BR102013021196B1 - Processo para a parametrização de um aparelho de campo e aparelho de campo - Google Patents
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Abstract
método para a parametrização de um aparelho de campo e correspondente aparelho de campo e sistema para a parametrização. é descrito e apresentado um processo para parametrização de um aparelho de campo (1). a presente invenção tem como objetivo propor um processo para parametrização de um aparelho de campo que permite a transferência segura de valores de parâmetros através de uma conexão de dados possivelmente insegura. no processo abordado, esta tarefa será solucionada pelo fato de que será determinado um valor de controle dependente pelo menos de um valor de parâmetro do aparelho de campo (1), e desta forma é gerado um sinal de saída. o sinal de saída será, no caso, fornecido como sinal de corrente através de uma interface (2) para o aparelho de campo (1). além disso, a invenção refere-se a um aparelho de campo correspondente e a um sistema de parametrização correspondente.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um processo para a parametrização de um aparelho de campo, sendo que pode ser ajustado ao menos um valor de parâmetro do aparelho de campo e o aparelho de campo apresenta ao menos uma interface. Além disso, a invenção abrange um aparelho de campo correspondente, bem como um correspondente sistema para parametrizar um aparelho de campo com uma unidade de parametrização.
[002] No campo da automatização do processo moderno são usados aparelhos de campo, por exemplo, como aparelhos medidores para controle de grandezas de processo e como atuadores para influenciar os processos. A comunicação entre os aparelhos de campo e, por exemplo, entre os aparelhos de campo e uma sala de controle superposta verifica-se geralmente através de bus de campo e mediante emprego de protocolos de comunicação padronizados (por exemplo, HART ou através de sinais de corrente 4...20mA). Além disso, está ocasionalmente previsto que os aparelhos de campo dispõem de uma unidade indicadora própria que permite a apresentação, por exemplo, de valores de medição no local.
[003] Para um emprego dos aparelhos de campo adequado da melhor forma possível para os processos e condições de uso, frequentemente pode se regular, ou seja, previamente estabelecer frequentemente um grande numero de valores de parâmetros. Na produção dos aparelhos de campo ou em uma inicialização de aparelho frequentemente são estabelecidos valores padrão para este processo. No caso, de acordo com o significado dos parâmetros ou conforme a espécie do emprego pode ocorrer que alguns parâmetros não possam ser alterados ou somente possam ser alteados após a liberação por uma chave de segurança.
[004] Especialmente nos empregos dos aparelhos de campo em áreas criticas de segurança devera ser garantido um ajuste correto dos valores dos parâmetros. São relevantes nas respectivas exigências de segurança eventualmente também as indicações previas para atender ao padrão SIL (SIL = nível de integridade de segurança) importante na automatização de processos.
[005] Neste contexto descreve, por exemplo, o relatório descritivo DE 10 2004 055 971 um processo para parametrizar um aparelho. No caso, os valores paramétricos serão pelo menos uma vez interpretados novamente para efeito de controle do aparelho para a unidade de parametrização.
[006] A problemática existe, todavia, em que para a comunicação entre o aparelho de campo e a unidade de parametrização são usados, eventualmente, percursos ou canais de controle não seguros que podem falsificar os dados transmitidos.
[007] Portanto o objetivo da invenção reside em prover um método para a parametrização de um aparelho de campo - e um correspondente aparelho de campo ou um correspondente sistema de parametrização - que permite a transferência segura de valores paramétricos através de uma conexão de dados, possivelmente não segura.
[008] O processo de acordo com a invenção, no qual a tarefa antes exposta e indicada, é solucionada, caracteriza-se, inicialmente, e essencialmente, pelos seguintes passos:
[009] Será determinado ao menos um valor de controle que depende pelo menos de um valor de parâmetro do aparelho de campo. Este valor de controle pode também ser compreendido como valor de teste, soma de teste ou "checksum"e eventualmente pode ser correspondente determinado. No caso, o valor de controle pode ser, por exemplo, determinado sendo calculado através de uma formula pré- determinada, isto é sendo que o valor do parâmetro ou eventualmente valores do parâmetro com seus valores numéricos são integrados em uma formula pré-determinada ou - alternativamente, por ser o valor de controle sobre o valor do parâmetro extraído de uma tabela de valores memorizada no aparelho de campo, apresentando um valor de parâmetro pré-determinavel que especialmente se adapta. Caso forem necessário outros valores de parâmetros então trata-se preferencialmente de uma tabela multidimensional. Em uma conformação adicional, o calculo, através de uma formula e uso de dados memorizados a partir de tabelas, serão reciprocamente combinados. A determinação do valor de controle verifica-se especialmente no aparelho de campo e pelo aparelho de campo.
[0010] No próximo passo do processo será gerado ao menos um sinal de saída do apararelho de campo, sendo que pelo menos um sinal de saída depende pelo menos do valor de controle determinado. Pelo menos um sinal de saída gerado será fornecido como sinal de corrente através da interface do aparelho de campo, conformado de modo correspondente para a liberação de sinais de corrente. Na interface trata-se, por exemplo, do acesso para um laço de correte.
[0011] No processo de acordo com a invenção será transformado ou seja codificado pelo menos um valor de parâmetro ou vários valores de parâmetro alternativamente do aparelho de campo serão integrados ou seja codificados em um valor de controle. Este valor de controle - eventualmente em conexão com outros dados ou valores etc. - será transferido para um sinal de saída do aparelho de campo, sendo transmitido como sinal de corrente. Inversamente, o sinal da corrente desta forma é portador, por exemplo, de sua amplitude ou de sua frequência etc. e do valor de controle, de maneira que a partir do sinal de corente medido pode ser derivado o valor de controle. Isto abre a possibilidade poder transmitir através de uma saída de corrente os valores de parâmetros em forma segura para o exterior. No caso constitui especialmente uma vantagem que um aparelho medido da corrente é suficiente para a tomada dos sinais.
[0012] Para o caso que no aparelho de campo de trata de um aparelho medidor, em uma conformação está previsto que ao menos um valor de controle e/ou ao menos um sinal de saída é gerado na dependência de um valor medido. No caso, trata-se em uma conformação de um valor atual medido, em uma conformação alternativa trata-se de um valor medido precedente da parametrização e em outra modalidade trata-se de um valor de medição simulador. No caso será usado especialmente um valor medido de tal ordem que também é conhecido do lado receptor do sinal de avaliação, ou seja, o valor medido será selecionado consoante uma regra que é conhecido ao lado receptor.
[0013] Em uma modalidade, partindo de ao menos um valor de controle serão gerados ao menos dois sinais de saída, os quais, preferencialmente se diferenciam entre si. Os sinais de saída podem no caso ser dependentes do mesmo valor de controle ou do mesmo grupo de valores de controle. Para gerar os sinais de saída será usado um esquema de variação pré-determinavel pelo qual se podem fazer conclusões no lado da recepção sobre o valor de controle. Pelo menos dois sinais de saída serão no caso transmitido como sinais de corrente. Nesta conformação, a segurança do suprimento e a segurança no sentido de receber os dados corretos, são aumentadas por verificar-se uma transmissão múltipla.
[0014] Um esquema de variação especial para a produção dos sinais de saída reside em que os sinais de saída gerados estão situados entre um valor mínimo pré-determinavel IMIN e um valor máximo determinável IMAX com uma largura de passo triângulo 1 pré- determinável. Pelo valor mínimo IMIN e pelo valor máximo IMAX é também coberto uma faixa de sinais que corresponde em uma variante a faixa de sinais nos quais estes são transmitidos durante a operação normal do aparelho de campo. Deve-se imaginar, por exemplo, uma transferência de sinal por um laço de corrente entre 4 mA e 20 mA. Os sinais de saída individuais estão situados entre esses valores limite e possuem reciprocamente uma largura de passo ΔI pré-determinavel, por exemplo, sempre passos de 10% de toda a faixa de sinal.
[0015] Em uma conformação, em caráter adicional ou alternativo, ao menos um sinal de saída é produzido de tal maneira que está situado fora de uma faixa de sinal pré-determinado. Uma faixa de sinal assim pré-determinavel é, por exemplo, a área descrita na conformação precedente que está situada em uma variante entre 4 mA e 20 mA. Para a parametrização, nesta conformação será gerado e fornecido um sinal de saída fora desta faixa de sinalização, que é uma área especialmente usada para operação normal do aparelho de campo.
[0016] Para o ajuste especialmente de vários valores de parâmetros, o aparelho de campo dispõe, em uma conformação, de no mínimo uma interface de serviço na qual será acoplada, por exemplo, para a parametrização uma unidade de parametrização correspondente. Alternativamente, o aparelho de campo dispõe de uma unidade indicadora que permite a alimentação de dados, como interface de serviço.
[0017] Uma conformação se refere ao trato no lado receptor do lado de saída com o sinal de saída ou com os sinais de saída. Ao menos um sinal de saída será recebido e pelo menos um sinal de saída será recebido e pelo menos de um sinal de saída será determinado um valor comparativo. No caso ideal, o valor comparativo será igual ao valor de controle e está em uma relação especial correspondente. Em seguida, o valor comparativo determinado será comparado com ao menos o valor teórico. O valor teórico resulta no caso especialmente dos valores "teóricos" que os valores dos parâmetros devem apresentar no aparelho de campo e eventualmente de outros valores como, por exemplo, o valor da medição no aparelho de campo equipado como aparelho medido. Além disso, o valor teórico poderá também apresentar a dependência do esquema de variação acima mencionado. O valor teórico será especialmente determinado de acordo com o mesmo algoritmo, a mesma formula ou os mesmos dados de tabeca como são empregados para o valor de controle. A partir da comparação de valor teórico e de comparação é demonstrado se o valor do parâmetro ou os valores dos parâmetros foram determinados de forma correta. No caso da coincidência - eventualmente dentro de uma faixa de tolerância - poderá ser, por exemplo, no aparelho de campo ser encerrada a parametrização por meio de quitação ou poderá ser protegido um valor de parâmetro. No caso de divergência, eventualmente a parametrização será repetida ou será gerado outra conexão de dados ou a parametrização será interrompida e o aparelho de campo passara para um estado (Default) protegido.
[0018] Em caráter alternativo ou complementar, são feitos cálculos, ou seja, conclusões a partir do valor comparativo em sentido direto ao valor do parâmetro ou aos valores de parâmetros.
[0019] A tarefa acima indicada segundo outro ensinamento da invenção é solucionada por um aparelho de campo para transformação do processo segundo uma das conformações acima indicadas. No aparelho de campo trata-se especialmente de um atuador ou de um aparelho medidor.
[0020] De acordo com um ensinamento adicional da invenção, a tarefa antes apresentada e mostrada no sistema inicialmente mencionado com um aparelho de campo e uma unidade de parametrização são solucionadas pelo fato de que na parametrização do aparelho de campo, verifica-se o processo pelo menos de acordo com uma das conformações acima do processo indicadas. O sistema de parametrização no caso será apenas gerado temporariamente, sendo que uma unidade de parametrização será unida com o aparelho de campo pelo período da parametrização. A unidade de parametrização é, por exemplo, uma sala de controle, ou um computador (de preferência portátil) ou um Handheld como aparelho de comando móvel para aparelhos de campo. Para a tirada do sinal de saída ou dos sinais de saída serve, por exemplo, a unidade de parametrização especificamente ou um aparelho medidor de corrente como variante simples.
[0021] Detalhadamente existe um grande numero de possibilidades de conformar e ampliar o processo de acordo com a invenção, o aparelho de campo igualmente de acordo com a invenção bem como o sistema. Para tanto é feita a referencia por um lado as reivindicações dependentes da reivindicação 1, por outro lado é feita a referencia a seguinte descrição de exemplo de execução em conexão com o desenho. O desenho mostra.
[0022] Fig. 1 - uma apresentação esquemática, apresentando essencialmente as conexões funcionais atuantes, de um sistema para a parametrização de um aparelho de campo
[0023] Fig. 2 - apresentação esquemática de um gráfico para mostrar a geração dos sinais de saída como sinais de corrente e
[0024] Fig. 3 - um fluxograma de uma transformação exemplificada do processo de parametrização.
[0025] A Fig. 1 apresenta um exemplo de execução de um sistema de parametrização, sendo que as conexões atuantes entre os diferentes elementos devem ser expostos. O gráfico da Fig. 2 demonstra a forma da geração dos sinais de saída na maneira como é convencional na transmissão de valores de medição com os sinais 4... 20 mA está desenhado a sequencia especial dos sinais de saída que resultam na sequencia do processo de parametrização de acordo com a invenção. A Fig. 3 mostra finalmente um sequenciamento exemplificado de passos individualizados do processo de parametrização da invenção.
[0026] A Fig. 1 apresenta um aparelho de campo 1, no qual se trata, a tipo de exemplo, de um aparelho medidor de nível de enchimento segundo o principio radar. O aparelho de campo 1 dispõe de uma interface 2, a qual serve como saída de corrente por exemplo para acoplamento em um condutor duplo ou seja em um laço de corrente. Na conformação mostrada também está prevista uma interface de serviço 3 pela qual são ajustados parâmetros ou são controladas rotinas de programas. A interface de serviço 3 está aqui prevista para acoplamento com um condutor elétrico. Alternativamente trata-se na interface de serviço 3 de uma unidade de alimentação direta do aparelho de campo por exemplo um display de toque.
[0027] O aparelho de campo 1 está unido com dois dispositivo para a parametrização. Por um lado, está acoplado na interface 2, para a transmissão de sinais de corrente, um aparelho medidor de corrente 4 que serve para medir os sinais de saída do aparelho de campo 1 na forma de sinais de corrente. Por outro lado, através da interface de serviço 3 com o aparelho de campo 1 está unido uma unidade de parametrização 5 - aqui na forma de um computador portátil. Desta maneira resulta ao todo um sistema eventualmente temporário para parametrizar o aparelho de campo 1 através de um operador 6.
[0028] Os valores dos parâmetros do aparelho de campos 1 serão fixados através da interface de serviço 3. No caso está previsto no aparelho de comando 1 que alguns valores de parâmetros somente podem ser alterados após a alimentação de um código de acesso, ou seja, após a regulagem de parâmetros específicos, que no caso funciona por exemplo como uma espécie de um disjuntor. Para assegurar especialmente para usos críticos de segurança que os valores de parâmetros foram ajustados corretamente, na conformação mostrada será feita uma releitura do valor dos parâmetros.
[0029] A liberação dos valores de parâmetros verifica-se através da interface 2 por gerar sinais de saída como sinais de corrente. Uma vantagem reside especialmente em que o aparelho de campo 1, por exemplo não precisa dispor de uma indicação do local. No sistema de acordo com a presente invenção precisa ser simplesmente tirado e medido um sinal de corrente.
[0030] Para concretizar uma alocação entre os valores de parâmetros e o sinal de saída, por exemplo, a sua intensidade de corrente, partindo-se de pelo menos um valor de parâmetro, será determinado um valor de controle no aparelho de campo 1. Isto se verifica, por exemplo, através de uma formula adequadamente memorizada, ou seja, através de tabelas memorizadas ou uma combinação dessas duas variantes. A partir do valor de controle, da portadora da informação sobre ao menos um valor de parâmetro, ou seja, sobre todos ou pelo menos um grupo que se destaca pelo seu significado, por exemplo, em termos de segurança representando valores de parâmetros, será depois novamente, através de uma alocação pré-determinavel, será gerado pelo menos um sinal de saída e liberado como sinal de corrente através da interface 2.
[0031] O sinal de saída recebido, ou seja, aqui medido pelo aparelho medidor de corrente 4, permite determinar um valor de comparação que, no caso de uma transferência óptica, corresponde essencialmente ao valor de controle. Como a geração do valor de controle com base em conexões previamente conhecidas se processa, através do operador 6, eventualmente em conexão com a unidade de parametrização 5, poderá ser determinado um valor teórico o qual, como o valor de controle, reflete os valores de parâmetro.
[0032] Se o valor comparativo e o valor teórico - eventualmente dentro de uma faixa de tolerância pré-determinavel - coincidirem, então o operador 6 fará a quitação através da unidade de parametrização 5 em relação aos valores do parâmetro ou eventualmente do ajuste completo do aparelho de campo 1o qual então em seguida pode ser usado para a medição no processo.
[0033] Uma forma da geração dos sinais de saída, baseado nos sinais de unidade 4... 20 mA da automatização de processo é mostrado na Fig. 2.
[0034] Nos sinais 4... 20 mA ou eventualmente nos sinais 0... 20 mA será usada a largura do sinal da intensidade da corrente (I no eixo Y do gráfico) de 4 mA ate 20 mA para a transferência de valores de medição (m no eixo X do gráfico), que estão posicionados entre o menor valor medido (correspondendo a 4 mA, e o valor máximo medido (correspondendo a 20 mA). No caso por exemplo, poderá ser usada coma conexão linear dentro desta faixa entre a intensidade da corrente e o valor medido. Uma corrente de 12 mA significaria no caso que foi medido um valor de medição que está situado no centro entre o menor e o maior valor de medição a ser aceito. Se for gerado um sinal de corrente fora dessa largura de banda, então isto sinaliza geralmente a presença de uma falha, razão por que também exista designação de corrente de falha.
[0035] O valor de controle será graduado para a transferência como sinal de saída de modo correspondente, de maneira que permite uma transmissão de um sinal de 4... 20 mA. No caso será aqui gerado especialmente uma variedade de sinais de saída, pelos quais é explorada a largura da banda entre 4 mA como corrente mínima IMIN 20 mA como sinal de corrente I MAX. A largura dos passos será, por exemplo, escalonado em passos de 10%. Portanto eventualmente também em virtude de uma interpolação dos sinais de saída médios pode se concluir quanto ao valor de controle. Além disso, podem assim ser reconhecidas eventualmente falhas na transmissão quando, por exemplo, ocorre um desvio de um esquema de variação pré- determinado.
[0036] Em uma modalidade, também são gerados sinais de saída que são gerados fora da faixa normal - aqui, portanto inferior a 4 mA ou superior a 20 mA.
[0037] A Fig. 3 apresenta um sequenciamento dos passos de processo de parametrização como é concretizado a titulo de exemplo apresentado na figura 1 ou em sistemas de parametrização semelhantes. No caso são, todavia também possíveis outras sequências de passos ou outros passos dentro do contexto da invenção.
[0038] No passo 100, através da unidade de parametrização será ajustado um valor de parâmetro do aparelho de campo. Este passo 100 será eventualmente repetido varias vezes quando tiverem que ser determinados vários valores de parâmetro. O acesso no caso também depende de quais os valores de parâmetros estão liberados para alimentação. Em uma conformação alternativa, para cada valor de parâmetro alimentado serão processados os passos sequenciais ao passo 100.
[0039] No passo 101 partindo do aparelho de campo, será determinado um valor de controle a partir dos valores de parâmetro atualmente ajustados ou, alternativamente, de todos os valores de parâmetros que podem ser alimentados no aparelho de campo, sendo que, por exemplo, são usados dados de tabelas memorizadas no aparelho de campo 2 uma formula alocada e eventualmente adequadamente memorizada.
[0040] No passo 102, por parte do operador ou especialmente na unidade de parametrização, será determinado um valor teórico para os valores dos parâmetros indicados. Se, especialmente, para determinação do valor de controle e do valor teórico for usado o mesmo algoritmo, e se os valores dos parâmetros foram transmitidos de forma ordenada, tendo sido recebidos então neste caso ideal está presente uma coincidência entre valor teórico e valor de controle. Os valores teóricos serão, por exemplo, registrados em um manual.
[0041] O valor de controle e teóricos são, por exemplo, adicionalmente dependentes de um valor de medição deFig. figura 1, se trata de um aparelho de medição.
[0042] Uma conexão principal entre o valor de controle e um valor de parâmetro que se expressa especialmente de forma inequívoca em um valor de graduação, é dado, por exemplo, através da dependência:
[0043] Valor de controle = (valor medido * fator de graduação) * linearização - tolerância de ponto zero
[0044] No caso, a linearização considera a área correspondente para os sinais e a tolerância de ponto zero significa uma defasagem da respectiva escala usada.
[0045] No passo 103, o aparelho de campo - na dependência do valor de controle - gera um sinal de saída e o fornece como sinal de corrente através de uma interface correspondente. No passo 104 verifica-se uma medição de corrente adequada na interface usada do aparelho de campo. Para aumentar a segurança de transmissão, o sinal de saída correspondente a uma sequencia de variação será emitido varias vezes (passo 103) e será sempre medido um valor de corrente ajustado (passo 104).
[0046] A partir dos diferentes valores de corrente dos sinais da saída, ou seja, do valor da corrente de um sinal de saída, será depois no passo 105 determinado um valor comparativo que no passo 106 será comparado com o valor teórico. Caso ambos os valores coincidirem, então foram registrados no aparelho de campo os valores dos parâmetros certos e o processo poderá ser concluído no passo 107. Se for feita a retroleitura apenas de uma quantidade inferior dos valores de parâmetros, então no caso da coincidência se verifica um retorno para o passo 101, de maneira que também para outros valores de parâmetros poderá ser determinado o valor de controle e também podem ser realizados os outros passos. Isto será correspondentemente repetido ate que tenham sido controlados todos os valores de parâmetros predeterminados.
[0047] Caso os valores se diferenciarem além de faixa de tolerância pré-determinavel, então começara no passo 108 uma busca de falha.
Claims (6)
1. Processo para a parametrização de um aparelho de campo (1), sendo que pelo menos um valor de parâmetro do aparelho de campo (1) pode ser regulado e o aparelho de campo (1) apresenta ao menos uma interface (2) e sendo que será determinado pelo menos um valor de controle dependendo pelo menos de um valor de parâmetro, caracterizado pelo fato de que, pelo menos dois sinais de saída do aparelho de campo (1) serão gerados pelo menos dependendo do valor de controle e os pelo menos dois sinais de saída são fornecidos como sinal de corrente através da interface (2) do aparelho de campo (1), em que os sinais de saída são gerados de maneira que os sinais de saída estejam situados entre um valor mínimo pré-determinavel (IMIN)e um valor máximo pré- determinavel (IMAX) com uma largura de passo (ΔI) pré-determinavel.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sinal de saída é gerado de tal maneira que esteja situado fora de uma faixa de sinal pré- determinavel.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o aparelho de campo (1) está conformado como aparelho medidor e ao menos um valor de controle é gerado na dependência de um valor de medição.
4. Aparelho de campo (1), que apresenta ao menos uma interface (2) e sendo que pelo menos um valor de parâmetro do aparelho de campo (1) pode ser definido e sendo que é determinado pelo menos um valor de controle dependendo do pelo menos de um valor de parâmetro, caracterizado pelo fato de que, o aparelho de campo (1) gera vários sinais de saída diferentes um dos outros e dependem pelo menos do valor de controle, em que os sinais de saída são gerados de maneira que os sinais de saída estejam situados entre um valor mínimo pré-determinavel (IMIN)e um valor máximo pré-determinavel (IMAX) com uma largura de passo (ΔI) pré-determinavel, e em que o aparelho de campo (1) fornece sinais de saída como sinal de corrente através da interface (2).
5. Aparelho de campo (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o aparelho de campo (1) gera um sinal de saída de tal maneira que esteja situado fora de uma faixa de sinal pré-determinavel.
6. Aparelho de campo (1) de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o aparelho de campo (1) está conformado como aparelho medidor e ao menos um valor de controle é gerado na dependência de um valor de medição.
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