DE102018210043A1

DE102018210043A1 - Easier configuration and initialization of field devices

Info

Publication number: DE102018210043A1
Application number: DE102018210043.8A
Authority: DE
Inventors: Winfried Rauer; Holger Staiger
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2019-12-24

Abstract

Bedieneinheit (1) für ein Feldgerät (2), umfassend Befestigungsmittel (1a, 1b), welche mit hierzu korrespondierenden Befestigungsmitteln (2a, 2b) des Feldgeräts (2) in zerstörungsfrei lösbarer Weise verbindbar sind, wobei das Feldgerät (2) zur Messung und/oder Steuerung mindestens einer Prozessgröße (3) in einem industriellen Produktionsprozess (4) ausgebildet ist und wobei die Bedieneinheit (1) dazu ausgebildet ist, Eingaben (51) von einem Bediener (5) entgegenzunehmen und zur Konfiguration und/oder Initialisierung der Messung, bzw. der Steuerung, an das Feldgerät (2) weiterzuleiten, wobei die Bedieneinheit (1) eine Ausgabeeinrichtung (13) zur Ausgabe eines Videos (12) an den Bediener (5) aufweist.Feldgerät (2) zur Messung und/oder Steuerung mindestens einer Prozessgröße (3) in einem industriellen Produktionsprozess (4), ausgeführt als Füllstandmessgerät, Grenzstandmessgerät, Dichtemessgerät, Durchflussmessgerät oder Druckmessgerät und ausgestattet mit der Bedieneinheit (1).Zugehöriges Computerprogramm.Operating unit (1) for a field device (2), comprising fastening means (1a, 1b), which can be connected to the corresponding fastening means (2a, 2b) of the field device (2) in a non-destructive manner, the field device (2) for measuring and / or control of at least one process variable (3) in an industrial production process (4) and the control unit (1) is designed to receive inputs (51) from an operator (5) and to configure and / or initialize the measurement, or the controller to forward to the field device (2), the operating unit (1) having an output device (13) for outputting a video (12) to the operator (5). Field device (2) for measurement and / or control at least a process variable (3) in an industrial production process (4), designed as a level measuring device, point level measuring device, density measuring device, flow measuring device or pressure measuring device and equipped with the operator control unit (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit, die die Konfiguration und/oder Initialisierung eines Feldgeräts zur Messung und/oder Steuerung mindestens einer Prozessgröße in einem industriellen Produktionsprozess erleichtert.The invention relates to an operating unit that facilitates the configuration and / or initialization of a field device for measuring and / or controlling at least one process variable in an industrial production process.

Stand der TechnikState of the art

Feldgeräte zur Messung und/oder Steuerung mindestens einer Prozessgröße in einem industriellen Produktionsprozess werden während ihres Normalbetriebs größtenteils über ein Netzwerk fernbedient und liefern auch Messdaten sowie Statusinformationen über dieses Netzwerk. Häufig werden die Feldgeräte über das Netzwerk zugleich mit Strom versorgt, so dass eine eigene Verkabelung hierfür entfällt.Field devices for measuring and / or controlling at least one process variable in an industrial production process are largely remotely operated via a network during their normal operation and also provide measurement data and status information via this network. The field devices are often supplied with power via the network at the same time, so that there is no need for separate cabling for this.

Insbesondere beim Auftreten von Alarmzuständen ist daneben häufig ebenfalls gefordert, dass ein vor Ort anwesender Bediener die relevante Information unmittelbar vom Feldgerät ablesen kann und sich nicht erst mit technischen Hilfsmitteln Zugang zu den vom Feldgerät über das Netzwerk übermittelten Daten verschaffen muss. Feldgeräte sind daher häufig mit Bedieneinheiten ausgestattet, die ein Display sowie gegebenenfalls ein oder mehrere Bedienelemente aufweisen.In particular, when alarm conditions occur, it is also often required that an operator present on site can read the relevant information directly from the field device and does not have to first have access to the data transmitted by the field device via the network using technical aids. Field devices are therefore often equipped with control units which have a display and, if appropriate, one or more control elements.

Die DE 10 2008 047 376 A1 sowie die DE 10 2008 047 422 A1 schlagen vor, zur besseren Lesbarkeit an Stelle eines Displays eine Projektionsvorrichtung zu verwenden.The DE 10 2008 047 376 A1 as well as the DE 10 2008 047 422 A1 propose to use a projection device instead of a display for better readability.

Bei der Inbetriebnahme eines Feldgeräts ist es nicht immer damit getan, das Feldgerät physisch an den industriellen Prozess zu koppeln und mit dem Netzwerk zu verbinden. Vielmehr ist es häufig erforderlich, dass mit Hilfe der Bedienelemente an der Bedieneinheit eine Konfiguration und/oder Initialisierung des Feldgeräts vorgenommen wird, um beispielsweise ein Messgerät abzugleichen oder Kommunikationsparameter für die Verbindung mit dem Netzwerk zu setzen.When commissioning a field device, it is not always enough to physically couple the field device to the industrial process and to connect it to the network. Rather, it is often necessary that the operating elements on the operating unit be used to configure and / or initialize the field device, for example in order to compare a measuring device or to set communication parameters for the connection to the network.

