DE102007062394A1 - Field device and method for checking the calibration of a field device - Google Patents
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Abstract
Ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, mit einer Schnittstelle zum Anschluss eines Feldbusses, umfasst einen Zeitgeber zur Erzeugung eines Zeitsignals sowie ein Steuermodul, das dazu ausgelegt ist, eine vom Feldbus aus programmierbare Startzeit einer Messung mit dem Zeitsignal zu vergleichen, bei Übereinstimmung die Messung zu starten, und ein Messergebnis der Messung unter einer vom Feldbus aus auslesbaren Adresse abzulegen (Fig. 1).A field device of the process automation technology, with an interface for connecting a field bus, comprises a timer for generating a time signal and a control module which is adapted to compare a programmable from the fieldbus start time of a measurement with the time signal to start the measurement in accordance, and store a measurement result of the measurement under an address which can be read out from the fieldbus (FIG. 1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Feldgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Feldbussystem gemäß dem Oberbegriff des Anspurchs 3. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Starten einer Messung in einem Feldgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 20 sowie ein Verfahren zur Überprüfung der Kalibrierung eines Feldgeräts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 21.The The invention relates to a field device according to the generic term of claim 1 and a field bus system according to the preamble of Anspurchs 3. Furthermore, the invention relates to a method for starting a measurement in a field device according to the generic term of claim 20 and a method for checking the calibration of a field device according to the generic term of claim 21.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massedurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte etc., die als Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck bzw. Temperatur erfassen.In Process automation technology is often used in field devices, which serve to detect and / or influence process variables. examples for such field devices are level gauges, mass flow meters, pressure and temperature measuring devices etc., as sensors, the corresponding process variables level, Record flow, pressure or temperature.
Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, z. B. Ventile oder Pumpen über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann.to Influence of process variables serve actuators, eg. B. valves or pumps over the flow of a liquid be changed in a pipe section or the level in a container can.
Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten.When field devices In principle, all devices are called, which are used close to the process and the process-relevant information deliver or process.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.A Variety of such field devices is manufactured and distributed by the company Endress + Hauser.
Während des Betriebs werden die Feldgeräte teilweise unter agressiven Umweltbedingungen betrieben. Insofern kommt es zu Verschmutzungen, Ablagerungen, Korrosion, und dies beeinflusst auch die Genauigkeit der vom Feldgerät gelieferten Messwerte. Aus diesen Gründen ist es notwendig, die Messgenauigkeit eines Feldgeräts in gewissen Abständen mit Hilfe eines Referenzgeräts des gleichen Typs zu überprüfen. Von dem Referenzgerät ist bekannt, dass es richtig kalibriert ist und korrekte Messwerte liefert.During the The field devices become operational partly operated under aggressive environmental conditions. insofar it comes to soiling, deposits, corrosion, and this affects also the accuracy of the measured values delivered by the field device. Out these reasons It is necessary to know the accuracy of a field device in certain intervals with the help of a reference device of the same type. From the reference device is known to be calibrated correctly and correct readings supplies.
Zur Durchführung einer Vergleichsmessung zwischen einem Prüflings-Feldgerät und einem Referenz-Feldgerät war es bisher erforderlich, jeweils über eine Serviceschnittstelle auf die beiden Geräte zuzugreifen. Über die Serviceschnittstelle wurde eine zeitsynchrone Messung durch Prüfling und Referenzgerät veranlasst, und anschließend wurden die so gemessenen Ergebnisse verglichen. Nachteil dieser Vorgehensweise ist, dass die Überprüfung der Kalibrierung wegen der Latenzzeit des Feldbusses nicht über den Feldbus selbst erfolgen kann, sondern eine eigene Serviceschnittstelle erforderlich ist.to execution a comparison measurement between a DUT field device and a Reference field device Previously, it was required, each via a service interface to access the two devices. About the Service interface was a time-synchronous measurement by DUT and reference device and then the results measured in this way were compared. Disadvantage of this procedure is that the review of Calibration due to the latency of the fieldbus not over the Fieldbus itself can be done, but a separate service interface is required.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überprüfung der Kalibrierung eines Feldgeräts zu vereinfachen.task The invention is a review of Calibration of a field device to simplify.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1, 3, 20 und 21 angegebenen Merkmale.Is solved this object by the specified in claims 1, 3, 20 and 21 Characteristics.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are specified in the subclaims.
Um einen zeitgenauen Start einer Messung zu ermöglichen, wird bei der erfindungsgemäßen Lösung eine gewünschte Startzeit vom Feldbus aus in das Feldgerät geschrieben. Auf dem Feldgerät ist ein Zeitgeber vorgesehen, der ein lokales Zeitsignal erzeugt, das mit einer übergeordneten Systemzeit synchronisiert sein kann. Die abgespeicherte Startzeit wird mit dem lokalen Zeitsignal verglichen, und bei Übereinstimmung wird die Messung durch das Feldgerät selbsttätig gestartet.Around to enable a timely start of a measurement is in the inventive solution a desired Start time written from the fieldbus to the field device. There is a timer on the field device is provided, which generates a local time signal, with a parent System time can be synchronized. The saved start time will be compared with the local time signal, and if coincident, the measurement becomes through the field device automatic started.
