CN102792236B - 用于通过新的调节装置替换自动化系统中已有的调节装置的方法和为此设计的自动化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过新的调节装置替换自动化系统中已有的调节装置的方法以及一种为此设计的自动化系统。在自动化系统中调节装置（7，7’）处理由自动化部件（1）得到的测量值并产生用于这些自动化部件（1）的或其中单个自动化部件的和/或其它自动化部件（1）的控制值。为了在替换已有的调节装置（7）时缩短停机时间提出，在已有的调节装置（7）的运行期间测试新的调节装置（7’），为此将测量值和控制值无线传输至新的调节装置（7’），并把由新的调节装置（7’）产生的控制值与由已有的调节装置（7）产生的控制值进行比较。在测试后，由新的调节装置（7’）产生的控制值代替由已有的调节装置（7）产生的控制值被输出至自动化部件（1）。

Description

用于通过新的调节装置替换自动化系统中已有的调节装置的方法和为此设计的自动化系统
技术领域
本发明涉及一种用于通过新的调节装置替换自动化系统中已有的调节装置的方法。
本发明还涉及一种为此设计的自动化系统。
背景技术
在用于技术或工业设备、例如流程工业、生产-和制造工业、电力工业、建筑技术或网络技术的自动化系统中，在涉及的设备中位置分散的、不集中的自动化部件、例如场设备或流程设备执行在设备自动化的框架中预定的功能，并此外可能彼此地、但一直与自动化系统的上级部件、尤其是其控制系统或工程系统交换流程-、设备-和/或仪器相关的信息。此外，属于自动化部件的还有用于压力、温度、流量、液位等的测量变换器、用于气体-或液体分析的分析仪器、秤重系统、执行机构、用于阀的位置调节器、其它分散的调节器和用于电动驱动装置的变频器。为了在自动化系统中交换数据，自动化部件在分散的外围区域中，必要时和分散的控制装置和调节装置和操作装置和观察装置一起通过现场总线或其它通信路径彼此连接，其中不同的现场总线通过总线联结器彼此连接。现场总线能再次通过控制设备、例如可存储器编程的自动化仪器连接至中央设备总线，控制或工程系统、即中央控制装置、调节装置、操作装置和观察装置同样连接至中央设备总线。控制或工程系统由一个或多个调节装置组成，其中调节装置在此也可以理解为控制或工程系统的子系统。
由US 7623479已知了一种自动化系统，其中自动化部件既能有线地也能无线地与控制系统通信，其中有线通信用于本来的过程自动化，而无线通信在受干扰时或对无线通信进行维修工作时使用或用于特殊的监控-和控制任务。对于无线通信来说，自动化部件包括无线电发射器或成组地与无线电发射器连接。此时也已经已知了形式为可拆卸地可安装在自动化部件上的适配器的无线电发射器。
在通过新的自动化系统替换已有的自动化系统时，通常继续使用存在的自动化部件而仅更换控制系统或（调节装置的）部件。然而，自动化部件仅能同时连接至一个系统并由其驱动。在更换调节装置时，自动化部件与旧的调节装置断开并连接至新的调节装置。这种布线变换昂贵并导致较长的且耗费成本的停机时间。为了减小该停机时间，除了已有的导线外还可以安装新的导线，然而在电缆管井中通常不存在对此足够的空间。只有在自动化部件连接至新的调节装置后才能实现其测试和开动。
发明内容
从已知的用于通过新的调节装置替换自动化系统中已有的调节装置的方法出发，其中已有的和新的调节装置分别设计用于：获得、加工自动化系统的自动化部件的测量值，以及产生用于这些自动化部件的或其中单个的自动化部件的和/或其它自动化部件的控制值，根据本发明这样解决了停机时间的问题，即为了在已有的调节装置的运行期间测试新的调节装置，其中已有的调节装置得到该测量值并输出控制值至自动化部件，测量值和控制值被无线传输至新的调节装置，并把由新的调节装置产生的控制值与由已有的调节装置产生的控制值进行比较，并且在测试之后，由新的调节装置产生的控制值代替由已有的调节装置产生的控制值被输出至自动化部件。
