DE102015111155A1 - Field device and method of process and automation technology for direct contacting at least one remote station by means of the field device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur direkten Kontaktierung einer Gegenstelle (5) mittels eines Feldgeräts (F1), das zumindest eine erste Schnittstelle (1) für ein Kommunikationsnetzwerk (3) und eine zweite Schnittstelle (2) zur Verbindung mit einer Kommunikationseinheit (4) besitzt, wobei im Feldgerät (F1) ein Algorithmus (6) zur Verarbeitung und Weiterleitung einer Kommunikationsanforderung implementiert ist, umfassend folgende Schritte:
Herstellen einer Verbindung des Feldgeräts (F1) mit der Kommunikationseinheit (4) mittels der zweiten Schnittstelle (2);
Einreichen einer Kommunikationsanforderung durch einen Benutzer;
Verarbeitung und Weiterleitung der Kommunikationsanforderung durch den Algorithmus (6); und
Aufbauen einer Verbindung zwischen dem Feldgerät (F1) und einer Gegenstelle (5) über das Kommunikationsnetzwerk (3);
und ein Feldgerät der Prozess- und Automatisierungstechnik, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.The invention describes a method for direct contacting of a remote station (5) by means of a field device (F1), which has at least a first interface (1) for a communication network (3) and a second interface (2) for connection to a communication unit (4) in which an algorithm (6) for processing and forwarding a communication request is implemented in the field device (F1), comprising the following steps:
Establishing a connection of the field device (F1) with the communication unit (4) by means of the second interface (2);
Submit a communication request by a user;
Processing and forwarding of the communication request by the algorithm (6); and
Establishing a connection between the field device (F1) and a remote station (5) via the communication network (3);
and a field device of process and automation technology, which is suitable for carrying out the method according to the invention.
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zur direkten Kontaktierung einer Gegenstelle mittels eines Feldgeräts, das zumindest eine erste Schnittstelle für ein Kommunikationsnetzwerk und eine zweite Schnittstelle zur Verbindung mit einer Kommunikationseinheit besitzt, wobei im Feldgerät ein Algorithmus zur Verarbeitung und Weiterleitung einer Kommunikationsanforderung implementiert ist.The invention relates to methods for direct contacting of a remote station by means of a field device, which has at least a first interface for a communication network and a second interface for connection to a communication unit, wherein an algorithm for processing and forwarding a communication request is implemented in the field device.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Prozessautomatisierungstechnik ebenso wie in der Fertigungsautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, Füllstandmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktoren verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.Field devices are already known from the prior art, which are used in industrial plants. Field devices are often used in process automation technology as well as in factory automation technology. In principle, field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information. For example, field devices are used to detect and / or influence process variables. Measuring devices or sensors are used to record process variables. These are used, for example, for pressure and temperature measurement, conductivity measurement, flow measurement, level measurement, etc., and record the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH value, level, flow etc. Actuators are used to influence process variables. These are, for example, pumps or valves that can influence the flow of a liquid in a pipe or the level in a container. In addition to the measuring devices and actuators mentioned above, field devices are also understood as remote I / Os, radio adapters or general devices which are arranged at the field level.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.A large number of such field devices are produced and sold by the Endress + Hauser Group.
In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Bussysteme, wie Profibus®, FOUNDATION Fieldbus®, HART®, etc. mit übergeordneten Einheiten verbunden. Üblicherweise handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, hier insbesondere von Sensoren erfassten Messwerte werden über das jeweilige Bussystem an eine oder ggf. mehrere übergeordnete Einheit/Einheiten übermittelt. Daneben erfolgt auch zwecks Konfigurierung, Parametrierung, Diagnose von Feldgeräten oder zwecks Ansteuerung von Aktoren eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte.In modern industrial plants field devices are usually via bus systems such as Profibus ®, FOUNDATION Fieldbus ®, HART ®, etc. connected to the higher-level units. Usually, the higher-level units are control systems or control units, such as a PLC (programmable logic controller). The higher-level units serve, among other things, for process control, process visualization, process monitoring and commissioning of the field devices. The measured values acquired by the field devices, in particular by sensors, are transmitted via the respective bus system to one or possibly a plurality of higher-order unit (s). In addition, for the purpose of configuration, parameterization, diagnosis of field devices or for the purpose of controlling actuators, data is transmitted from the higher-level unit to the field devices via the bus system.
