CN103631216B - 用于为现场装置给定参数的方法以及用于给定参数的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于为现场装置给定参数的方法以及用于给定参数的系统，具体而言，说明和示出了一种用于为现场装置(1)给定参数的方法。本发明的目的在于给出一种用于为现场装置给定参数的方法，其允许通过可能不可靠的数据连接进行可靠地传递参数值。在所讨论的方法中该目的如此解决，即在现场装置(1)与参数给定单元(2)之间建立数据连接部(3)，参数给定单元(2)传输参数给定值至现场装置(1)且现场装置(1)接收参数给定值。此外，参数给定单元(2)从待传输的参数给定值中产生第一校验值而现场装置(1)从已接收的参数给定值中产生至少第二校验值。最后彼此比较校验值。此外，本发明涉及相应的参数给定系统。

Description

用于为现场装置给定参数的方法以及用于给定参数的系统

技术领域

本发明涉及一种用于为现场装置给定参数的方法。此外，本发明涉及一种用于利用参数给定单元为现场装置给定参数的系统。

背景技术

在现代化的过程自动化的领域中大多使用用于监测过程参数的现场装置和用于影响过程的执行器。现场总线用于在现场装置与例如控制室(Leitwarte)之间的通讯，对于现场总线而使用用于传输测量或控制数据的不同的数据协议。此外，通常也设置成现场装置自身还具有显示单元(所谓的显示器)，经由该显示单元例如可示出现场装置的测量数据或其它的值。因此，很多现场装置具有至少两种输出可能性：一种是用于将现场装置联接到现场总线处以用于数据连接的接口，而一种是用于现场显示的显示单元。有时在现场装置处也存在例如呈统一的按钮的形式的输入单元或者经由伺服接口例如可直接联接呈所谓的手持装置(手提设备)或呈笔记本电脑形式的便携式计算机的形式的配置单元。

如果数据连接自身不可靠且如果同时现场装置的应用在可靠性方面很重要，这是有问题的。如果特别是为现场装置给定参数，即设定现场装置应如何工作，那么特别重要的是将参数值可靠地设置在现场装置中。在相应的可靠性要求中如有可能规定也是重要的，以便满足尤其在过程自动化方面重要的SIL(安全完整性等级)标准。

现有技术中的一部分已经对尤其在对可靠性方面很重要的应用中的不可靠的数据连接或数据存储的问题有所贡献。

专利文献US 6 445 965 B1公开了一种用于监测在设备中的装置的可靠的状态的方法。根据操作的类型相应为设备关联有可由传感器监测的参数。为了构件的容易的可更换性而将参数值存储在数据存储器中。为了不可不允许地改变参数值而生成校验和且与当前值相比较。

在公开文献US 2007/0124115 A1中说明了带有在现场总线处的现场装置的自动化设备，在其中，在使用不同的机理的情况下(例如在应用校验和的情况下)传输与可靠性相关的数据。

公开文献EP 2 246 761 A1说明了一种用于监测自动化构件的参数给定的方法，其中，彼此比较操作装置与构件的校验值。在此，校验和不是由所设定的参数值形成，而是由在新设定的参数值与之前的参数值之间的差形成。

公开文献WO 2006/053668 A2说明了一种用于为装置给定参数的方法，其中，参数值被读回至少一次以便进行从装置到参数给定单元的控制。

发明内容

因此本发明的目的在于给出一种用于为现场装置给定参数的备选的方法和相应的参数给定系统，其允许通过可能不可靠的数据连接可靠地传递参数值。

在其中解决之前导出且提出的目的的根据本发明的方法首先且主要以以下步骤为特征：在现场装置与参数给定单元之间建立至少一个数据连接。在此例如涉及仅暂时存在的连接或者如有可能甚至关于永久的连接，例如其通过现场总线产生，现场装置和参数给定单元持久地联接在该现场总线处。如果参数给定单元为手动操作装置(即所谓的手提设备)或服务笔记本电脑，那么优选地仅针对参数给定的时间产生数据连接。在此，在一设计方案中，参数给定单元尤其为与现场装置无关的且独立的单元。在下一步中由参数给定单元将至少一个参数给定值传输给现场装置，即尤其通过已产生的数据连接来送交。该参数给定值之前例如已经由操作者在参数给定单元处输入或者从列表中选择或者从数据存储器中取出或者由控制程序(例如作为在控制室中用于平衡在设备中的不同的现场装置的流程的部分)合适地产生。然后由现场装置接收至少一个参数给定值。

然而因为数据连接可能不可靠，所以必须检查所选择的和所发送的参数值与所接收的参数值是否相同。因此由参数给定单元至少从待传输的至少一个参数给定值中产生至少一个第一校验值。该校验值例如为校验和或所谓的CRC(循环冗余校验)。在此，该校验值可在传输之后、在传送期间或之前产生。由现场装置至少从所接收的至少一个参数给定值中产生至少一个第二校验值。在此，在一设计方案中根据相同的模式产生第一校验值和第二校验值，而在一备选的设计方案中通过不同的算法产生第一校验值和第二校验值。在一设计方案中，针对每个参数值单独地产生第一校验值和第二校验值，即使在现场装置处可设定多个参数值。在一备选的变型方案中，校验值由多个参数值产生。

随后至少相互比较第一校验值和第二校验值，由此产生比较结果。在最简单的情况中，比较结果或者为一致或者为有偏差。在一致的情况中，这意味着一个参数值或多个参数值已被正确地传输，并且在现场装置中可接收且使用该参数值。那么如此例如可在现场装置处确定该参数给定。在有偏差的情况中可能重复参数给定或者产生另外的数据连接或者中断参数给定且现场装置转变到已确定的状态(默认状态)中。