Mit Hilfe dieses Auslösemechanismus für die Messung wird ein zeitgenauer Start der Messung ermöglicht. Dadurch wird es möglich, eine gewünschte Messung über den Feldbus aufzusetzen, beim Timing der Messung aber von den Latenzzeiten auf dem Feldbus unabhängig zu sein. Würde man die Messung starten, indem ein Startbefehl über den Feldbus übertragen wird, käme es zu Verzögerungen, die durch die Zykluszeit des Feldbus bedingt sind.With Help this trigger mechanism for the measurement a timely start of the measurement is made possible. This will make it possible to get one desired measurement over the Fieldbus set up at the timing of the measurement but of the latencies independent on the fieldbus to be. Would start the measurement by transmitting a start command via the fieldbus will come it delays, which are due to the cycle time of the fieldbus.
Die Verwendung eines derartigen Auslösemechanismus ermöglicht es insbesondere, eine Vergleichsmessung zwischen einem Prüflings-Feldgerät und einem Referenz-Feldgerät durchzuführen. Hierzu wird über den Feldbus eine gemeinsame Startzeit zu dem Prüflings-Feldgerät und zu dem Referenz-Feldgerät übertragen und auf dem jeweiligen Gerät abgespeichert. Sowohl auf dem Prüflings-Feldgerät als auch auf dem Referenz-Feldgerät wird die Messung zum vorgesehenen Startzeitpunkt gestartet. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass die Messung und die Referenzmessung genau zeitsynchron durchgeführt werden. Da das Prüflings-Feldgerät und das Referenz-Feldgerät die selbe physikalische Größe messen und die Messung zeitsynchron erfolgt, sollte der vom Prüfling ermittelte Messwert genau mit dem vom Referenz-Feldgerät ermittelten Referenzwert übereinstimmen. Durch Vergleichen der vom Prüfling und vom Referenzgerät gelieferten Messwerte kann daher die Messgenauigkeit des Prüflings-Feldgeräts beurteilt werden. Dies ist insbesondere für das Qualitätsmanagement in der Prozesstechnik von wesentlicher Bedeutung.The Use of such a triggering mechanism allows in particular, a comparison measurement between a test field device and a To perform a reference field device. For this will over the fieldbus a common start time to the DUT field device and to transferred to the reference field device and on the respective device stored. Both on the DUT field device and on the reference field device the measurement is started at the scheduled start time. On this way is made possible that the measurement and the reference measurement are performed exactly synchronously. Since the DUT field device and the Reference field device the same measure physical size and the measurement is time-synchronized, should be determined by the DUT Exactly match the reference value determined by the reference field device. By comparing those from the examinee and from the reference device Therefore, the measurement accuracy of the device under test can be assessed become. This is especially for the quality management essential in process engineering.
Je näher der vom Prüfling ermittelte Messwert beim Referenzwert liegt, desto besser ist die Messgenauigkeit des Prüflings. Wenn die Abweichung zwischen dem Messergebnis des Prüflings und dem Referenzwert des Referenzgeräts dagegen eine gewisse Grenze überschreitet, dann ist die Messgenauigkeit des Prüflings nicht mehr ausreichend. In diesem Fall ist eine Neukalibrierung des Prüflings erforderlich. Durch die Neubestimmung der Kalibrierparameter des Prüflings kann die Messgenauigkeit wieder auf den früheren Stand gebracht werden.The closer the measured value determined by the test specimen to the reference value, the better the measuring accuracy of the test specimen. If the deviation between the measurement result of the test specimen and the reference value of the reference device, on the other hand, exceeds a certain limit, then the measurement accuracy of the device under test is no longer sufficient. In this case recalibration of the device under test is required. By redetermining the calibration parameters of the test specimen, the measurement accuracy can be restored to its former level.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird im Falle einer schlechten Übereinstimmung zwischen den vom Prüfling und vom Referenzgerät gemessenen Werten automatisch eine Neukalibrierung des Prüflings durchgeführt. Hierzu werden von einer übergeordneten Steuereinheit aus, beispielsweise von einem Master aus, die zur Neukalibrierung erforderlichen Messungen angestoßen. Die neu bestimmten Kalibrierparameter werden anschließend über den Feldbus zum Prüflings-Feldgerät übertragen, abgespeichert und fortan verwendet.at an advantageous embodiment will be in case of a bad match between those of the examinee and from the reference device measured values are automatically recalibrated. For this be from a parent Control unit off, for example, from a master, the Recalibration required measurements initiated. The newly determined calibration parameters are then over the Transmit fieldbus to the DUT field device, saved and used from now on.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung können sowohl die Vergleichsmessung als auch die Neukalibrierung ausschließlich über den Feldbus durchgeführt werden. Zusätzliche Serviceschnittstellen und aufwändige Kalibriertools sind nicht mehr erforderlich.at The solution according to the invention can both the comparison measurement as well as the recalibration exclusively over the Fieldbus performed become. additional Service interfaces and elaborate Calibration tools are no longer required.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.following The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.
Es zeigen:It demonstrate:
Bei
der Übertragung
von Befehlen und Daten über
den Feldbus
Die
Art und Weise, wie die Synchronisation zwischen dem lokalen Zeitgeber
Das
Feldgerät
In
den Speicherzellen
Die
Durchführung
der Messung wird durch ein Steuermodul
Der
anhand von
In
In
Das
Prüflings-Feldgerät
Anhand
von
In
Das
Prüflings-Feldgerät
Zur
Durchführung
einer Vergleichsmessung zwischen Prüflings-Feldgerät
Da
der erste Zeitgeber
Vom
Master
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird diese Neukalibrierung ebenfalls unter der Kontrolle
des Masters
Das
erfindungsgemäße Kalibrierverfahren bietet
den Vorteil, dass die Kalibriermessung über den Feldbus
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