In einem Fehlerfall eines Feldgerätes in einer Prozessanlage ist der Kunde auf schnelle Hilfe angewiesen. Üblicherweise wird das Servicepersonal des Feldgeräteherstellers über eine Telefonnummer kontaktiert. Dafür benötigt ein Kunde oder ein Techniker ein Mobiltelefon. Weiterhin muss die Nummer des Helpdesks bekannt sein. Ein großes Problem stellt es dar, wenn in der Prozessanlage, beispielsweise durch elektromagnetische Abschirmung, keine Verbindung mit dem Mobilfunknetz hergestellt werden kann und der Kunde oder der Techniker somit nicht vor Ort betreut werden kann.In the event of a fault of a field device in a process plant, the customer is dependent on quick help. Usually, the service personnel of the field device manufacturer is contacted via a telephone number. For this, a customer or a technician needs a mobile phone. Furthermore, the number of the helpdesk must be known. A major problem is when in the process plant, for example, by electromagnetic shielding, no connection to the mobile network can be made and the customer or the technician can not be cared for locally.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Feldgerät vorzustellen, mit dessen Hilfe auf einfache und schnelle Art und Weise Kontakt zu einer Gegenstelle aufgenommen wird.The invention is therefore based on the object to present a method and a field device, with the help of a simple and fast way contact is made to a remote site.
Die Erfindung wird durch ein Verfahren zur direkten Kontaktierung einer Gegenstelle mittels eines wie in der Beschreibung beschriebenen Feldgeräts, das zumindest eine erste Schnittstelle für ein Kommunikationsnetzwerk und eine zweite Schnittstelle zur Verbindung mit einer Kommunikationseinheit besitzt, wobei im Feldgerät ein Algorithmus zur Verarbeitung und Weiterleitung einer Kommunikationsanforderung implementiert ist, gelöst, das sich durch die folgenden Verfahrensschritte auszeichnet:
- – Herstellen einer Verbindung des Feldgeräts mit der Kommunikationseinheit mittels der zweiten Schnittstelle;
- – Einreichen einer Kommunikationsanforderung durch einen Benutzer;
- – Verarbeitung und Weiterleitung der Kommunikationsanforderung durch den Algorithmus; und
- – Aufbauen einer Verbindung zwischen dem Feldgerät und einer Gegenstelle über das Kommunikationsnetzwerk.
- - Establishing a connection of the field device with the communication unit by means of the second interface;
- - submission of a communication request by a user;
- Processing and forwarding of the communication request by the algorithm; and
- Establishing a connection between the field device and a remote station via the communication network.
Der große Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass die Verbindung mit einer der durch das Kommunikationsnetzwerk erreichbaren Gegenstelle auf effiziente und einfache Art und Weise aufgebaut wird. Da die Verbindung direkt über das Feldgerät erfolgt, muss dem Kunden die Netzwerkadresse der gewünschten Gegenstelle nicht bekannt sein. Auch wird einem Verbindungsausfall eines Mobiltelefons in einer elektromagnetisch isolierten Anlage vorgebeugt. Die Sprachverbindung über das Netzwerk beruht beispielsweise auf Voice over IP (VoiP).The great advantage of this invention is that the connection to one of the remote stations reachable through the communication network is established in an efficient and simple manner. Since the connection is made directly via the field device, the customer does not need to know the network address of the desired remote station. Also, a connection failure of a mobile phone in an electromagnetically insulated system is prevented. The voice connection over the network is based, for example, on Voice over IP (VoiP).
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, mit einer Gegenstelle außerhalb des Kommunikationsnetzwerks zu kommunizieren. Beispielsweise kann das Kommunikationsnetzwerk über ein Gateway mit dem Internet verbunden sein und bietet somit die Möglichkeit, mit Gegenstellen weltweit zu kommunizieren.By means of the method according to the invention, it is possible to communicate with a remote station outside the communication network. For example, the communication network can be connected to the Internet via a gateway and thus offers the possibility of communicating with remote stations worldwide.