Aufgabe und LösungTask and solution

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Konfiguration und/oder Initialisierung eines Feldgeräts vor Ort, insbesondere bei der Erstinbetriebnahme, zu erleichtern.It is the object of the present invention to facilitate the configuration and / or initialization of a field device on site, in particular during initial commissioning.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Bedieneinheit gemäß Hauptanspruch, durch ein Feldgerät mit einer solchen Bedieneinheit gemäß Nebenanspruch sowie durch ein Computerprogramm gemäß weiterem Nebenanspruch. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den darauf rückbezogenen Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by an operating unit according to the main claim, by a field device with such an operating unit according to the secondary claim and by a computer program according to the additional secondary claim. Further advantageous configurations result from the subclaims which refer back to it.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Im Rahmen der Erfindung wurde eine Bedieneinheit für ein Feldgerät entwickelt. Das Feldgerät ist zur Messung und/oder Steuerung mindestens einer Prozessgröße in einem industriellen Produktionsprozess ausgebildet. Die Bedieneinheit ist dazu ausgebildet, Eingaben von einem Bediener entgegenzunehmen und zur Konfiguration und/oder Initialisierung der Messung, bzw. der Steuerung, an das Feldgerät weiterzuleiten.In the context of the invention, an operating unit for a field device was developed. The field device is designed to measure and / or control at least one process variable in an industrial production process. The operating unit is designed to receive inputs from an operator and to forward them to the field device for configuration and / or initialization of the measurement or the control.

Die Bedieneinheit umfasst Befestigungsmittel, welche mit hierzu korrespondierenden Befestigungsmitteln des Feldgeräts in zerstörungsfrei lösbarer Weise verbindbar sind. Die Befestigungsmittel können insbesondere eine Schraubverbindung, eine Steckverbindung, und/oder einen Bajonettverschluss, umfassen.The operating unit comprises fastening means which can be connected to the fastening means of the field device corresponding thereto in a non-destructively detachable manner. The fastening means can in particular comprise a screw connection, a plug connection, and / or a bayonet lock.

Weiterhin ist eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe eines Videos an den Bediener vorgesehen. Das Video kann vorteilhaft insbesondere ein Anleitungsvideo für die Konfiguration bzw. Initialisierung sein, ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Das Video kann auch beispielsweise eine Montageanleitung oder eine Information über im Zusammenhang mit der Bedieneinheit, bzw. dem Feldgerät, sinnvoll einzusetzende weitere Geräte oder Materialien, wie beispielsweise Verbrauchsmaterialien, enthalten.An output device for outputting a video to the operator is also provided. The video can advantageously be, in particular, an instruction video for the configuration or initialization, but is not limited to this. The video can also contain, for example, assembly instructions or information about other devices or materials, such as consumables, that can be used expediently in connection with the operating unit or the field device.

Es wurde erkannt, dass Unklarheiten hinsichtlich der im Einzelnen vorzunehmenden Bedienschritte in der Praxis ein begrenzender Faktor für die Geschwindigkeit ist, mit der ein Feldgerät in konfiguriert oder initialisiert werden kann. Bei der Vielzahl von Feldgeräten, die in einem typischen industriellen Produktionsprozess versammelt sind, ist es für den Bediener schwer, sich die genauen Bedienschritte für jedes einzelne Gerät zu merken. Weiterhin kann ein derartiges Wissen veraltet sein, wenn beispielsweise die Firmware des Feldgeräts oder der Bedieneinheit automatisch über das Netzwerk aktualisiert wurde. Im Ergebnis kommt es häufig zu Situationen, in denen der Bediener nicht genau weiß, was als nächstes zu tun ist, bzw. in denen die Bedieneinheit anders auf eine Eingabe reagiert als der Bediener dies erwartet.It was recognized that ambiguities regarding the individual operating steps to be carried out are in practice a limiting factor for the speed with which a field device can be configured or initialized. With the large number of field devices that are assembled in a typical industrial production process, it is difficult for the operator to remember the exact operating steps for each individual device. Furthermore, such knowledge can be out of date if, for example, the firmware of the field device or the control unit has been updated automatically via the network. As a result, there are often situations in which the operator does not know exactly what to do next, or in which the operating unit reacts differently to an input than the operator expects.

Vom Bediener in schriftlicher oder elektronischer Form mitgeführtes Informationsmaterial ist mitunter nur von eingeschränktem Nutzen, da die Bedienung vom genauen Firmware-Versionsstand abhängen kann und der Bediener diesen dann zunächst durch manuelle Abfrage an der Bedieneinheit in Erfahrung bringen muss in der Hoffnung, das zu diesem Versionsstand passende Informationsmaterial parat zu haben. Gleiches gilt bei der Beschaffung des Materials vor Ort aus dem Internet, wobei hier noch die zusätzliche Schwierigkeit besteht, dass in einer Industrieanlage nicht immer eine hinreichende Versorgung mit Mobilfunk besteht.Information material provided by the operator in written or electronic form is sometimes of limited use, since operation can depend on the exact firmware version and the operator must first find this out by manually querying the control unit in the hope that this will be the case with this version to have the right information at hand. The same applies to the procurement of Materials on site from the Internet, although there is the additional difficulty that there is not always an adequate supply of mobile radio in an industrial plant.

