现场总线网络，其特征在于，由元数据和/或控制数据能够确定，在哪些时间间隔中，所述设备的数据对象将被传输到所述连接装置。


10.根据权利要求1至9中一项所述的现场总线网络，其特征在于，所述数据对象包括针对一个或多个附加属性的，指示将在哪些时间间隔中从所述设备查询附加属性的信息。


11.根据权利要求1至10中一项所述的现场总线网络，其特征在于以下至少之一：
-所述云的接口被实现为符合Web服务标准；
-所述连接装置被设计为将包含在所述数据对象中的数据作为密钥和值对写入所述云中；
-所述连接装置被设计为向包含在所述数据对象中的所述数据的...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·迈尔，阿克塞尔·波施曼，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔过程解决方案股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH