WO2017182201A1 - Method for monitoring the state of a process automation installation - Google Patents

Method for monitoring the state of a process automation installation Download PDF

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WO2017182201A1
WO2017182201A1 PCT/EP2017/056214 EP2017056214W WO2017182201A1 WO 2017182201 A1 WO2017182201 A1 WO 2017182201A1 EP 2017056214 W EP2017056214 W EP 2017056214W WO 2017182201 A1 WO2017182201 A1 WO 2017182201A1
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WO
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frame application
field
database
device driver
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Application number
PCT/EP2017/056214
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ingomar Sotriffer
Michael Mayer
Jan Pflug
Original Assignee
Endress+Hauser Process Solutions Ag
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
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    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H04L67/125—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks involving control of end-device applications over a network
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25428—Field device

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for monitoring the condition of a system of process automation, which consists of a plurality of field devices capable of communication.
  • Field devices are in principle all devices that are used close to the process and the process-relevant
  • field devices are used to detect and / or influence process variables.
  • measuring process variables measuring devices, or
  • Sensors are used, for example, for measuring pressure and temperature.
  • Conductivity measurement, flow measurement, pH measurement, level measurement, etc. used and recorded the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH, 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.
  • field devices are also understood as remote I / Os, radio adapters or general devices which are arranged at the field level.
  • Control systems or control units such as a PLC (programmable logic circuit
  • 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 several) higher-level unit (s).
  • a data transmission from the higher-level unit via the bus system to the field devices is required, in particular for the configuration and parameterization of field devices and for the control of actuators.
  • EDD electronic device description
  • DTMs Device Type Manager
  • FDT Field Device Tool
  • the current FDT specification 2.0 is available via the ZVEI, or via the PNO, or via the FDT Group.
  • DTMs for their field devices.
  • the DTMs encapsulate all variables and functions of the respective field device and usually provide a graphic
  • the DTMs require a frame application (FDT frame), which is formed, for example, by the operating programs listed above.
  • FDT frame frame application
  • the frame application and the corresponding DTMs allow very convenient access to the field devices and to the information generated or determined by them or to their
  • the invention has for its object to provide a method and system, which allows in a simple way, information from
  • the object is achieved by a condition monitoring method of a system of
  • Process automation which consists of several communication-capable field devices solved, each field device is assigned a device driver, which is integrated in a frame application, and wherein the respective device driver and the frame application communicate via standardized driver interfaces, comprising:
  • the advantage of the method according to the invention is that a user no longer has to store locally the information retrieved from a field device first and then manually load it onto the database, but rather that the information is automatically stored in the database get saved.
  • the frame application contains all the necessary configuration settings to automatically transmit the information retrieved by the device driver to the database on a server.
  • a big advantage here is the fact that to transmit the information to the electronic database server only the frame application must be configured. Instead of implementing an interface for connecting to the database for each individual device driver and configuring each one, this only has to be done once for the frame application. The respective device driver does not need any knowledge about what happens to the information after it is passed to the frame application.
  • the additional interface serves as a private interface via which the retrieved information is transmitted from the device driver to the frame application.
  • the device drivers therefore only have to be slightly modified for the method according to the invention by making the additional interface known to them.
  • Already available device drivers can be suitably modified for the process of the invention without great effort. It may alternatively be provided instead of using a respective device driver, which is designed to be suitable for the respective field device, to use a generic device driver which supports a multiplicity of different field device types.
  • the information from the frame application be summarized and transmitted in summarized form to the database.
  • additional information can be added to the information.
  • the field device may be directly connected to a host running the frame application. Between host and Field device but also other network devices, such as gateways, segment couplers or the like can be arranged. It may also be provided to add status information in the network of adjacent field devices as additional information in order to facilitate a possible troubleshooting in a diagnostic case.
  • information on the database is loaded from the database to the frame application and transmitted via the additional interface to the device driver.
  • the method thus allows bi-directional transmission of information between the database and the frame application.
  • the device driver can obtain information in this way by means of frame application from the database.
  • the method is initiated by a user.
  • the user selects in the frame application the desired action or the desired information to be determined by the field device and / or or to be generated.
  • the data acquisition / generation, the subsequent retrieval of the information by the device driver, the subsequent transmission of the information to the frame application via the additional interface and the final transmission of the information to the electronic database on the server then runs automatically.
  • the method is initiated by the frame application, in particular by a in the
  • An alternative variant of the method according to the invention provides that the method is initiated by the device driver, in particular by a flowchart implemented in the device driver.
  • the field devices from which information is retrieved by the respective device driver can be specified: the field devices from which information is retrieved by the respective device driver;
  • the method can also be initiated event driven.
  • Such an event, which initiates the method may be, for example, an update of the field devices or the software components of the host, that is to say the frame application and / or device driver, located in the system.
  • the method may provide the field device specific information used for
  • Serve communication retrieve.
  • these are the device type of the field device, the TAG of the field device, the serial number of the field device, the firmware version of the field device, and / or the like.
  • a diagnostic message from one of the field devices can be defined as an event and initiate the procedure.
  • information related to the diagnostic message and / or relevant to the diagnostic message may be retrieved from the field device and stored in the database.
  • a system for condition monitoring of a plant of process automation which consists of several communication-capable field devices, comprising:
  • a device driver for each of the field devices which accesses the respective field device and retrieves information therefrom, wherein the information is determined by the respective field device and / or generated by the respective field device;
  • Device driver is integrated in the frame application, wherein the respective device driver and the frame application communicate via standardized driver interfaces, and wherein the respective device driver transmits the retrieved information via an additional interface to the frame application;
  • the frame application transmitting the transmitted information to the electronic database and the transmitted information stored on the electronic database and to
  • the frame application downloads information from the database to the database and transmits it to the device driver via the additional interface.
  • the host is a stationary computer unit, for example a Plant Asset Management (PAM) system.
  • the host can also be configured as a mobile operating unit, in particular as a mobile terminal, such as a laptop or a smartphone.
  • the host is connected to the field devices via a network.
  • the network can be a wireless network.
  • any conventional protocol of a wireless network for example Wi-Fi, Bluetooth ®, ZigBee ®, RFID, NFC, etc. or a wireless field bus protocol such as WirelessHART ® can be used.
  • the network can be a wired network.
  • any conventional protocol of a wired network in particular a fieldbus network automation technology, such as Foundation Fieldbus ® , Profibus ® , Profinet ® , HART ® , Modbus ® , Industrial Ethernet, etc. can be used.
  • this network is a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or the Internet.
  • LAN local area network
  • WAN wide area network
  • Internet the Internet
  • the frame application is an FDT frame application, an FDI frame application or a DD host.
  • the device driver is a device type manager or an EDD.
  • the server is a server reachable by cloud computing. This is in principle accessible through an Internet connection using any Internet-enabled device. To contact the server, an authentication is necessary to protect the stored information against unauthorized access protect.
  • the information determined by the field device and / or information generated by the field device is process values, diagnostic data and / or configuration data.
  • Fig. 1 an embodiment of the system according to the invention.
  • a field device FG is installed to determine a flow rate of a medium in a pipeline.
  • the field device FG may be, inter alia, a magnetic-inductive flowmeter or an ultrasonic flowmeter.
  • the field device FG Via a first network N1, the field device FG is in data connection with a host H.
  • additional network devices may be located between field device FG and host H, for example gateways and / or segment couplers.
  • further field devices FG can be located in the system A, but for reasons of clarity, the invention in FIGS. 1 and 2 is explained only with a single field device FG.
  • the host H is used to operate the field device FG and to read out information I, which generates and determines the field device FG, for example, the current process value of the flow velocity measurement.
  • the host H is a stationary computer unit, for example a Plant Asset Management (PAM) system or a higher-level unit of the network N1.
  • the host H can also be configured as a mobile operating unit, in particular as a mobile terminal, such as a laptop or a smartphone.
  • the network is a wireless or wired network.
  • any common network protocol can be used, in particular a fieldbus protocol of automation technology.
  • Host H has a frame application FR installed.
  • the frame application FR installed.
  • Frame application FR and device driver GT takes place via the FDT standard
  • the system according to the invention also defines an additional interface ZS.
  • the host is further connected to a server S via a second network N2.
  • This server is designed for cloud computing web services and contains a database DB.
  • the second network N2 is in particular an intranet or the Internet. However, any type of network N2 or network protocol can also be used here.
  • the server S is integrated in the first network N 1.
  • the server S is connected to a gateway or similar network subscriber, which is not shown here, which is integrated in the first network N1, and is in communication therewith with the host H.
  • a request to the field device FG is initiated by a user U.
  • the request contains the command to retrieve the current process values from the field device.
  • the method can be initiated by the frame application or by the device driver, in particular by a flowchart implemented in the frame application or in the device driver.
  • the type of information I which are to be retrieved by the field device FG, or which information I is determined and / or generated by the field device before retrieval, can be set. If there is more than one field device FG in the system A, then the flowchart for each field device FG can be set and executed separately.
  • the request can also be initiated event driven.
  • Such an event can be initiated event driven.
  • the request may contain the field device specific information which is used for
  • Communication of the field device FG serve in the first network N1 include.
  • these are the device type of the field device FG, the TAG of the field device FG, the serial number of the field device FG, the firmware version of the field device FG, and / or the like.
  • the request is processed by the frame application FR and via a predetermined by the FDT standard driver interface TS to the device driver GT forwarded.
  • the device driver GT sends a command to the field device FG to determine the current process value of the flow measurement.
  • the field device FG determines the current process value of the flow measurement and generates the information I containing this process value.
  • the device driver retrieves the information I from the field device FG.
  • the field device automatically sends the information I to the device driver as soon as it is available.
  • the device driver GT transmits the information to the frame application FR via an additional interface ZS.
  • a seventh method step 7 the frame application FR processes the information I obtained via the additional interface ZS. It may here be provided that the
  • Frame application FR of the transmitted information I adds additional information.
  • These are, in particular, the tag of the field device FG, the serial number of the field device FG and / or the communication structure of the field device FG.
  • the communication structure of the field device refers to the connection of the field device FG in the first network N1.
  • the field device FG can for example be connected directly to the host H, on which the
  • Frame application is executed.
  • further network devices for example gateways, segment couplers or the like, can also be arranged between host H and field device FG. It may also be provided to add status information possibly further in the first network N1 adjacent field devices FG as additional information in order to facilitate a possible troubleshooting in a diagnostic case.
  • the frame application FR establishes a data connection via the host H to the server S on which the database DB is implemented.
  • the data connection between Host H and Server S does not have to be permanent. It may be provided that the data connection is always established when new information I is to be transmitted from the frame application FR to the database DB. It can also be provided to establish the data connection at preset times. In this case, the frame application collects all newly received information I and transmits it to the database DB as soon as a
  • a final eighth method step 8 the information is transferred to the database DB of the server S.
  • the information is stored in a predetermined manner on the database DB. As a result, all information is stored consistently in the database DB, which facilitates subsequent processing or retrieval of this information I.
  • Condition monitoring or for preventive maintenance of the field device FG be retrieved by the user U or a program of the user U.
  • an authentication is necessary in order to protect the information I stored in the database DB against unauthorized access.

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Abstract

Method and a system for monitoring the state of a process automation installation (A) which consists of a plurality of field devices (FG) which are able to communicate, wherein each field device (FG) is assigned a device driver (GT) which is integrated in a frame application (FR), and wherein the particular device driver (GT) and the frame application (FR) communicate using standardized driver interfaces (TS), comprising: retrieving information (I) from at least one of the field devices (FG) by means of the assigned device driver (GT), transferring the retrieved information (I) to the frame application (FR) via an additional interface (ZS); transmitting the transferred information (I) to an electronic database (DB) by means of the frame application (FR) and storing the transmitted information (I) in the database (DB); and monitoring the state of the field devices (FG) on the basis of the information (I) stored in the electronic database (DB).

Description

Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Anlage der Prozessautomatisierung  Method for condition monitoring of a process automation system
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Zustandsüberwachung einer Anlage der Prozessautomatisierung, welche aus mehreren kommunikationsfähigen Feldgeräten besteht. The invention relates to a method and a system for monitoring the condition of a system of process automation, which consists of a plurality of field devices capable of communication.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Prozessautomatisierungstechnik ebenso wie in der Field devices are already known from the prior art, which are used in industrial plants. In the process automation technology as well as in the
Fertigungsautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Factory automation technology often uses field devices. Field devices are in principle all devices that are used close to the process and the process-relevant
Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Provide or process information. For example, field devices are used to detect and / or influence process variables. For measuring process variables, measuring devices, or
Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Sensors. These are used, for example, for measuring pressure and temperature.
Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, pH-Messung, 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. Conductivity measurement, flow measurement, pH measurement, level measurement, etc. used and recorded the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH, 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 Kommunikationsnetzwerke wie beispielsweise Feldbusse (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um In modern industrial plants field devices usually via communication networks such as field buses (Profibus ®, Foundation ® Fieldbus, HART ®, etc.) are connected to the higher-level units. Usually the parent units are around
Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Control systems or control units, such as a PLC (programmable logic
Steuerung) oder einen PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, insbesondere von Sensoren, erfassten Messwerte werden über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfiguration und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren. Zur Bedienung der Feldgeräte sind entsprechende Bedienprogramme (Bedientools) notwendig, die auf den übergeordneten Einheiten entweder eigenständig ablaufen (Endress+Hauser FieldCare, Pactware, AMS Fisher-Rosemount, PDM Siemens) oder aber auch in Leitsystem-Anwendungen (Siemens PCS7, ABB Symphony, Emerson Delta V) integriert sind. Controller) or 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 several) higher-level unit (s). In addition, a data transmission from the higher-level unit via the bus system to the field devices is required, in particular for the configuration and parameterization of field devices and for the control of actuators. To operate the field devices, corresponding operating programs (operating tools) are required which run independently on the higher-level units (Endress + Hauser FieldCare, Pactware, AMS Fisher-Rosemount, PDM Siemens) or else in control system applications (Siemens PCS7, ABB Symphony, Emerson Delta V) are integrated.
Die Integration von Feldgeräten in solche Bedienprogramme erfolgt über Gerätetreiber, beziehungsweise über Gerätebeschreibungen. Diese werden von den Geräteherstellern bereitgestellt, damit die übergeordneten Einheiten, beziehungsweise die auf diesen übergeordneten Einheiten ablaufenden Bedienprogramme, die Bedeutung der von den Feldgeräten gelieferten Informationen erkennen und interpretieren können. The integration of field devices into such operating programs takes place via device drivers or via device descriptions. These are provided by the device manufacturers so that the higher-level units or the operating programs running on these higher-level units can recognize and interpret the significance of the information supplied by the field devices.
In Zusammenarbeit der Fieldbus Foundation (FF), der HART Communication Foundation (HCF) und der Profibus Nutzerorganisation (PNO) wurde eine elektronische Gerätebeschreibung (Electronic Device Description EDD) geschaffen, die in einer Norm definiert ist. In cooperation with the Fieldbus Foundation (FF), the HART Communication Foundation (HCF) and the Profibus User Organization (PNO), an electronic device description (EDD) was created, which is defined in a standard.
Für eine vollumfängliche Bedienung der Feldgeräte sind spezielle Gerätetreiber, so genannte DTMs (Device Type Manager), die den FDT (Field Device Tool) Spezifikationen entsprechen, erhältlich. Die als Industriestandard geltenden FDT-Spezifikationen wurden von der PNO (Profibus Nutzer Organisation) in Zusammenarbeit mit dem ZVEI (Zentralverband Elektrotechnik- und For full operation of field devices, special device drivers, called DTMs (Device Type Manager), which comply with FDT (Field Device Tool) specifications, are available. The industry-standard FDT specifications were developed by the PNO (Profibus User Organization) in cooperation with the ZVEI (Zentralverband Elektrotechnik- und
Elektroindustrie) entwickelt. Die aktuelle FDT-Spezifikation 2.0 ist über den ZVEI, bzw. über die PNO, bzw. über die FDT-Group erhältlich.  Electrical industry). The current FDT specification 2.0 is available via the ZVEI, or via the PNO, or via the FDT Group.
Viele Feldgerätehersteller liefern für ihre Feldgeräte entsprechende DTMs aus. Die DTMs kapseln alle Variablen und Funktionen des jeweiligen Feldgeräts und bieten meist eine graphische Many field device manufacturers supply corresponding DTMs for their field devices. The DTMs encapsulate all variables and functions of the respective field device and usually provide a graphic
Nutzeroberfläche zum Bedienen der Geräte an. User interface for operating the devices.
Als Laufzeitumgebung benötigen die DTMs eine Rahmenapplikation (FDT-Frame), welche beispielsweise durch die oben aufgeführten Bedienprogramme gebildet ist. Die Rahmenapplikation und die entsprechenden DTMs erlauben einen sehr komfortablen Zugriff auf die Feldgeräte und auf den von diesen erzeugten, beziehungsweise ermittelten Informationen oder auf deren As a runtime environment, the DTMs require a frame application (FDT frame), which is formed, for example, by the operating programs listed above. The frame application and the corresponding DTMs allow very convenient access to the field devices and to the information generated or determined by them or to their
Geräteparameter, sowie den Aufruf von speziellen Funktionen, die einzelne DTMs zur Verfügung stellen. Heutzutage besteht großer Bedarf darin, die von den Feldgeräten erzeugten Informationen an zentraler Stelle, beispielsweise auf einer Cloud-basierten Datenbank, zu sammeln und kontinuierlich oder zu einem späteren Zeitpunkt auszuwerten und/oder anhand der gesammelten Informationen den Zustand der Feldgeräte zu überwachen. Diese Informationen können zum einen vom Feldgerät erhobene Prozessmesswerte, zum anderen aber auch Diagnose- und Performancedaten des Feldgeräts sein. Über die Zeit gesehen entsteht dadurch mitunter eine immens große Informationsmenge, welche beispielsweise zur Langzeitvorhersage der Zuverlässigkeit eines Feldgeräts oder zur Erstellung von Device parameters, as well as the call of special functions that provide individual DTMs. Today, there is a great need to collect the information generated by the field devices in a central location, for example on a cloud-based database, and to evaluate it continuously or at a later time and / or to monitor the status of the field devices based on the collected information. On the one hand, this information can be process measured values collected by the field device, but on the other hand also diagnostic and performance data of the field device. Seen over time arises thereby sometimes an immense amount of information, which, for example, for long-term prediction of the reliability of a field device or for the creation of
Instandhaltungsstrategien für ein Feldgerät dienen kann. Das Weiterleiten und Sammeln dieser Informationen ist mithilfe des beschriebenen Stands der Technik bislang nur manuell möglich. Die Kommunikation von der Rahmenapplikation mit den Gerätetreibern erfolgt über im FDT-Standard definierte Schnittstellen. Informationen, die von den Feldgeräten mittels der Gerätetreiber abgerufen werden, müssen zuerst lokal gespeichert werden und anschließend manuell an besagte Cloud-basierte Datenbank gesendet werden. Abhängig von der Häufigkeit dieser Informationserhebung und von der Anzahl von Feldgeräten in einer Anlage stellt dies einen immensen Zeitaufwand da und erfordert eine genaue Planung, um alle benötigten Informationen an zentraler Stelle in definierter Form zu speichern. Serve maintenance strategies for a field device. The forwarding and collecting of this information is so far only possible manually using the described prior art. The communication between the frame application and the device drivers takes place via interfaces defined in the FDT standard. Information retrieved from the field devices using the device drivers must first be stored locally and then sent manually to said cloud-based database. Depending on the frequency of this information collection and the number of field devices in a system, this takes an immense amount of time and requires accurate planning in order to store all required information in a central location in a defined form.
Ausgehend von dieser Problematik liegt der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und System vorzustellen, welches auf einfache Art und Weise erlaubt, Informationen aus Based on this problem, the invention has for its object to provide a method and system, which allows in a simple way, information from
Feldgeräten automatisiert zu gewinnen und abzulegen. Automatically gain and store field devices.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Anlage der The object is achieved by a condition monitoring method of a system of
Prozessautomatisierung, welche aus mehreren kommunikationsfähigen Feldgeräten besteht, gelöst, wobei jedem Feldgerät ein Gerätetreiber zugeordnet ist, welcher in einer Rahmenapplikation integriert ist, und wobei der jeweilige Gerätetreiber und die Rahmenapplikation über standardisierte Treiberschnittstellen kommunizieren, umfassend: Process automation, which consists of several communication-capable field devices solved, each field device is assigned a device driver, which is integrated in a frame application, and wherein the respective device driver and the frame application communicate via standardized driver interfaces, comprising:
Abrufen von Informationen von zumindest einem der Feldgeräte mittels des dem Feldgerät zugeordneten Gerätetreibers, wobei die Informationen durch das Feldgerät ermittelt und/oder von dem Feldgerät erzeugt werden; Retrieving information from at least one of the field devices by means of the device driver assigned to the field device, wherein the information is determined by the field device and / or generated by the field device;
Übertragen der abgerufenen Informationen über eine zusätzliche Schnittstelle an die Rahmenapplikation;  Transmitting the retrieved information via an additional interface to the frame application;
Übermitteln der übertragenen Informationen durch die Rahmenapplikation an eine elektronische Datenbank auf einem Server und Speichern der übermittelten Informationen in der Datenbank; und  Transmitting the transmitted information by the frame application to an electronic database on a server and storing the transmitted information in the database; and
Überwachen des Zustands der Feldgeräte auf Basis der auf der elektronischen Datenbank gespeicherten Informationen.  Monitoring the state of the field devices based on the information stored on the electronic database.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass ein Benutzer die von einem Feldgerät abgerufenen Informationen nicht mehr zuerst lokal speichern und anschließend manuell auf die Datenbank laden muss, sondern dass die Informationen automatisiert in der Datenbank gespeichert werden. Die Rahmenapplikation enthält alle benötigten Konfigurationseinstellungen, um die von dem Gerätetreiber abgerufenen Informationen selbstständig an die auf einem Server befindliche Datenbank zu übermitteln. Einen großen Vorteil stellt hierbei die Tatsache dar, dass zum Übermitteln der Informationen an die elektronische Datenbank des Servers lediglich die Rahmenapplikation konfiguriert werden muss. Anstatt jedem einzelnen Gerätetreiber eine Schnittstelle zur Anbindung an die Datenbank zu implementieren und diese jeweils zu konfigurieren muss dies nur einmalig für die Rahmenapplikation erfolgen. Der jeweilige Gerätetreiber benötigt keinerlei Wissen darüber, was mit den Informationen geschieht, nachdem diese an die Rahmenapplikation übergeben werden. The advantage of the method according to the invention is that a user no longer has to store locally the information retrieved from a field device first and then manually load it onto the database, but rather that the information is automatically stored in the database get saved. The frame application contains all the necessary configuration settings to automatically transmit the information retrieved by the device driver to the database on a server. A big advantage here is the fact that to transmit the information to the electronic database server only the frame application must be configured. Instead of implementing an interface for connecting to the database for each individual device driver and configuring each one, this only has to be done once for the frame application. The respective device driver does not need any knowledge about what happens to the information after it is passed to the frame application.
Während die Treiberschnittstellen vom jeweiligen Standard (beispielsweise FDT oder FDI) vorgegeben sind, dient die zusätzliche Schnittstelle als private Schnittstelle, über welche die abgerufenen Informationen vom Gerätetreiber an die Rahmenapplikation übertragen werden. Die Gerätetreiber müssen für das erfindungsgemäße Verfahren somit lediglich geringfügig modifiziert werden, indem diesen die zusätzliche Schnittstelle bekannt gemacht wird. Bereits verfügbare Gerätetreiber können dadurch ohne großen Aufwand für das erfindungsgemäße Verfahren passend modifiziert werden. Es kann alternativ vorgesehen sein, anstatt mittels jeweils eines speziellen Gerätetreibers, welcher für das jeweilige Feldgerät passend ausgestaltet ist, einen generischen Gerätetreiber zu verwenden, der eine Vielzahl unterschiedlicher Feldgerätetypen unterstützt. While the driver interfaces are specified by the respective standard (for example FDT or FDI), the additional interface serves as a private interface via which the retrieved information is transmitted from the device driver to the frame application. The device drivers therefore only have to be slightly modified for the method according to the invention by making the additional interface known to them. Already available device drivers can be suitably modified for the process of the invention without great effort. It may alternatively be provided instead of using a respective device driver, which is designed to be suitable for the respective field device, to use a generic device driver which supports a multiplicity of different field device types.
Feldgeräte welche im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden sind im einleitenden Teil der Beschreibung beispielhaft genannt. Field devices which are used in connection with the method according to the invention are mentioned by way of example in the introductory part of the description.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Informationen von der Rahmenapplikation zusammengefasst werden und in zusammengefasster Form an die Datenbank übermittelt werden. Insbesondere können Zusatzinformationen zu den Informationen hinzugefügt werden. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the information from the frame application be summarized and transmitted in summarized form to the database. In particular, additional information can be added to the information.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass den A preferred development of the method according to the invention provides that the
übertragenen Informationen mittels der Rahmenapplikation Zusatzinformationen, insbesondere der TAG des Feldgeräts, die Seriennummer des Feldgeräts und/oder die Kommunikationsstruktur des Feldgeräts hinzugefügt werden. Unter der Kommunikationsstruktur des Feldgeräts wird der transmitted information by means of the frame application additional information, in particular the TAG of the field device, the serial number of the field device and / or the communication structure of the field device to be added. Under the communication structure of the field device is the
Anschluss des Feldgeräts im Netzwerk bezeichnet. Das Feldgerät kann beispielsweise direkt mit einem Host verbunden sein, auf dem die Rahmenapplikation ausgeführt wird. Zwischen Host und Feldgerät können aber auch weitere Netzwerkgeräte, beispielsweise Gateways, Segmentkoppler oder ähnliches angeordnet sein. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, Zustandsinformationen im Netzwerk benachbarter Feldgeräte als Zusatzinformationen hinzuzufügen, um eine mögliche Fehlersuche in einem Diagnosefall zu erleichtern. Connection of the field device in the network called. For example, the field device may be directly connected to a host running the frame application. Between host and Field device but also other network devices, such as gateways, segment couplers or the like can be arranged. It may also be provided to add status information in the network of adjacent field devices as additional information in order to facilitate a possible troubleshooting in a diagnostic case.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zusätzlich oder alternativ zu den beschriebenen Verfahrensschritten auf der Datenbank befindliche Informationen von der Datenbank auf die Rahmenapplikation geladen werden und über die zusätzliche Schnittstelle an den Gerätetreiber übermittelt werden. Das Verfahren erlaubt somit eine bidirektionale Übertragung von Informationen zwischen der Datenbank und der Rahmenapplikation. Der Gerätetreiber kann sich auf diese Art und Weise Informationen mittels Rahmenapplikation von der Datenbank beschaffen. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that, in addition to or in addition to the described method steps, information on the database is loaded from the database to the frame application and transmitted via the additional interface to the device driver. The method thus allows bi-directional transmission of information between the database and the frame application. The device driver can obtain information in this way by means of frame application from the database.
Gemäß einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verfahren durch einen Benutzer initiiert wird. Der Benutzer wählt hierbei in der Rahmenapplikation die gewünschte Aktion, bzw. die gewünschten von dem Feldgerät zu ermittelnden/und oder zu erzeugenden Informationen aus. Die Datenermittlung/-erzeugung, das anschließende Abrufen der Informationen durch den Gerätetreiber, die darauf folgende Übertragung der Informationen an die Rahmenapplikation über die zusätzliche Schnittstelle und das abschließende Übermitteln der Informationen an die elektronische Datenbank auf dem Server läuft anschließend automatisch ab. According to an advantageous variant of the method according to the invention, it is provided that the method is initiated by a user. In this case, the user selects in the frame application the desired action or the desired information to be determined by the field device and / or or to be generated. The data acquisition / generation, the subsequent retrieval of the information by the device driver, the subsequent transmission of the information to the frame application via the additional interface and the final transmission of the information to the electronic database on the server then runs automatically.
In einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verfahren durch die Rahmenapplikation initiiert wird, insbesondere durch einen in der In a further advantageous variant of the method according to the invention it is provided that the method is initiated by the frame application, in particular by a in the
Rahmenapplikation implementierten Ablaufplan. Hierbei kann insbesondere folgendes festgelegt werden: Frame application implemented flowchart. In particular, the following may be specified:
die Feldgeräte, von denen Informationen durch den jeweiligen Gerätetreiber abgerufen werden;  the field devices from which information is retrieved by the respective device driver;
die Art der Informationen, welche von den ausgewählten Feldgeräten abgerufen werden sollen, bzw. welche Informationen vor dem Abrufen von den jeweiligen ausgewählten Feldgeräten ermittelt und/oder erzeugt werden; und/oder  the type of information to be retrieved by the selected field devices, or what information is determined and / or generated prior to retrieval from the respective selected field devices; and or
der Zeitpunkt oder die Häufigkeit, in der die Informationen von den jeweiligen ausgewählten Feldgeräten abgerufen werden.  the time or frequency at which the information is retrieved from the selected field devices.
Eine alternative Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Verfahren durch den Gerätetreiber initiiert wird insbesondere durch einen in dem Gerätetreiber implementierten Ablaufplan. An alternative variant of the method according to the invention provides that the method is initiated by the device driver, in particular by a flowchart implemented in the device driver.
Auch hier kann insbesondre folgendes festgelegt werden: die Feldgeräte, von denen Informationen durch den jeweiligen Gerätetreiber abgerufen werden; Again, the following can be specified: the field devices from which information is retrieved by the respective device driver;
die Art der Informationen, welche von den ausgewählten Feldgeräten abgerufen werden sollen, bzw. welche Informationen vor dem Abrufen von den jeweiligen ausgewählten Feldgeräten ermittelt und/oder erzeugt werden; und/oder  the type of information to be retrieved by the selected field devices, or what information is determined and / or generated prior to retrieval from the respective selected field devices; and or
der Zeitpunkt oder die Häufigkeit, in der die Informationen von den jeweiligen ausgewählten Feldgeräten abgerufen werden.  the time or frequency at which the information is retrieved from the selected field devices.
Alternativ kann das Verfahren auch eventgetrieben initiiert werden. Ein solches Event, welches das Verfahren initiiert, kann beispielsweise ein Update der in der Anlage befindlichen Feldgeräte oder der Softwarekomponenten des Hosts, also der Rahmenapplikation und/oder Gerätetreiber sein. In diesem Fall kann das Verfahren die feldgerätespezifischen Informationen, welche zur Alternatively, the method can also be initiated event driven. Such an event, which initiates the method, may be, for example, an update of the field devices or the software components of the host, that is to say the frame application and / or device driver, located in the system. In this case, the method may provide the field device specific information used for
Kommunikation dienen, abrufen. Beispielsweise sind dies der Gerätetyp des Feldgeräts, der TAG des Feldgeräts, die Seriennummer des Feldgeräts, die Firmwareversion des Feldgeräts, und/oder ähnliches. Serve communication, retrieve. For example, these are the device type of the field device, the TAG of the field device, the serial number of the field device, the firmware version of the field device, and / or the like.
Alternativ kann auch eine Diagnosemeldung von einem der Feldgeräte als Event definiert sein und das Verfahren initiieren. In diesem Fall können Informationen, die im Zusammenhang mit der Diagnosemeldung stehen und/oder für die Diagnosemeldung relevant sind von dem Feldgerät abgerufen und auf der Datenbank gespeichert werden. Alternatively, a diagnostic message from one of the field devices can be defined as an event and initiate the procedure. In this case, information related to the diagnostic message and / or relevant to the diagnostic message may be retrieved from the field device and stored in the database.
Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein System zur Zustandsüberwachung einer Anlage der Prozessautomatisierung, welche aus mehreren kommunikationsfähigen Feldgeräten besteht, gelöst, umfassend: Furthermore, the object is achieved by a system for condition monitoring of a plant of process automation, which consists of several communication-capable field devices, comprising:
- einen Host, welcher mit den Feldgeräten in Datenverbindung steht;  a host in data communication with the field devices;
jeweils einen Gerätetreiber für jedes der Feldgeräte, welcher auf das jeweilige Feldgerät zugreift und von diesem Informationen abruft, wobei die Informationen durch das jeweilige Feldgerät ermittelt und/oder von dem jeweiligen Feldgerät erzeugt werden;  in each case a device driver for each of the field devices, which accesses the respective field device and retrieves information therefrom, wherein the information is determined by the respective field device and / or generated by the respective field device;
eine Rahmenapplikation, welche von dem Host ausgeführt wird, wobei der jeweilige  a frame application executed by the host, the respective one
Gerätetreiber in der Rahmenapplikation integriert ist, wobei der jeweilige Gerätetreiber und die Rahmenapplikation über standardisierte Treiberschnittstellen kommunizieren, und wobei der jeweilige Gerätetreiber die abgerufenen Informationen über eine zusätzliche Schnittstelle an die Rahmenapplikation überträgt; und  Device driver is integrated in the frame application, wherein the respective device driver and the frame application communicate via standardized driver interfaces, and wherein the respective device driver transmits the retrieved information via an additional interface to the frame application; and
eine elektronische Datenbank, welche auf einem Server implementiert ist, wobei der Host mit dem Server zumindest zeitweise in Datenverbindung steht, wobei die Rahmenapplikation die übertragenen Informationen an die elektronische Datenbank übermittelt und die übermittelten Informationen auf der elektronischen Datenbank gespeichert und zur an electronic database implemented on a server, wherein the host is at least temporarily in data communication with the server, the frame application transmitting the transmitted information to the electronic database and the transmitted information stored on the electronic database and to
Überwachung des Zustands der Feldgeräte verwendet werden,  Monitoring the state of the field devices used
und/oder wobei die Rahmenapplikation auf der Datenbank befindliche Informationen von der Datenbank herunterlädt und über die zusätzliche Schnittstelle an den Gerätetreiber übermittelt.  and / or wherein the frame application downloads information from the database to the database and transmits it to the device driver via the additional interface.
Bei dem Host handelt es sich beispielsweise um eine stationäre Rechnereinheit, beispielsweise um ein Plant Asset Management (PAM) System. Der Host kann darüber hinaus auch als mobile Bedieneinheit ausgestaltet sein, insbesondere als mobiles Endgerät, wie beispielsweise ein Laptop oder ein Smartphone. By way of example, the host is a stationary computer unit, for example a Plant Asset Management (PAM) system. The host can also be configured as a mobile operating unit, in particular as a mobile terminal, such as a laptop or a smartphone.
Der Host ist mit den Feldgeräten über ein Netzwerk verbunden. Das Netzwerk kann zum einen ein drahtloses Netzwerk sein. Im Prinzip kann hierbei jedes gebräuchliche Protokoll eines drahtlosen Netzwerks, beispielsweise WLAN, Bluetooth®, ZigBee®, RFID, NFC, etc. oder ein drahtloses Feldbusprotokoll wie beispielsweise WirelessHART® verwendet werden. The host is connected to the field devices via a network. The network can be a wireless network. In principle, in this case any conventional protocol of a wireless network, for example Wi-Fi, Bluetooth ®, ZigBee ®, RFID, NFC, etc. or a wireless field bus protocol such as WirelessHART ® can be used.
Zum anderen kann das Netzwerk ein drahtgebundenes Netzwerk sein. Im Prinzip kann jedes gebräuchliche Protokoll eines drahtgebundenen Netzwerks, insbesondere eines Feldbusnetzwerks der Automatisierungstechnik, wie beispielsweise Foundation Fieldbus®, Profibus®, Profinet®, HART®, Modbus®, Industrial Ethernet, etc. verwendet werden. Second, the network can be a wired network. In principle, any conventional protocol of a wired network, in particular a fieldbus network automation technology, such as Foundation Fieldbus ® , Profibus ® , Profinet ® , HART ® , Modbus ® , Industrial Ethernet, etc. can be used.
Des Weiteren ist der Host mit dem Server, auf der die Datenbank ausgeführt wird, über ein weiteres Netzwerk verbunden. Bei diesem Netzwerk handelt es sich insbesondere um ein LAN (Local Area Network), um ein WAN (Wide Area Network) oder um das Internet. Furthermore, the host is connected to the server running the database through another network. In particular, this network is a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or the Internet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass es sich bei der Rahmenapplikation um eine FDT-Rahmenapplikation, um eine FDI-Rahmenapplikation oder um einen DD-Host handelt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems handelt es sich bei dem Gerätetreiber um einen Device Type Manager oder um eine EDD. In a preferred embodiment of the system according to the invention, it is provided that the frame application is an FDT frame application, an FDI frame application or a DD host. According to an advantageous development of the system according to the invention, the device driver is a device type manager or an EDD.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass es sich bei dem Server um einen per Cloud Computing erreichbaren Server handelt. Dieser ist prinzipiell durch eine Internetverbindung mittels jedes internetfähigen Geräts erreichbar. Zur Kontaktierung des Servers ist eine Authentifizierung notwendig, um die gespeicherten Informationen vor unbefugtem Zugriff zu schützen. An advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the server is a server reachable by cloud computing. This is in principle accessible through an Internet connection using any Internet-enabled device. To contact the server, an authentication is necessary to protect the stored information against unauthorized access protect.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass es sich bei den von dem Feldgerät ermittelten und/oder von dem Feldgerät erzeugten Informationen um Prozesswerte, Diagnosedaten und/oder Konfigurationsdaten handelt. According to a particularly preferred embodiment of the system according to the invention, it is provided that the information determined by the field device and / or information generated by the field device is process values, diagnostic data and / or configuration data.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert. Es zeigt The invention will be explained in more detail with reference to the following figure. It shows
Fig. 1 : eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems; und Fig. 1: an embodiment of the system according to the invention; and
Fig. 2: ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Anlage der Prozessautomatisierung gemäß dem Stand der Technik. 2 shows a method for condition monitoring of a system of process automation according to the prior art.
In Fig. 1 ist ein Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems gezeigt. In einer Anlage A der Prozessautomatisierung ist ein Feldgerät FG zur Ermittlung einer Durchflussgeschwindigkeit eines Mediums in einer Rohrleitung installiert. Bei dem Feldgerät FG kann es sich hierfür unter anderem um ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät oder um ein Ultraschall-Durchflussmessgerät handeln. Über ein erstes Netzwerk N1 steht das Feldgerät FG mit einem Host H in Datenverbindung. Je nach Netzwerkstruktur können sich weitere Netzwerkgeräte zwischen Feldgerät FG und Host H befinden, beispielsweise Gateways und/oder Segmentkoppler. Ebenso können sich weitere Feldgeräte FG in der Anlage A befinden, aus Übersichtsgründen wird die Erfindung in Fig. 1 und Fig. 2 jedoch nur mit einem einzigen Feldgerät FG erläutert. Der Host H dient zur Bedienung des Feldgeräts FG und zum Auslesen von Informationen I, die das Feldgerät FG erzeugt und ermittelt, beispielsweise den aktuellen Prozesswert der Durchflussgeschwindigkeitsmessung. Bei dem Host H handelt stationäre Rechnereinheit, beispielsweise um ein Plant Asset Management (PAM) System oder um eine übergeordnete Einheit des Netzwerks N1. Der Host H kann darüber hinaus auch als mobile Bedieneinheit ausgestaltet sein, insbesondere als mobiles Endgerät, wie beispielsweise ein Laptop oder ein Smartphone. In Fig. 1, an embodiment of the system according to the invention is shown. In a plant A of process automation, a field device FG is installed to determine a flow rate of a medium in a pipeline. The field device FG may be, inter alia, a magnetic-inductive flowmeter or an ultrasonic flowmeter. Via a first network N1, the field device FG is in data connection with a host H. Depending on the network structure, additional network devices may be located between field device FG and host H, for example gateways and / or segment couplers. Likewise, further field devices FG can be located in the system A, but for reasons of clarity, the invention in FIGS. 1 and 2 is explained only with a single field device FG. The host H is used to operate the field device FG and to read out information I, which generates and determines the field device FG, for example, the current process value of the flow velocity measurement. The host H is a stationary computer unit, for example a Plant Asset Management (PAM) system or a higher-level unit of the network N1. The host H can also be configured as a mobile operating unit, in particular as a mobile terminal, such as a laptop or a smartphone.
Bei dem Netzwerk handelt es sich beispielsweise um ein drahtloses oder ein drahtgebundenes Netzwerk. Im Prinzip kann jedes geläufige Netzwerkprotokoll verwendet werden, insbesondere ein Feldbusprotokoll der Automatisierungstechnik. For example, the network is a wireless or wired network. In principle, any common network protocol can be used, in particular a fieldbus protocol of automation technology.
Auf dem Host H ist eine Rahmenapplikation FR installiert. Hierfür kann beispielsweise das Host H has a frame application FR installed. For this example, the
Bedienprogramm FieldCare der Endress+Hauser Gruppe dienen. Über einen Gerätetreiber GT, in diesem Fall einem Device Type Manager (DTM) greift die Rahmenapplikation FR, in diesem Fall eine FDT-Rahmenapplikation, auf das Feldgerät FG zu. Die Kommunikation zwischen Operating program FieldCare of the Endress + Hauser Group. Via a device driver GT, in In this case a Device Type Manager (DTM), the frame application FR, in this case an FDT frame application, accesses the field device FG. The communication between
Rahmenapplikation FR und Gerätetreiber GT erfolgt über vom FDT-Standard festgelegte Frame application FR and device driver GT takes place via the FDT standard
Treiberschnittstellen TS. Das erfindungsgemäße System definiert darüber hinaus eine zusätzliche Schnittstelle ZS. Driver Interfaces TS. The system according to the invention also defines an additional interface ZS.
Der Host ist des Weiteren über ein zweites Netzwerk N2 an einen Server S angeschlossen. Dieser Server ist für Cloud Computing Webservices ausgestaltet und enthält eine Datenbank DB. Bei dem zweiten Netzwerk N2 handelt es sich insbesondere um ein Intranet oder das Internet. Jedoch kann auch hier jede beliebige Art von Netzwerk N2, bzw. Netzwerkprotokoll verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Server S in dem ersten Netzwerk N 1 integriert ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Server S mit einem hier nicht gezeigten Gateway oder ähnlichem Netzwerkteilnehmer, welches im ersten Netzwerk N1 integriert ist, in Verbindung ist und darüber mit dem Host H in Verbindung steht. The host is further connected to a server S via a second network N2. This server is designed for cloud computing web services and contains a database DB. The second network N2 is in particular an intranet or the Internet. However, any type of network N2 or network protocol can also be used here. It can also be provided that the server S is integrated in the first network N 1. Furthermore, it may be provided that the server S is connected to a gateway or similar network subscriber, which is not shown here, which is integrated in the first network N1, and is in communication therewith with the host H.
Fig. 2: eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Zustandsüberwachung einer Anlage der Prozessautomatisierung mithilfe des in Fig. 1 beschriebenen erfindungsgemäßen Systems. Im ersten Verfahrensschritt 1 wird eine Anfrage an das Feldgerät FG durch einen Benutzer U initiiert. Die Anfrage enthält beispielsweise den Befehl, die aktuellen Prozesswerte von dem Feldgerät abzurufen. Alternativ zu dem Initiieren durch den Benutzer U kann das Verfahren durch die Rahmenapplikation oder durch den Gerätetreiber initiiert werden, insbesondere durch einen in der Rahmenapplikation oder in dem Gerätetreiber implementierten Ablaufplan. In diesem kann die Art der Informationen I, welche von dem Feldgerät FG abgerufen werden sollen, bzw. welche Information I vor dem Abrufen von dem Feldgerät ermittelt und/oder erzeugt werden, eingestellt werden. Befinden sich mehr als ein Feldgerät FG in der Anlage A, so kann der Ablaufplan für jedes Feldgerät FG separat eingestellt und ausgeführt werden. 2 shows an embodiment of the method according to the invention for condition monitoring of a system of process automation by means of the system according to the invention described in FIG. In the first method step 1, a request to the field device FG is initiated by a user U. For example, the request contains the command to retrieve the current process values from the field device. As an alternative to the initiation by the user U, the method can be initiated by the frame application or by the device driver, in particular by a flowchart implemented in the frame application or in the device driver. In this, the type of information I, which are to be retrieved by the field device FG, or which information I is determined and / or generated by the field device before retrieval, can be set. If there is more than one field device FG in the system A, then the flowchart for each field device FG can be set and executed separately.
Alternativ kann die Anfrage auch eventgetrieben initiiert werden. Ein solches Event kann Alternatively, the request can also be initiated event driven. Such an event can
beispielsweise ein Update des in der Anlage A befindlichen Feldgerätes FG oder der For example, an update of the field device located in the Appendix A FG or
Softwarekomponenten des Hosts H, also der Rahmenapplikation FR und/oder Gerätetreiber GT sein. In diesem Fall kann die Anfrage die feldgerätespezifischen Informationen, welche zur Software components of the host H, so the frame application FR and / or device driver GT. In this case, the request may contain the field device specific information which is used for
Kommunikation des Feldgeräts FG in dem ersten Netzwerk N1 dienen, umfassen. Beispielsweise sind dies der Gerätetyp des Feldgeräts FG, der TAG des Feldgeräts FG, die Seriennummer des Feldgeräts FG, die Firmwareversion des Feldgeräts FG, und/oder ähnliches. Communication of the field device FG serve in the first network N1 include. For example, these are the device type of the field device FG, the TAG of the field device FG, the serial number of the field device FG, the firmware version of the field device FG, and / or the like.
In einem zweiten Verfahrensschritt 2 wird die Anfrage von der Rahmenapplikation FR bearbeitet und über eine vom FDT-Standard vorgegebene Treiberschnittstelle TS an den Gerätetreiber GT weitergeleitet. In a second method step 2, the request is processed by the frame application FR and via a predetermined by the FDT standard driver interface TS to the device driver GT forwarded.
In einem dritten Verfahrensschritt 3 stellt der Gerätetreiber GT einen Befehl an das Feldgerät FG, den aktuellen Prozesswert der Durchflussmessung zu ermitteln. In a third method step 3, the device driver GT sends a command to the field device FG to determine the current process value of the flow measurement.
In einem vierten Verfahrensschritt 4 ermittelt das Feldgerät FG den aktuellen Prozesswert der Durchflussmessung und erzeugt die Information I, die diesen Prozesswert enthält. In a fourth method step 4, the field device FG determines the current process value of the flow measurement and generates the information I containing this process value.
In einem fünften Verfahrensschritt 5 ruft der Gerätetreiber die Information I von dem Feldgerät FG ab. Alternativ sendet das Feldgerät die Information I von sich aus an den Gerätetreiber, sobald diese verfügbar ist. In a fifth method step 5, the device driver retrieves the information I from the field device FG. Alternatively, the field device automatically sends the information I to the device driver as soon as it is available.
In einem sechsten Verfahrensschritt 6 überträgt der Gerätetreiber GT die Information über eine zusätzliche Schnittstelle ZS an die Rahmenapplikation FR. In a sixth method step 6, the device driver GT transmits the information to the frame application FR via an additional interface ZS.
In einem siebten Verfahrensschritt 7 bearbeitet die Rahmenapplikation FR die über die zusätzliche Schnittstelle ZS erhaltene Information I. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass die In a seventh method step 7, the frame application FR processes the information I obtained via the additional interface ZS. It may here be provided that the
Rahmenapplikation FR der übertragenen Information I Zusatzinformationen hinzufügt. Hierbei handelt es sich insbesondere um den TAG des Feldgeräts FG, die Seriennummer des Feldgeräts FG und/oder um die Kommunikationsstruktur des Feldgeräts FG. Unter der Kommunikationsstruktur des Feldgeräts wird der Anschluss des Feldgeräts FG im ersten Netzwerk N1 bezeichnet. Das Feldgerät FG kann beispielsweise direkt mit dem Host H verbunden sein, auf dem die Frame application FR of the transmitted information I adds additional information. These are, in particular, the tag of the field device FG, the serial number of the field device FG and / or the communication structure of the field device FG. The communication structure of the field device refers to the connection of the field device FG in the first network N1. The field device FG can for example be connected directly to the host H, on which the
Rahmenapplikation ausgeführt wird. Zwischen Host H und Feldgerät FG können aber auch, wie bereits vorher beschreiben, weitere Netzwerkgeräte, beispielsweise Gateways, Segmentkoppler oder ähnliches angeordnet sein. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, Zustandsinformationen eventuell weiterer im ersten Netzwerk N1 benachbarter Feldgeräte FG als Zusatzinformationen hinzuzufügen, um eine mögliche Fehlersuche in einem Diagnosefall zu erleichtern. Frame application is executed. However, as described above, further network devices, for example gateways, segment couplers or the like, can also be arranged between host H and field device FG. It may also be provided to add status information possibly further in the first network N1 adjacent field devices FG as additional information in order to facilitate a possible troubleshooting in a diagnostic case.
Im Anschluss daran stellt die Rahmenapplikation FR über den Host H eine Datenverbindung zu dem Server S, auf der die Datenbank DB implementiert ist, her. Die Datenverbindung zwischen Host H und Server S muss nicht permanent bestehen. Es kann vorgesehen sein, die Datenverbindung immer dann herzustellen, wenn neue Informationen I von der Rahmenapplikation FR an die Datenbank DB übertragen werden sollen. Es kann auch vorgesehen sein, die Datenverbindung zu voreingestellten Zeitpunkten herzustellen. In diesem Fall sammelt die Rahmenapplikation alle neu eingegangen Informationen I und überträgt diese an die Datenbank DB, sobald eine Subsequently, the frame application FR establishes a data connection via the host H to the server S on which the database DB is implemented. The data connection between Host H and Server S does not have to be permanent. It may be provided that the data connection is always established when new information I is to be transmitted from the frame application FR to the database DB. It can also be provided to establish the data connection at preset times. In this case, the frame application collects all newly received information I and transmits it to the database DB as soon as a
Datenverbindung zwischen Host H und Server s besteht. In einem abschließenden achten Verfahrensschritt 8 wird die Information auf die Datenbank DB des Servers S übertragen. Die Information wird nach vorgegebener Art und Weise auf der Datenbank DB gespeichert. Dadurch sind alle Informationen konsistent in der Datenbank DB gespeichert, was eine nachträgliche Bearbeitung oder einen Abruf dieser Informationen I erleichtert. Data connection between Host H and Server s exists. In a final eighth method step 8, the information is transferred to the database DB of the server S. The information is stored in a predetermined manner on the database DB. As a result, all information is stored consistently in the database DB, which facilitates subsequent processing or retrieval of this information I.
Abschließend können die in der Datenbank gespeicherten Informationen I zur Finally, the information stored in the database I for
Zustandsuberwachung oder zur präventiven Instandhaltung des Feldgeräts FG von dem Benutzer U oder einem Programm des Benutzers U abgerufen werden. Zur Kontaktierung des Servers S ist eine Authentifizierung notwendig, um die in der Datenbank DB gespeicherten Informationen I vor unbefugtem Zugriff zu schützen. Condition monitoring or for preventive maintenance of the field device FG be retrieved by the user U or a program of the user U. To contact the server S, an authentication is necessary in order to protect the information I stored in the database DB against unauthorized access.
Es versteht sich von selbst, dass das Verfahren auf jegliche Art und Anzahl von Feldgeräten FG anwendbar ist und nicht auf die in dieser Ausgestaltung verwendeten Beispiele beschränkt ist. It goes without saying that the method is applicable to any type and number of field devices FG and is not limited to the examples used in this embodiment.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Verfahrensschritte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 process steps
A Anlage der Prozessautomatisierung DB elektronische Datenbank A plant of process automation DB electronic database
FG Feldgerät FG field device
FR Rahmenapplikation FR frame application
I Informationen I information
N1 erstes Netzwerk  N1 first network
N2 zweites Netzwerk N2 second network
S Server S server
TS standardisierte Treiberschnittstellen U Benutzer  TS standardized driver interfaces U user
ZS zusätzliche Schnittstelle  ZS additional interface

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Zustandsuberwachung einer Anlage (A) der Prozessautomatisierung, welche aus mehreren kommunikationsfähigen Feldgeräten (FG) besteht, wobei jedem Feldgerät (FG) ein Gerätetreiber (GT) zugeordnet ist, welcher in einer Rahmenapplikation (FR) integriert ist, und wobei der jeweilige Gerätetreiber (GT) und die Rahmenapplikation (FR) über standardisierte Treiberschnittstellen (TS) kommunizieren, umfassend: Method for condition monitoring of a system (A) of process automation, which consists of several field devices (FG) capable of communication, each field device (FG) being assigned a device driver (GT) integrated in a frame application (FR), and the respective device driver (GT) and the frame application (FR) communicate via standardized driver interfaces (TS), comprising:
Abrufen von Informationen (I) von zumindest einem der Feldgeräte (FG) mittels des dem Feldgerät (FG) zugeordneten Gerätetreibers (GT), wobei die Informationen (I) durch das Feldgerät (FG) ermittelt und/oder von dem Feldgerät (FG) erzeugt werden;  Retrieving information (I) from at least one of the field devices (FG) by means of the device driver (GT) assigned to the field device (FG), the information (I) being determined by the field device (FG) and / or generated by the field device (FG) become;
Übertragen der abgerufenen Informationen (I) über eine zusätzliche Schnittstelle (ZS) an die Rahmenapplikation (FR);  Transmitting the retrieved information (I) via an additional interface (ZS) to the frame application (FR);
Übermitteln der übertragenen Informationen (I) durch die Rahmenapplikation (FR) an eine elektronische Datenbank (DB) auf einem Server (S) und Speichern der  Transmitting the transmitted information (I) by the frame application (FR) to an electronic database (DB) on a server (S) and storing the
übermittelten Informationen (I) in der Datenbank (DB); und  transmitted information (I) in the database (DB); and
Überwachen des Zustands der Feldgeräte (FG) auf Basis der auf der elektronischen Datenbank (DB) gespeicherten Informationen (I).  Monitoring the state of the field devices (FG) based on the information (I) stored on the electronic database (DB).
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Informationen (I) von der Rahmenapplikation (FR) zusammengefasst werden und in zusammengefasster Form an die Datenbank (DB) übermittelt werden. The method of claim 1, wherein the information (I) from the frame application (FR) are summarized and transmitted in summarized form to the database (DB).
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei den übertragenen Method according to at least one of claims 1 or 2, wherein the transmitted
Informationen (I) mittels der Rahmenapplikation Zusatzinformationen, insbesondere der TAG des Feldgeräts (FG), die Seriennummer des Feldgeräts (FG) und/oder die Information (I) by means of the frame application additional information, in particular the TAG of the field device (FG), the serial number of the field device (FG) and / or the
Kommunikationsstruktur des Feldgeräts (FG) hinzugefügt werden. Communication structure of the field device (FG) are added.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei zusätzlich oder alternativ zu den beschriebenen Verfahrensschritten auf der Datenbank (DB) befindliche Informationen (I) von der Datenbank auf die Rahmenapplikation (FR) geladen werden und über die zusätzliche Schnittstelle (ZS) an den Gerätetreiber (GT) übermittelt werden. Method according to at least one of the preceding claims, wherein information (I) located on the database (DB) in addition to or as an alternative to the method steps described is loaded from the database to the frame application (FR) and sent to the device driver (ZS) via the additional interface (ZS). GT).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren durch einen Benutzer initiiert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren durch die Rahmenapplikation (FR) initiiert wird, insbesondere durch einen in der Rahmenapplikation (FR) implementierten Ablaufplan. The method of any one of claims 1 to 4, wherein the method is initiated by a user. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the method is initiated by the frame application (FR), in particular by a flowchart implemented in the frame application (FR).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren durch den Gerätetreiber (GT) initiiert wird, insbesondere durch einen in dem Gerätetreiber (GT) implementierten Ablaufplan. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the method is initiated by the device driver (GT), in particular by a flowchart implemented in the device driver (GT).
System zur Zustandsüberwachung einer Anlage (A) der Prozessautomatisierung, welche aus mehreren kommunikationsfähigen Feldgeräten (FG) besteht, umfassend: System for condition monitoring of a plant (A) of process automation, which consists of several communication-capable field devices (FG), comprising:
einen Host (H), welcher mit den Feldgeräten (FG) in Datenverbindung steht; jeweils einen Gerätetreiber (GT) für jedes der Feldgeräte (FG), welcher auf das jeweilige Feldgerät (FG) zugreift und von diesem Informationen (I) abruft, wobei die Informationen (I) durch das jeweilige Feldgerät (FG) ermittelt und/oder von dem jeweiligen Feldgerät (FG) erzeugt werden;  a host (H) in data communication with the field devices (FG); in each case a device driver (GT) for each of the field devices (FG), which accesses the respective field device (FG) and retrieves information (I) therefrom, wherein the information (I) is determined by the respective field device (FG) and / or from the respective field device (FG) are generated;
eine Rahmenapplikation (FR), welche von dem Host (H) ausgeführt wird, wobei der jeweilige Gerätetreiber (GT) in der Rahmenapplikation (FR) integriert ist, wobei der jeweilige Gerätetreiber (GT) und die Rahmenapplikation (FR) über standardisierte Treiberschnittstellen (TS) kommunizieren, und wobei der jeweilige Gerätetreiber (GT) die abgerufenen Informationen (I) über eine zusätzliche Schnittstelle (ZS) an die Rahmenapplikation (FR) überträgt; und  a frame application (FR), which is executed by the host (H), wherein the respective device driver (GT) in the frame application (FR) is integrated, wherein the respective device driver (GT) and the frame application (FR) via standardized driver interfaces (TS ), and wherein the respective device driver (GT) transmits the retrieved information (I) to the frame application (FR) via an additional interface (ZS); and
eine elektronische Datenbank (DB), welche auf einem Server (S) implementiert ist, wobei der Host (H) mit dem Server (S) zumindest zeitweise in Datenverbindung steht, wobei die Rahmenapplikation (FR) die übertragenen Informationen (I) an die elektronische Datenbank (DB) übermittelt und die übermittelten Informationen (I) auf der  an electronic database (DB), which is implemented on a server (S), wherein the host (H) at least temporarily in data connection with the server (S), wherein the frame application (FR) the transmitted information (I) to the electronic Database (DB) and transmitted information (I) on the
elektronischen Datenbank (DB) gespeichert und zur Überwachung des Zustands der Feldgeräte (FG) verwendet werden,  stored in the electronic database (DB) and used to monitor the state of the field devices (FG),
und/oder wobei die Rahmenapplikation (FR) auf der Datenbank (DB) befindliche Informationen (I) von der Datenbank (DB) herunterlädt und über die zusätzliche Schnittstelle (ZS) an den Gerätetreiber (GT) übermittelt.  and / or wherein the frame application (FR) on the database (DB) located information (I) downloads from the database (DB) and transmitted via the additional interface (ZS) to the device driver (GT).
System nach Anspruch 8, wobei es sich bei der Rahmenapplikation (FR) um eine FDT- Rahmenapplikation, um eine FDI-Rahmenapplikation oder um einen DD-Host handelt. The system of claim 8, wherein the frame application (FR) is an FDT frame application, an FDI frame application, or a DD host.
10. System nach zumindest einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei es sich bei dem Gerätetreiber (GT) um einen Device Type Manager oder um eine EDD handelt. 10. System according to at least one of claims 8 or 9, wherein the device driver (GT) is a device type manager or an EDD.
1 1. System nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei es sich bei dem Server (S) um einen per Cloud Computing erreichbaren Server (S) handelt. 1 1. A system according to at least one of claims 8 to 10, wherein it is at the server (S) is accessible via cloud computing server (S).
12. System nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , wobei es sich bei den von dem Feldgerät (FG) ermittelten und/oder von dem Feldgerät (FG) erzeugten Informationen (I) um12. System according to at least one of claims 8 to 1 1, wherein it is in the field device (FG) determined and / or generated by the field device (FG) information (I) to
Prozesswerte, Diagnosedaten und/oder Konfigurationsdaten handelt. Process values, diagnostic data and / or configuration data is.
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