Das im Feldgerät oder im Bediengerät selbst hinterlegte Video kann hingegen bei jedem Firmware-Update gleich mit aktualisiert werden, so dass die Information, welche Bedienschritte angesichts der aktuellen Firmware-Versionsstände von Feldgerät und Bedieneinheit durchzuführen sind, immer vor Ort verfügbar ist.The video stored in the field device or in the operating device itself, however, can be updated with every firmware update, so that the information as to which operating steps must be carried out in view of the current firmware version status of the field device and operating unit is always available on site.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Bedieneinheit einen nichtflüchtigen Speicher, der zur Aufnahme des Videos ausgebildet ist. Dieser Speicher kann beispielsweise im gleichen Hardwarebaustein residieren, in dem auch eine Firmware der Bedieneinheit, und/oder Konfigurationseinstellungen für die Bedieneinheit oder das Feldgerät, abgelegt sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass am Feldgerät selbst keine Veränderungen vorgenommen werden müssen.In an advantageous embodiment, the operating unit comprises a non-volatile memory which is designed to record the video. This memory can reside, for example, in the same hardware module in which the firmware of the control unit and / or configuration settings for the control unit or the field device are also stored. The advantage of this configuration is that no changes need to be made to the field device itself.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Bedieneinheit eine Kommunikationsschnittstelle, die mit einer hierzu korrespondierenden Kommunikationsschnittstelle des Feldgeräts verbindbar und mindestens dazu ausgebildet ist, das Video von dem Feldgerät zu beziehen. Insbesondere kann diese Kommunikationsschnittstelle eine Bandbreite haben, die für das Streaming des Videos in Echtzeit ausreicht. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass der zusätzliche Hardwareaufwand vermindert wird. Typischerweise ist die in einem Feldgerät verbaute Hardware leistungsfähiger ausgelegt als die in einer Bedieneinheit verbaute Hardware.In a further advantageous embodiment, the operating unit comprises a communication interface which can be connected to a corresponding communication interface of the field device and which is at least designed to obtain the video from the field device. In particular, this communication interface can have a bandwidth that is sufficient for streaming the video in real time. The advantage of this configuration is that the additional hardware expenditure is reduced. The hardware installed in a field device is typically designed to be more powerful than the hardware installed in an operating unit.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Bedieneinheit einen Energiespeicher, der aus der externen Energieversorgung der Bedieneinheit speisbar ist und dazu ausgebildet ist, der Bedieneinheit während der Ausgabe des Videos eine größere elektrische Leistung zur Verfügung zu stellen als die von der externen Energieversorgung beziehbare Leistung. Dieser Energiespeicher kann beispielsweise ein Akku oder ein Kondensator sein.In a particularly advantageous embodiment, the operating unit comprises an energy store which can be fed from the external energy supply of the operating unit and is designed to provide the operating unit with greater electrical power than the power obtainable from the external energy supply during the output of the video. This energy store can be, for example, a battery or a capacitor.

Es wurde erkannt, dass insbesondere bei an Zweidraht-Netzwerke angeschlossenen Feldgeräten die verfügbare elektrische Leistung einen Engpass für die Ausgabe des Videos darstellt. So kommunizieren beispielsweise viele Feldgeräte über eine Stromschnittstelle, d.h., ein vom Feldgerät übertragener Messwert wird in den Strom kodiert, der durch das Feldgerät als Ganzes fließt, wobei dieser Strom beispielsweise zwischen 4 und 20 mA betragen kann. Diese Übertragung ist sehr robust gegen elektromagnetische Störungen und wird auch durch die Länge der Zweidrahtleitung nicht verfälscht, solange nur eine hinreichende Spannung anliegt. Dafür ist der für den Eigenbedarf des Feldgeräts verfügbare Strom im ungünstigsten Zustand auf 4 mA beschränkt. Bei einer Versorgungsspannung von beispielsweise 20 V ist also nur eine Leistung von 80 mW immer verfügbar. Das Video muss jedoch nur kurzzeitig und typischerweise sehr selten angezeigt werden. Daher ist es kostengünstig, aus der bestehenden externen Energieversorgung der Bedieneinheit einen Energiebetrag in dem Energiespeicher gleichsam „anzusparen“, so dass die externe Energieversorgung selbst unverändert bleiben kann. Hierzu können insbesondere auch zeitliche Phasen ausgenutzt werden, in denen Ströme am oberen Ende der Spanne zwischen 4 und 20 mA durch das Feldgerät fließen.It was recognized that, particularly in the case of field devices connected to two-wire networks, the available electrical power represents a bottleneck for the output of the video. For example, many field devices communicate via a current interface, i.e. a measured value transmitted by the field device is encoded in the current that flows through the field device as a whole, which current can be, for example, between 4 and 20 mA. This transmission is very robust against electromagnetic interference and is not distorted by the length of the two-wire line as long as there is sufficient voltage. For this purpose, the current available for the field device's own requirements is limited to 4 mA in the most unfavorable state. With a supply voltage of 20 V, for example, only a power of 80 mW is always available. However, the video only has to be displayed for a short time and typically very rarely. It is therefore cost-effective to “save” an amount of energy in the energy store from the existing external energy supply to the control unit, so that the external energy supply itself can remain unchanged. For this purpose, temporal phases can be used in particular, in which currents flow through the field device at the upper end of the range between 4 and 20 mA.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Ausgabeeinrichtung ein an der Bedieneinheit angeordnetes Display, welches zugleich der Bedienerführung bei der Konfiguration und/oder Initialisierung dient. Durch diese Doppelnutzung des Displays wird der zusätzliche Hardwareaufwand für die nur selten notwendige Ausgabe des Videos vermindert.In a further particularly advantageous embodiment, the output device comprises a display arranged on the operating unit, which at the same time serves to guide the operator during configuration and / or initialization. This double use of the display reduces the additional hardware expenditure for the rarely necessary output of the video.

Das Display kann insbesondere vorteilhaft als Touch-Display ausgebildet sein, welches Eingaben vom Bediener entgegenzunehmen vermag. Auf diese Weise kann Platz für weitere Bedienelemente eingespart werden, so dass wiederum die Fläche des Displays vergrößert werden und eine detailreichere Darstellung des Videos ermöglicht werden kann.The display can in particular advantageously be designed as a touch display, which can accept inputs from the operator. In this way, space for further operating elements can be saved, so that the area of the display can be enlarged and a more detailed display of the video can be made possible.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Display eine farbige Flüssigkristallanzeige mit Hintergrundbeleuchtung. Zugleich ist die Bedieneinheit dazu ausgebildet, während der Ausgabe des Videos die Hintergrundbeleuchtung aus dem Energiespeicher zu speisen.In a further particularly advantageous embodiment, the display comprises a colored liquid crystal display with background lighting. At the same time, the control unit is designed to feed the backlight from the energy store during the output of the video.

Es wurde erkannt, dass das Display auf diese Weise in zwei unterschiedlichen Modi betrieben werden kann, die sich in ihrem Energiebedarf deutlich unterscheiden. Im normalen Betrieb des Feldgeräts muss das Display nur wenige Informationen zu Messwerten oder Betriebszuständen anzeigen. Diese Informationen sind auch ohne Hintergrundbeleuchtung ausreichend lesbar, und die Flüssigkristallanzeige selbst ohne Hintergrundbeleuchtung kann dann ein genügsamer Verbraucher sein, der aus der externen Energieversorgung der Bedieneinheit speisbar ist. Für die Ausgabe des Videos ist es hingegen wünschenswert, die Hintergrundbeleuchtung zu verwenden, damit beispielsweise Farben originalgetreu dargestellt werden.It was recognized that the display can be operated in two different modes in this way, which differ significantly in their energy requirements. During normal operation of the field device, the display only has to show a little information on measured values or operating states. This information is sufficiently legible even without backlighting, and the liquid crystal display even without backlighting can then be a frugal consumer who can be fed from the external power supply of the operating unit. For the output of the video, however, it is desirable to use the backlight so that, for example, colors are displayed true to the original.

Die Kombination aus Flüssigkristallanzeige und Hintergrundbeleuchtung ist in dieser Hinsicht vorteilhaft gegenüber selbstleuchtenden Displays, wie beispielsweise OLED-Displays, die ständig Energie für das Leuchten benötigen und nicht ersatzweise mit einer externen Lichtquelle (etwa einer Taschenlampe) abgelesen werden können.The combination of liquid crystal display and backlight is advantageous in this respect compared to self-illuminating displays, such as OLED displays, which are constantly Require energy for lighting and cannot be read with an external light source (such as a flashlight).

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Bedieneinheit eine Umschalteinrichtung, mit der das Display zwischen der Nutzung für die Bedienerführung und der Nutzung für die Ausgabe des Videos schaltbar ist.In a further particularly advantageous embodiment, the operating unit comprises a switchover device with which the display can be switched between the use for operator guidance and the use for outputting the video.

Es wurde erkannt, dass die Konfiguration und/oder Initialisierung ein komplexer, mehrschrittiger Vorgang sein kann, den sich der Bediener möglicherweise nicht im Ganzen merken kann. Die Umschalteinrichtung ermöglicht es dem Bediener, sich beispielsweise an einem Anleitungsvideo gleichsam „entlangzuhangeln“ und beispielsweise nach dem Ansehen der ersten Schritte diese Schritte tatsächlich durchzuführen. Wenn die ersten Schritte zum gewünschten Erfolg geführt haben, kann der Bediener den nächsten Teil des Videos ausgeben und sich die nächsten Schritte erklären lassen. Trat hingegen bei den ersten Schritten ein Problem auf, kann der Bediener den ersten Teil des Videos noch einmal sehen, um dem Problem auf den Grund zu gehen.It has been recognized that configuration and / or initialization can be a complex, multi-step process that the operator may not be able to remember as a whole. The switchover device enables the operator, for example, to “shimmy” along an instruction video and, for example, to actually carry out these steps after watching the first steps. When the first steps have led to the desired success, the operator can output the next part of the video and have the next steps explained. However, if a problem occurred during the first steps, the operator can see the first part of the video again to get to the bottom of the problem.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Ausgabeeinrichtung eine Drahtlosschnittstelle zur Übermittlung des Videos an ein vom Bediener mitgeführtes elektronisches Gerät auf. Dieses elektronische Gerät kann beispielsweise ein Smartphone oder Tablet-Computer sein. Die Energie für die Darstellung des Videos wird dann von der Energieversorgung des mitgeführten elektronischen Geräts aufgebracht. Weiterhin wird der zusätzliche Hardwareaufwand für die Ausgabe des Videos weiter vermindert.In a further particularly advantageous embodiment, the output device has a wireless interface for transmitting the video to an electronic device carried by the operator. This electronic device can be, for example, a smartphone or tablet computer. The energy for the display of the video is then applied by the energy supply of the electronic device carried. Furthermore, the additional hardware expenditure for the output of the video is further reduced.

Die Drahtlosschnittstelle ist vorteilhaft für die Funkübertragung mit kurzer Reichweite ausgebildet. Sie kann insbesondere unter den Bedingungen einer Allgemeinzuteilung der Bundesnetzagentur für Funkanwendungen mit kurzer Reichweite arbeiten. Dann ist zum einen ein anmelde- und gebührenfreier Betrieb möglich. Zum anderen kann ein und dieselbe Frequenz auch innerhalb einer industriellen Produktionsanlage mehrfach genutzt werden. Beispiele für Technologien, die eine Koexistenz von vielen Endgeräten auf engem Raum vorsehen, sind WLAN, Bluetooth und Zigbee.The wireless interface is advantageously designed for radio transmission with a short range. In particular, it can work under the conditions of a general allocation from the Federal Network Agency for short-range radio applications. Then, on the one hand, operation without registration and fees is possible. On the other hand, the same frequency can also be used several times within an industrial production plant. Examples of technologies that provide for the coexistence of many end devices in a confined space are WLAN, Bluetooth and Zigbee.

Die Drahtlosschnittstelle kann insbesondere vorteilhaft bidirektional arbeiten und neben der Übermittlung des Videos an das mitgeführte elektronische Gerät auch die Entgegennahme von an diesem Gerät getätigten Eingaben des Bedieners vorsehen. Auf diese Weise kann der Bedienkomfort bei der Konfiguration und/oder Initialisierung weiter verbessert werden. Beispielsweise können die Eingaben in einer App auf dem Smartphone oder Tablet-Computer des Bedieners vorab auf Plausibilität geprüft und erforderlichenfalls Hinweise zur Korrektur gegeben werden.The wireless interface can, in particular, advantageously work bidirectionally and, in addition to transmitting the video to the electronic device carried along, can also provide for the operator to accept inputs made on this device. In this way, the ease of use during configuration and / or initialization can be further improved. For example, the entries in an app on the operator's smartphone or tablet computer can be checked for plausibility in advance and, if necessary, information can be given on the correction.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Bedieneinheit ein Detektionsmodul zur Erkennung, dass Eingaben des Bedieners im Hinblick auf die Konfiguration bzw. Initialisierung inkonsistent und/oder ungültig sind. Das Detektionsmodul ist dazu ausgebildet, in Antwort auf diese Erkennung die Ausgabe des Videos einzuleiten oder dem Bediener anzubieten.In a further advantageous embodiment, the operating unit comprises a detection module for recognizing that operator inputs are inconsistent and / or invalid with regard to the configuration or initialization. In response to this detection, the detection module is designed to initiate the output of the video or to offer it to the operator.

Beispielsweise kann das Detektionsmodul erkennen, dass der Bediener häufig Bedienelemente betätigt, die im aktuellen Zustand der Bedieneinheit und des Feldgeräts keine Funktion auslösen. Dies ist ein Zeichen dafür, dass der Bediener diesen aktuellen Zustand verkennt und stattdessen die Bedieneinheit, bzw. das Feldgerät, in einem anderen Zustand wähnt.For example, the detection module can recognize that the operator frequently actuates operating elements that do not trigger a function in the current state of the operating unit and the field device. This is a sign that the operator misunderstands this current state and instead thinks the operating unit or the field device is in a different state.

Ein Anleitungsvideo als Video kann in einer solchen Situation den Bediener über die nächsten möglichen Bedienschritte aufklären, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann es auch Inhalt des Anleitungsvideos sein, wie ein Feldgerät mit der Bedieneinheit physisch mit dem Produktionsprozess zu koppeln ist, d.h., wie es in die Produktionsanlage einzubauen ist. Diese Anleitung kann beispielsweise auch eine Angabe der für den Einbau benötigten Werkzeuge und Materialien enthalten. Das Video kann jedoch auch beispielsweise allgemeine Tipps und Tricks für den Umgang mit dem Feldgerät, bzw. mit der Bedieneinheit, enthalten. Ebenso kann in dem Video beispielsweise darauf verwiesen werden, welche zusätzlichen Geräte oder Zubehörteile für den Anwender sinnvoll sind.In such a situation, an instruction video as video can inform the operator about the next possible operating steps, but is not limited to this. For example, it can also be the content of the instruction video on how to physically couple a field device with the control unit to the production process, i.e. how to install it in the production system. These instructions can also include, for example, the tools and materials required for installation. However, the video can also contain, for example, general tips and tricks for handling the field device or the control unit. Likewise, the video can, for example, refer to which additional devices or accessories make sense for the user.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Feldgerät zur Messung und/oder Steuerung mindestens einer Prozessgröße in einem industriellen Produktionsprozess. Dieses Feldgerät ist als Füllstandmessgerät, Grenzstandmessgerät, Dichtemessgerät, Durchflussmessgerät oder Druckmessgerät ausgeführt. Es ist weiterhin mit der beschriebenen Bedieneinheit ausgestattet. Gerade bei der Inbetriebnahme der genannten Typen von Feldgeräten ist es nicht damit getan, die Feldgeräte in die Produktionsanlage einzubauen und ans Netzwerk anzuschließen. Vielmehr ist ein Abgleich der Feldgeräte erforderlich, damit sie an ihrem jeweiligen konkreten Einbauort in der Produktionsanlage korrekte Messwerte liefern.The invention also relates to a field device for measuring and / or controlling at least one process variable in an industrial production process. This field device is designed as a level meter, point level meter, density meter, flow meter or pressure meter. It is also equipped with the control unit described. Especially when starting up the types of field devices mentioned, it is not enough to install the field devices in the production system and connect them to the network. Rather, a comparison of the field devices is necessary so that they deliver correct measured values at their respective specific installation location in the production system.

Insoweit die von der jeweils gewünschten Ausführungsform der Bedieneinheit benötigten Hardware-Ressourcen bereits in der Bedieneinheit vorhanden sind, kann die Erfindung ganz oder teilweise in Software verkörpert sein, mit der sich auch bestehende Bedieneinheiten nachrüsten lassen. Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogramm mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, einem Embedded-System, und/oder einer Bedieneinheit, ausgeführt werden, den Computer, das Embedded-System, und/oder die Bedieneinheit, zu der beschriebenen Bedieneinheit aufwerten. Ebenso bezieht sich die Erfindung auch auf einen maschinenlesbaren Datenträger oder ein Downloadprodukt mit dem Computerprogramm.Insofar as the hardware resources required by the desired embodiment of the control unit are already available in the control unit, the invention can be embodied in whole or in part in software with which existing control units can also be retrofitted. The invention therefore also relates to a computer program with machine-readable instructions which, when executed on a computer, an embedded system and / or an operating unit, relate to the computer, the embedded system and / or the operating unit upgrade the control unit described. The invention also relates to a machine-readable data carrier or a download product with the computer program.

Einbauerklärungen, Werbung,Declarations of incorporation, advertising,

Spezieller BeschreibungsteilSpecial description part

Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand von Figuren erläutert, ohne dass der Gegenstand der Erfindung hierdurch beschränkt wird. Es ist gezeigt:

1: Schemazeichnung eines Ausführungsbeispiels der Bedieneinheit 1;
2: Blick auf das Touch-Display 16a der Bedieneinheit 1.

The subject matter of the invention is explained below with reference to figures, without the subject matter of the invention being restricted thereby. It is shown:

1 : Schematic drawing of an embodiment of the control unit 1 ;
2 : View of the touch display 16a the control unit 1 ,

1 zeigt ein Feldgerät 2, welches zur Messung eines Drucks 3 in einem als Rohr symbolisierten industriellen Produktionsprozess 4 dient. Das Feldgerät 2 trägt eine Bedieneinheit 1, die in 1 detaillierter dargestellt ist. An der Bedieneinheit 1 sind Zapfen 1a und 1b als Befestigungsmittel angeformt, die in hierzu korrespondierende Bohrungen 2a und 2b am Feldgerät 2 eingesetzt werden können. Auf diese Weise kann die Bedieneinheit 1 am Feldgerät 2 befestigt werden. Dabei lassen sich die Orientierungen und Abmessungen der Befestigungsmittel 1a und 1b an der Bedieneinheit 1 einerseits, sowie der Befestigungsmittel 2a und 2b am Feldgerät 2 andererseits, beispielhaft so kodieren, dass das Zusammenfügen nur in einer räumlichen Orientierung möglich ist und dass eine gegebene Bedieneinheit 1 mechanisch nur mit einem Feldgerät 2 zusammenpasst, mit dem sie funktionell kompatibel ist. 1 shows a field device 2 which is used to measure a pressure 3 in an industrial production process symbolized as a pipe 4 serves. The field device 2 carries an operating unit 1 , in the 1 is shown in more detail. On the control unit 1 are cones 1a and 1b molded as a fastener in the corresponding holes 2a and 2 B on the field device 2 can be used. In this way, the control unit 1 on the field device 2 be attached. The orientations and dimensions of the fasteners can be changed 1a and 1b on the control unit 1 on the one hand, and the fasteners 2a and 2 B on the field device 2 on the other hand, code for example so that the assembly is only possible in a spatial orientation and that a given operating unit 1 mechanically only with a field device 2 with which it is functionally compatible.

Die Bedieneinheit 1 wird über die externe Energieversorgung 15 mit Energie E versorgt, die in einem Energiespeicher 14 zwischengespeichert wird. Weiterhin ist ein nichtflüchtiger Speicher 11 vorgesehen, aus dem das Video 12 bezogen werden kann. Alternativ oder in Kombination kann auch eine Kommunikationsschnittstelle 1c vorgesehen sein, die mit einer hierzu korrespondierenden Kommunikationsschnittstelle des Feldgeräts 2 verbindbar ist und zur Übertragung des Videos 12 vom Feldgerät 2 genutzt werden kann. Diese Übertragung kann insbesondere ohne Umweg über einen nichtflüchtigen Speicher 11 in Form von Streaming erfolgen.The control unit 1 is about the external power supply 15 with energy e supplied that in an energy storage 14 is cached. There is also a non-volatile memory 11 provided from which the video 12 can be obtained. Alternatively or in combination, a communication interface can also be used 1c be provided with a corresponding communication interface of the field device 2 is connectable and for the transmission of the video 12 from the field device 2 can be used. This transfer can in particular be carried out without going through a non-volatile memory 11 in the form of streaming.