即在自动化部件仍和旧的调节装置一起运行期间测试新的调节装置。在此，新的调节装置通过无线通信路径得到由自动化部件产生的测量值，为此根据需要也将仪器特有的参数和状态信息也计算在内。新的调节装置取决于得到的测量值以及可能由通过操作人员的操作输入产生控制值，然而该控制值未被输出至自动化部件，而是与由旧的调节装置产生的并输出至自动化部件的控制值进行比较。只有在新的调节装置的测试成功后，通过将由新的调节装置产生的控制值代替由目前为止的调节装置产生的控制值输出至自动化部件，从而才使自动化部件和新的调节装置一起工作。
无论在自动化系统中自动化部件根据标准有线地和/或无线地与旧的或新的调节装置通信，都可以与此无关地使用根据本发明的方法。然而，自动化系统目前通常仍始终具有有线的或至少大部分有线的通信结构（总线系统、双芯导线），其中根据本发明的方法在这种自动化系统方面恰好表现出极大的优点。在这种其中至少一部分自动化部件通过有线通信路径与已有的调节装置连接的自动化系统中，在新的调节装置测试之后，有线通信路径与已有的调节装置断开并连接至新的调节装置。
到目前为止的调节装的、为了测试新的调节装置而使用的控制值可以从这个到目前为止的调节装置直接无线传输至新的调节装置。对于自动化部件来说确定的控制值优选地被传输至新的调节装置，测量值由那个产生该测量值的自动化部件同样被传输至新的调节装置。为此，自动化部件可以具有无线电发射器，或以两个或多个的形式连接至无线电发射器。在具有有线的通信结构的自动化系统中，有线通信路径仅需要用于测试新的调节装置，因此自动化部件优选地配备了用于把测量值和/控制值无线传输至新的调节装置的无线电适配器。该无线电适配器可拆卸地安装在自动化部件上并因此可以在新的调节装置开始工作后被去除。
调节装置设计用于获得自动化系统的自动化部件的测量值以及产生用于这些自动化部件的或其中的单个自动化部件的和/或其它自动化部件的控制值，具有这种调节装置的自动化系统对应于本发明以如下方式设计，即自动化部件具有用于将测量值和获得的控制值无线传输至调节装置的发射器，并且调节装置具有用于将由其产生的控制值和由自动化部件接收的控制值进行比较的部件。
出于上述原因，发射器优选地包括无线电适配器，该无线电适配器可拆卸地安装在自动化部件上。
调节装置优选地具有用于在测试期间无线接收的测量值和在新的调节装置连接至有线的通信结构之后有线接收的测量值之间进行切换的部件。
附图说明
下面参考附图的图示以进一步说明本发明；详细示出的是：
图1示出用于执行根据本发明的方法的自动化系统的实施例；以及
图2示出具有形式为传感器或致动器的两个自动化部件的框图，所述自动化部件应该从旧的自动化仪器连接至新的自动化仪器。
具体实施方式
图1以简化的示意图示出用于具有多个自动化部件（现场设备）1的自动化系统的实例，该自动化部件履行在需控制和/或需调节的过程中，即在场平面（Feldebene）2上预定的测量-、控制-和调节功能，并且在此尤其检测来自该过程的测量值并通过控制干预措施作用于该过程。现场设备1可以是传感器、致动器、测量变换器、分析仪器、驱动装置等。现场设备1通常通过有线通信系统3彼此交换，并与控制-和工程系统4交换过程-、功能-和/或仪器相关的数据，为此，现场设备1通过现场总线5，例如根据PROFIBUS标准连接至自动化仪器7的输入-和输出组件6，例如可存储器编程的控制装置（SPS），该输入-和输出组件6又通过中央设备总线8与上级的计算器系统9连接。
下面假设：由自动化仪器7组成的调节装置应该被新的调节装置7’替换。为此，自动化部件（现场设备）1配备了无线电适配器10，该无线电适配器10把由现场设备1产生的测量值或由已有的调节装置7为现场设备1产生的控制值无线传输至新的调节装置7’。新的调节装置7’为此与相应的无线电接收器11连接并还未与场总线5连接，该新的调节装置7’取决于获得的测量值和可能取决于例如在计算器系统9处进行的操作输入产生控制值，然而该控制值未被输出至自动化部件1，而是与由旧的调节装置7产生的并输出至自动化部件1的控制值进行比较。只有在新的调节装置7’的测试成功之后，通过将旧的调节装置7与通信系统3分开并且将新的调节装置7’与现场总线5连接，从而才使自动化部件和新的调节装置7’一起工作。
图2在框图示出两个自动化部件1，其中左侧代表传感器1-1而右侧代表致动器1-2，并且示出旧的和新的自动化仪器7或7’，这些自动化仪器7或7’代表旧的或新的调节装置。传感器1-1连接至旧的自动化仪器7的输入组件6-1，并且致动器1-2连接至旧的自动化仪器的输出组件6-2。由传感器1-1提供的测量值通过输入端驱动器12输入至调节算法器13，该调节算法器13可能取决于另外的测量值计算出控制值，通过输出端驱动器14把控制值输入至致动器1-2。
新的自动化仪器7’相应地具有输入组件6’-1、输入端驱动器12’、调节算法13器’、输出端驱动器14’和输出组件6’-2。传感器1-1和致动器1-2首先仍未与输入端驱动器12’或输出端驱动器14’连接。
为了测试新的自动化仪器7’，将由传感器1-1产生的测量值和输送给致动器1-2的控制值无线传输至新的自动化仪器7’。这里的无线电接收器11设计为网关，其把接收的测量值输送至输入端驱动器12’。为此在输入组件6’-1和输入端驱动器12’之间设置了切换设备15，根据接通位置把来自输入组件6’-1的或者来自无线电接收器11的测量值输送给输入端驱动器12’。下级的调节算法器13’产生控制值，该控制值通过另一个切换设备16输送给输出组件6’-2或者比较设备17，此外，该比较设备17还得到旧的自动化仪器7的、由无线电接收器11接收的控制值。在传感器1-1和致动器1-2与旧的自动化仪器7一起工作期间得到的测量值和产生的控制值无线传输至新的自动化仪器7’，其中由新的自动化仪器7’基于传输的测量值而产生的控制值与由旧的自动化仪器7产生的控制值进行比较。在测试后，传感器1-1和致动器1-2与旧的自动化仪器7分开并连接至新的自动化仪器7’的输入组件6’-1或输出组件6’-2。

Claims (6)

1.一种用于通过新的调节装置(7’)替换自动化系统中已有的调节装置(7)的方法，其中所述已有的和新的调节装置(7，7’)分别设计用于：获得、处理所述自动化系统的自动化部件(1)的测量值，并产生用于这些所述自动化部件(1)的或其中的单个自动化部件的和/或其它自动化部件(1)的控制值，其特征在于，为了在所述已有的调节装置(7)的运行期间测试所述新的调节装置(7’)，其中所述已有的调节装置(7)获得所述测量值并输出控制值至所述自动化部件(1)，所述测量值和控制值被无线传输至所述新的调节装置(7’)，并把由所述新的调节装置(7’)产生的控制值与由所述已有的调节装置(7)产生的控制值进行比较，并且在所述测试成功之后，由所述新的调节装置(7’)产生的控制值代替由目前为止的所述调节装置(7)产生的控制值被输出至所述自动化部件(1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动化部件(1)的至少一部分通过有线通信路径(8)与所述已有的调节装置(7)连接，并且在所述测试之后，所述有线通信路径(8)与所述已有的调节装置(7)断开并连接至所述新的调节装置(7’)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述自动化部件(1)配备了无线电适配器(10)，用于将所述测量值和/或控制值无线传输至所述新的调节装置(7’)。
4.一种具有调节装置(7’)的自动化系统，所述调节装置(7’)设计用于获得所述自动化系统的自动化部件(1)的测量值，并产生用于这些所述自动化部件(1)的或其中的单个自动化部件的和/或其它自动化部件(1)的控制值，其特征在于，所述自动化部件(1)具有用于把所述测量值和得到的控制值无线传输至所述调节装置(7’)的发射器(10)，并且所述调节装置(7’)具有用于将所述调节装置产生的控制值与由所述自动化部件(1)接收的控制值进行比较的设备(17)。
5.根据权利要求4所述的自动化系统，其特征在于，所述发射器包括无线电适配器(10)，所述无线电适配器可拆卸地安装在所述自动化部件(1)上。
6.根据权利要求4或5所述的自动化系统，其特征在于，所述调节装置(7’)具有用于在无线和有线接收测量值之间进行切换的设备(15)。
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