Als Gegenstelle wird beispielsweise ein Helpdesk mit Servicemitarbeitern bezeichnet. Des Weiteren kann die Gegenstelle beispielsweise durch eine IT-Stelle oder einer Verkaufsstelle, beispielsweise für Ersatzteile, repräsentiert werden. For example, a helpdesk with service employees is referred to as the remote station. Furthermore, the remote station can be represented, for example, by an IT agency or a sales outlet, for example for spare parts.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kommunikationsanforderung per Knopfdruck am Feldgerät aktiviert. Die Gegenstelle ist dabei im Gerät automatisch einprogrammiert, und die Verbindung zu dieser Gegenstelle wird sofort aufgebaut. Alternativ ist es möglich, mittels einer Software eine gewünschte Gegenstelle ins Gerät zu programmieren, die bei Knopfdruck kontaktiert wird.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the communication request is activated at the push of a button on the field device. The remote station is automatically programmed in the device, and the connection to this remote station is established immediately. Alternatively, it is possible to program a desired remote station into the device by means of software, which is contacted at the push of a button.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kommunikationsanforderung über die Kommunikationseinheit mittels der Verbindung des Feldgeräts mit der Kommunikationseinheit eingereicht. In der Kommunikationseinheit können dafür die Netzwerkadressen verschiedener Gegenstellen gespeichert sein. Der Benutzer kann individuell auswählen, welche Gegenstelle er kontaktieren möchte.In a preferred development of the method according to the invention, the communication request is submitted via the communication unit by means of the connection of the field device with the communication unit. In the communication unit, the network addresses of different remote sites can be stored for this purpose. The user can individually select which remote site he wants to contact.
In einer bevorzugten Variation des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kommunikationsanforderung durch die Gegenstelle eingereicht. Dadurch ist es möglich, dass die Gegenstelle beispielsweise zu festgelegten Intervallen Fernwartung betreibt. Es ist auch möglich, zu einem bestehenden Gespräch einen weiteren Teilnehmer hinzuzurufen, der direkt über ein weiteres Feldgerät von der Gegenstelle aus kontaktiert wird.In a preferred variation of the method according to the invention, the communication request is submitted by the remote station. This makes it possible for the remote station to operate remote maintenance at fixed intervals, for example. It is also possible to call another subscriber for an existing call, which is contacted directly via another field device from the remote station.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Kommunikationsanforderung mittels eines Softwarebefehls eingereicht wird. Dieser Softwarebefehl kann beispielsweise über eine übergeordnete Einheit, beispielsweise eine SPS, eingereicht werden. Der Zeitpunkt des Einreichens kann manuell gewählt werden, ebenso ist es aber auch möglich, dass Zeitpunkte automatisch festgelegt werden, beispielsweise zum Ausführen von Wartungsroutinen.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the communication request is submitted by means of a software command. This software command can be submitted via a higher-level unit, for example a PLC. The time of submission can be selected manually, but it is also possible that times are set automatically, for example, to carry out maintenance routines.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Feldgerät Messwerte und/oder Diagnosedaten mittels der Verbindung zwischen dem Feldgerät und der Gegenstelle direkt an die Gegenstelle sendet. Auf diese Art und Weise ist es beispielsweise möglich, dem Servicepersonal diese Messwerte und/oder Diagnosedaten direkt zukommen zu lassen, um den Diagnosevorgang und die Problembehebung erheblich zu beschleunigen.A preferred development of the method according to the invention provides that the field device transmits measured values and / or diagnostic data directly to the remote station by means of the connection between the field device and the remote station. In this way, it is possible, for example, to provide the service personnel with these measured values and / or diagnostic data directly, in order to considerably speed up the diagnosis process and troubleshooting.