Die Bedieneinheit 1 enthält ein in diesem Beispiel als Touch-Display ausgebildetes Display 16, welches eine farbige Flüssigkristallanzeige 16a und eine Hintergrundbeleuchtung 16b umfasst, als Ausgabeeinrichtung 13 zur Ausgabe des Videos 12 an den Bediener 5. Das Display 16 kann weiterhin Eingaben 51 vom Bediener 5 entgegennehmen zwecks Konfiguration und Initialisierung des Feldgeräts 2. Die Eingaben 51 des Bedieners 5 werden vom Detektionsmodul 19 dahingehend überprüft, ob sie plausibel sind und insbesondere dem aktuellen Betriebszustand der Bedieneinheit 1 und des Feldgeräts 2 angemessen sind. Ist dies nicht der Fall, so kann die Ausgabe des Videos 12 angeboten oder gleich ausgelöst werden. Plausible Eingaben 51 des Bedieners 5 werden an das Feldgerät 2 weitergeleitet.The control unit 1 contains a display designed as a touch display in this example 16 which is a color liquid crystal display 16a and a backlight 16b includes, as an output device 13 to output the video 12 to the operator 5 , the display 16 can continue inputs 51 by the operator 5 accept for the configuration and initialization of the field device 2 , The inputs 51 of the operator 5 are from the detection module 19 Checks whether they are plausible and in particular the current operating state of the control unit 1 and the field device 2 are appropriate. If this is not the case, the video can be output 12 offered or triggered immediately. Plausible entries 51 of the operator 5 are to the field device 2 forwarded.

Das Display 16 wird über die Umschalteinrichtung 17 zwischen der Nutzung für die Bedienerführung, bei der auch Eingaben 51 des Bedieners entgegengenommen werden, und der Nutzung für die Ausgabe des Videos 12 umgeschaltet. Als weitere Bedienelemente zur Entgegennahme von Eingaben 51 des Bedieners 5 sind Tasten 10a-10d vorgesehen.the display 16 is via the switching device 17 between the use for operator guidance, which also includes inputs 51 of the operator and the use for the output of the video 12 switched. As additional controls for accepting inputs 51 of the operator 5 are keys 10a - 10d intended.

Der Energiespeicher 14 wird im normalen Betrieb der Bedieneinheit 1, d.h. auch bei der normalen Konfiguration und Initialisierung des Feldgeräts 2 über die Bedieneinheit 1, aus der externen Energieversorgung 15 mit einem vergleichsweise geringen Strom aufgeladen. Wenn nun das Video 12 ausgegeben wird, wird aus dem Energiespeicher 14 mit einem deutlich größeren Strom (symbolisiert durch den dreifachen Pfeil) die Hintergrundbeleuchtung 16b des Displays 16 gespeist.The energy storage 14 is in normal operation of the control unit 1 , ie also in the normal configuration and initialization of the field device 2 via the control unit 1 , from the external energy supply 15 charged with a comparatively low current. Now if the video 12 is issued, is from the energy storage 14 with a significantly larger current (symbolized by the triple arrow) the backlight 16b of the display 16 fed.

2a zeigt die Vorderansicht der Außenfläche der Bedieneinheit 1, in die das Display 16 eingesetzt ist. In der in 2a gewählten Perspektive ist nur die Flüssigkristallanzeige 16a des Displays 16 sichtbar. Die Hintergrundbeleuchtung 16b ist nicht sichtbar und in dem in 2a gezeigten Betriebszustand auch deaktiviert, da auf dem Display 16 noch nicht das Video 12 angezeigt wird, sondern nur ein „Play“-Button zum Starten desselben. 2a shows the front view of the outer surface of the control unit 1 in which the display 16 is used. In the in 2a perspective chosen is only the liquid crystal display 16a of the display 16 visible. The backlight 16b is not visible and in the in 2a shown operating state also deactivated because on the display 16 not the video yet 12 is displayed, but only a "Play" button to start it.

2b zeigt eine erste beispielhafte Anzeige auf dem Display 16, wie sie bei der Konfiguration und/oder Initialisierung der Messung eines Füllstandsmessgeräts als Feldgerät 2 auftreten kann. In diesem Beispiel wird gerade eine Entfernung von 5 m zum Flüssigkeitsspiegel als minimaler Füllstand von 0 % festgesetzt. Wenn der Bediener 5 nun beispielsweise nicht versteht, was die Anzeige „0.641 n“ in der untersten Zeile des Displays 16 unter der Entfernung von 5 m bedeutet, so kann er die Umschalteinrichtung 17 aktivieren und sich die Anzeige im Video 12 erklären lassen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Einsprungpunkt in das Video 12 kontextsensitiv sein. Beispielsweise kann mit dem Finger für eine bestimmte Mindestzeit ein bestimmtes Element auf dem Touch-Display 16 berührt werden, und/oder während der Berührung dieses Elements kann eine der Tasten 10a-10d gedrückt gehalten werden, um der Bedieneinheit 1 zu signalisierten, dass speziell zu diesem Element Hilfe benötigt wird. 2 B shows a first exemplary display on the display 16 as used in the configuration and / or initialization of the measurement of a level measuring device as a field device 2 can occur. In this example, a distance of 5 m from the liquid level is set as the minimum fill level of 0%. If the operator 5 now, for example, does not understand what the display "0.641 n" in the bottom line of the display 16 means at a distance of 5 m, so he can switch the device 17 activate and view the video 12 get explained. For this purpose, for example, the entry point into the video 12 be context sensitive. For example, a certain element on the touch display can be used with the finger for a certain minimum time 16 be touched, and / or during touching this element can be one of the buttons 10a - 10d held down to the control unit 1 to signal that help is needed specifically for this element.

2c zeigt eine zweite beispielhafte Anzeige auf dem Display 16, wie sie bei der Konfiguration und/oder Initialisierung der Messung eines Druckmessgeräts als Feldgerät 2 auftreten kann. In diesem Beispiel wird gerade ein Druck von 7,68 bar als maximaler Druck von 100 % am oberen Ende der Spanne („Span“) festgesetzt. Wenn der Bediener nun beispielsweise nicht versteht, was die Anzeige „0.00 bar“ in der letzten Zeile des Displays 16 bedeutet, kann er in zu 2b analoger Weise Hilfe abrufen. 2c shows a second exemplary display on the display 16 as used in the configuration and / or initialization of the measurement of a pressure measuring device as a field device 2 can occur. In this example, a pressure of 7.68 bar is currently set as the maximum pressure of 100% at the upper end of the span (“span”). If, for example, the operator does not understand what "0.00 bar" appears in the last line of the display 16 means he can in too 2 B Get help in a similar way.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Bedieneinheit für Feldgerät 2Control unit for field device 2
1a, 1b1a, 1b: Befestigungsmittel der Bedieneinheit 1Fasteners for the control unit 1
1c1c: Kommunikationsschnittstelle der Bedieneinheit 1 zum Feldgerät 2Communication interface of the control unit 1 to the field device 2
10a-10d10a-10d: Tasten der Bedieneinheit 1Buttons on the control unit 1
1111: nichtflüchtiger Speicher für Video 12non-volatile memory for video 12
1212: VideoVideo
1313: Ausgabeeinrichtung für VideoOutput device for video
1414: Energiespeicher der Bedieneinheit 1Energy storage of the control unit 1
1515: externe Energieversorgung der Bedieneinheit 11external power supply for the control unit 11
1616: Display als Ausgabeeinrichtung 13Display as output device 13
16a16a: farbige Flüssigkristallanzeige des Displays 16colored liquid crystal display 16
16b16b: Hintergrundbeleuchtung des Displays 16Backlighting the display 16
1717: Umschalteinrichtung für Display 16Switching device for display 16
1818: Drahtlosschnittstelle als Ausgabeeinrichtung 13Wireless interface as output device 13
1919: Detektionsmodul für Eingaben 51Input detection module 51
22: Feldgerätfield device
2a, 2b2a, 2b: Befestigungsmittel des Feldgeräts 2Fastening device of the field device 2
2c2c: Kommunikationsschnittstelle des Feldgeräts 2 zur Bedieneinheit 1Communication interface of the field device 2 to the control unit 1
33: Prozessgrößeprocess variable
44: industrieller Produktionsprozessindustrial production process
55: Bedieneroperator
5151: Eingabe des Bedieners 5Operator input 5
5252: mitgeführtes elektronisches Gerät des Bedieners 5electronic device carried by the operator 5
Ee: Energieenergy

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102008047376 A1 [0004]
DE 102008047422 A1 [0004]

Claims

Operating unit (1) for a field device (2), comprising fastening means (1a, 1b), which can be connected to the corresponding fastening means (2a, 2b) of the field device (2) in a non-destructive manner, the field device (2) for measuring and / or control of at least one process variable (3) in an industrial production process (4) and the control unit (1) is designed to receive inputs (51) from an operator (5) and to configure and / or initialize the measurement, or the control, to the field device (2), the control unit (1) having an output device (13) for outputting a video (12) to the operator (5).

Control unit (1) after Claim 1 , further comprising a non-volatile memory (11) which is designed to record the video (12).

Control unit (1) according to one of the Claims 1 to 2 , further comprising a communication interface (1c) which can be connected to a corresponding communication interface (2c) of the field device (2) and which is at least designed to obtain the video (12) from the field device (2).

Control unit (1) according to one of the Claims 1 to 3 , further comprising an energy store (14) which can be fed from the external energy supply (15) of the control unit (1) and is designed to provide the control unit (1) with greater electrical power during the output of the video (12) than the power obtainable from the external energy supply (15).

Control unit (1) according to one of the Claims 1 to 4 The output device (13) comprises a display (16) which is arranged on the operating unit (1) and which also serves to guide the operator during configuration and / or initialization.

Control unit (1) after Claim 5 , The display (16) being designed as a touch display, which the operator (5) can accept inputs (51).

Control unit (1) after Claim 4 and 5 as well as optional Claim 6 , wherein the display (16) comprises a colored liquid crystal display (16a) with backlight (16b) and wherein the operating unit (1) is designed to shut off the backlight (16b) from the energy store (14) during the output of the video (12) Food.

Control unit (1) according to one of the Claims 5 to 7 , further comprising a switching device (17) with which the display (16) can be switched between the use for operator guidance and the use for outputting the video (12).

Control unit (1) according to one of the Claims 1 to 8th The output device (13) has a wireless interface (18) for transmitting the video (12) to an electronic device (52) carried by the operator (5).

Control unit (1) according to one of the Claims 1 to 9 , further comprising a detection module (19) for recognizing that inputs (51) of the operator (5) are inconsistent and / or invalid with regard to the configuration or initialization, the detection module (19) being designed to respond to these Detection to initiate the output of the video (12) or to offer it to the operator (5).

Field device (2) for measuring and / or controlling at least one process variable (3) in an industrial production process (4), designed as a level measuring device, point level measuring device, density measuring device, flow measuring device or pressure measuring device and equipped with an operating unit (1) according to one of the Claims 1 to 10 ,

Computer program containing machine-readable instructions, which, when executed on a computer, an embedded system, and / or an operating unit (1), the computer, the embedded system, and / or the operating unit (1), into one Control unit (1) according to one of the Claims 1 to 10 upgrade.