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest eine Anwendungssoftware über die Verbindung zwischen dem Feldgerät und der Gegenstelle auf das Feldgerät und/oder auf die Kommunikationseinheit – hier über die Verbindung zwischen Feldgerät und Kommunikationseinheit – geladen wird. Dadurch ist es für eine Kunden oder einen Techniker noch einfacher, den Kontakt zur Gegenstelle herzustellen. Verwendet der Kunde beispielsweise ein Smartphone, so kann er sich die Anwendungssoftware direkt über das Feldgerät auf sein Smartphone laden und den Befehl zum Kommunikationsaufbau zu einer oder mehreren in der Anwendungssoftware gespeicherten Gegenstellen direkt über das Smartphone an das Feldgerät eingereicht werden.In a preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that at least one application software is loaded via the connection between the field device and the remote station to the field device and / or to the communication unit - here via the connection between the field device and the communication unit. This makes it even easier for a customer or a technician to establish contact with the remote station. If the customer uses, for example, a smartphone, he can load the application software directly via the field device onto his smartphone and the command to establish communication with one or more stations stored in the application software can be submitted directly to the field device via the smartphone.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Verbindung zu mehreren Gegenstellen simultan aufgebaut. Auf diese Art und Weise können beispielsweise Telefonkonferenzen aufgebaut werden. Beispielsweise kann ein Servicemitarbeiter zur Problemlösung simultan einen Spezialisten hinzuverbinden.In one embodiment of the method according to the invention, a connection to several remote sites is established simultaneously. In this way, for example, telephone conferences can be established. For example, a service employee can simultaneously connect a specialist for problem solving.
Die Erfindung wird weiterhin durch ein Feldgerät der Prozess- und Automatisierungstechnik zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, umfassend zumindest
- – eine Schnittstelle für ein Kommunikationsnetzwerk;
- – eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Kommunikationseinheit; und
- – einen Algorithmus zur Verarbeitung und Weiterleitung einer Kommunikationsanforderung.
- An interface for a communication network;
- An interface for connection to a communication unit; and
- An algorithm for processing and forwarding a communication request.
Die Kommunikationseinheit kann eine vom Feldgerät separierte Einheit sein, aber auch direkt im Feldgerät integriert sein.The communication unit can be a unit separated from the field device, but can also be integrated directly in the field device.
Eine vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Feldgeräts sieht vor, dass die Kommunikationseinheit zumindest ein Mikrofon und einen Lautsprecher besitzt. Somit benötigt der Kunde kein Mobiltelefon, um mit der Gegenstelle zu kommunizieren.An advantageous variant of the field device according to the invention provides that the communication unit has at least one microphone and one loudspeaker. Thus, the customer does not need a mobile phone to communicate with the remote station.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräts handelt es sich bei der Kommunikationseinheit um ein kabelgebundenes Headset. Die Verbindung der Kommunikationseinheit zum Feldgerät kann beispielweise über eine Klinkenbuchse realisiert werden.In a preferred embodiment of the field device according to the invention, the communication unit is a wired headset. The connection of the communication unit to the field device can be realized for example via a jack.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräts handelt es sich bei der Kommunikationseinheit um eine mobile Kommunikationseinheit, insbesondere ein Bluetooth-Headset, wobei die Schnittstelle zur Verbindung mit der Kommunikationseinheit eine Funkschnittstelle ist. Das einzige, was ein Kunde oder ein Techniker nun beispielsweise für eine Kommunikation mit einem Heldpdesk benötigt, ist ein platzsparendes Bluetooth-Headset.In a particularly advantageous embodiment of the field device according to the invention, the communication unit is a mobile communication unit, in particular a Bluetooth headset, wherein the interface for connection to the communication unit is a radio interface. The only thing a customer or a technician now, for example, to communicate with Heldpdesk needs is a space-saving Bluetooth headset.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Feldgeräts sieht vor, dass der Kommunikationseinheit eine Webcam zugeordnet ist. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung besteht darin, dass der Kunde der Gegenstelle visuelle Hilfe bei der Problemlösung bieten kann. Hat beispielsweise das Gehäuse eines Feldgeräts Schaden genommen, so kann der Gegenstelle mittels der Webcam ein Bild gesendet werden, um die behebenden Maßnahmen präzise auf den Schadensfall abzustimmen.An advantageous development of the field device according to the invention provides that the communication unit is assigned a webcam. The advantage of this development according to the invention is that the customer of the remote site can provide visual assistance in solving the problem. If, for example, the housing of a field device has been damaged, then the remote site can be sent an image by means of the webcam in order to precisely tune the remedial measures to the event of damage.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräts handelt es sich bei der Kommunikationseinheit um ein mobiles Endgerät. Als mobiles Endgerät werden beispielsweise Smartphones, Tablet PCs, o.Ä. bezeichnet. Der Vorteil besteht darin, dass diese mobilen Endgeräte in der Regel ein Mikrofon, einen Lautsprecher und/oder eine Webcam implementiert haben. Außerdem können diese mobilen Endgeräte mittels einer Anwendungssoftware automatisch auf die Verwendung bei einem Feldgerät konfiguriert werden. Der Kunde muss somit keine aufwendige Konfiguration des mobilen Endgeräts vornehmen.In a particularly preferred embodiment of the field device according to the invention, the communication unit is a mobile terminal. As a mobile device, for example, smart phones, tablet PCs, or similar. designated. The advantage is that these mobile terminals have typically implemented a microphone, a speaker and / or a webcam. In addition, these mobile terminals can be automatically configured for use with a field device by means of application software. The customer does not have to make a complex configuration of the mobile device.
In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Feldgeräts handelt es sich bei der Schnittstelle für ein Kommunikationsnetzwerk um eine Multiprotokoll-fähige Schnittstelle. Dadurch kann das Feldgerät in verschiedensten Netzwerkausführungen betrieben werden, was einen universellen Einsatz ermöglicht. Im Prinzip kann jedes gebräuchliche Protokoll eines Feldbus-, WAN- oder LAN-Netzwerks verwendet werden.In a preferred variant of the field device according to the invention, the interface for a communications network is a multiprotocol-capable interface. As a result, the field device can be operated in a variety of network designs, which enables universal use. In principle, any common protocol of a fieldbus, WAN or LAN network can be used.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräts sieht vor, dass es sich bei dem ersten Netzwerk um ein Netzwerk Automatisierungstechnik, insbesondere basierend auf der Ethernet-Technologie, handelt. Im Prinzip kann jedes gebräuchliche Protokoll eines Netzwerks der Automatisierungstechnik, insbesondere eines Feldbusnetzwerks, wie Foundation Fieldbus®, Profibus®, HART®, Modbus®, etc. verwendet werden. Es ist außerdem möglich, eine Kombination zweier Netzwerke, beispielsweise ein Feldbusnetzwerk, das über einen Gateway mit dem Internet verbunden ist, zu verwenden. Die Übertragungsrate des Felsbusnetzwerks muss allerdings ausreichend hoch sein, um eine gute Sprachverständlichkeit, bzw. eine gute Videoübertragung gewährleisten zu könnenA particularly advantageous embodiment of the field device according to the invention provides that the first network is a network automation technology, in particular based on the Ethernet technology. In principle, any common protocol of a network of automation technology, in particular a field bus network, such as Foundation Fieldbus ®, PROFIBUS ®, HART ®, Modbus ®, etc. used. It is also possible to use a combination of two networks, for example a fieldbus network, which is connected to the Internet via a gateway. However, the transmission rate of the Felsbus network must be high enough to ensure good speech intelligibility and good video transmission
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows
Ist die Verbindung hergestellt, kann der Benutzer mittels der Kommunikationseinheit
Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass Anwendungssoftware für das Feldgerät F1 oder die Kommunikationseinheit über die Gegenstelle
Analog zur Beschreibung der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- F1F1
- Feldgerät field device
- 11
- erste Schnittstelle first interface
- 22
- zweite Schnittstelle second interface
- 33
- Kommunikationsnetzwerk Communication network
- 44
- Kommunikationseinheit communication unit
- 55
- Gegenstelle remote station
- 66
- Algorithmus zur Verarbeitung und Weiterleitung der Kommunikationsanforderung Algorithm for processing and forwarding the communication request
- 77
- übergeordnete Einheit parent unit
- 88th
- Gateway gateway
- 99
- zweites Netzwerk second network
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