在一设计方案中，由现场装置将第二校验值以可以视觉和/或听觉和/或触觉和/或嗅觉注意到的形式给出。在该设计方案中，现场装置如此给出由其产生的第二校验值使得该校验值可由处于现场的操作者记录(即接收)。与之伴随的是如此设计现场装置使得其可通过相应的方法或接口在其它的意义中给出其第二校验值。在一设计方案中通过现场装置的显示单元实现第二校验值的输出。然后该第二校验值由操作者读取且与参数给定单元的第一校验值进行比较。

可能还包括上述设计方案的设计方案包括由现场装置通过与在现场装置与参数给定单元之间的数据连接不同的补充数据连接和/或通过与将参数值从现场装置传输给参数给定单元的方式不同的方式给出第二校验值。在上述的设计方案中，其它的方式或者其它的补充数据连接通过视觉、听觉、触觉或嗅觉上的输出实现，就此而言，至少一个参数值的输入通过其它的途径(例如通过数据接口)来实现。因为数据连接和数据传输的在正常情况下与之相关的方式可能不可靠，所以在该设计方案中第二校验值的输出通过其它的连接或数据传输的其它的方式来进行。由此防止至少未通过相同的数据连接和相同的通讯方式将进一步的误差引入到数据传输中。

在一设计方案中设置成将第二校验值输送给参数给定单元并且由该参数给定单元比较第一校验值与第二校验值且从中产生比较结果。在该设计方案中，参数给定单元自己监测参数值是否正确地到达现场装置。备选地，由与现场装置和参数给定单元无关的第三单元来进行比较，该第三单元例如包括操作者或包括独立的比较单元。在此必须根据比较的方式或执行比较的情况合适地且尤其可记录地或可利用地给出校验值。

在一设计方案中，由参数给定单元以可以视觉和/或听觉和/或触觉和/或嗅觉注意到的形式给出第一校验值。在该设计方案中，对于参数给定单元还设置成进行校验值(在此为第一校验值)的输出，其尤其可使操作者接收(即尤其可看到或听到)该第一校验值。

另一设计方案设置成将第一校验值输送给现场装置且该现场装置比较第一校验值与第二校验值并且从中产生比较结果。在该设计方案中，现场装置自己检查其是否已经正确地接收至少一个参数值。在此，在一设计方案中，参数给定单元如此给出第一校验值使得该校验值可输送给现场装置。备选地，传输单元布置在参数给定单元与现场装置之间或者合适地被激活。在此，第一校验值由现场装置的接收通过在参数给定单元与现场装置之间的用于传输至少一个参数值的数据连接或通过独立的输入来实现。

在一设计方案中设置成取决于校验结果将由现场装置接收的参数值在现场装置中设定为参数值。在该设计方案中，取决于比较(即取决于两个校验值是否相同或者是否带有相同的信息)将所传输的且由现场装置接收的、用于现场装置的继续运行的参数值设定为可使用或者例如摒弃该参数值。

在另一设计方案中将第一校验值和第二校验值或者仅第一校验值或第二校验值作为电流信号给出。这作为用于例如通过显示单元或与数据连接部分开的接口进行输出至少一个校验值的备选方案或补充方案。在此，作为电流信号的输出或电流值的设定例如依靠传输作为4－20mA信号的测量值来实现。因此，备选地，信号发送还可通过现场装置或参数给定单元的电流供给来实现。在此，可能的信号输出为模拟的电流输出、频率或脉冲输出。一备选实施方案为将现场装置的任意接口转换成功能不同于正常分配的类型，以便因此可针对参数给定特定地给出第二校验值。

参数给定方法的示例性的两个变型方案总体在于：在第一变型方案中如此给出校验值使得操作者可现场记录该校验值，例如通过显示单元或者通过校验值的听觉上的输出。在第二变型方案中使至少一个校验值作为电流信号或电流值给出。在此该校验值的接收可现场例如通过电流测量装置来实现。

根据本发明的另一教导，对于带有现场装置和参数给定单元的开头所提及的系统，之前导出且提出的目的由此来解决，即根据参数给定方法的之前提出的设计方案中的至少一个进行参数给定。在此可能通过以下方式仅暂时产生参数给定系统，即针对参数给定的时间使参数给定单元与现场装置连接。

现场装置尤其为执行器或测量装置。参数给定单元例如为控制室、优选便携式计算机或用于现场装置的作为移动操作装置的手持设备。

在一变型方案中，校验值的产生或其输出的过程尤其是可接通或切断的且可能仅针对特别的应用，例如取决于在可靠性方面重要的类型。

附图说明

现在详细给出设计和改进根据本发明的方法和根据本发明的系统的多种可能性。为此一方面参考从属于权利要求1和权利要求9的权利要求，另一方面结合附图参考实施例的以下说明。在附图中：

图1根据第一变型方案显示了用于为现场装置给定参数的系统的根据方框图主要对功能上的作用关系加以说明的示意性的图示，

图2根据第二变型方案显示了用于为现场装置给定参数的系统的根据方框图主要对功能上的作用关系加以说明的示意性的图示，

图3根据第三变型方案显示了用于为现场装置给定参数的系统的根据方框图主要对功能上的作用关系加以说明的示意性的图示，以及

图4显示了参数给定方法的转化的流程图。

具体实施方式

在图1至3中分别示出了参数给定系统的不同的实施例，其中，应对在不同的元件之间的作用关系加以说明。在图4中示出的流程为用于连接和布置参数给定方法的步骤的示例。在此，系统的其它设计方案和步骤的其它流程同样是可行的且也处在本发明的范围中。

图1显示了用于为现场装置1给定参数的(尤其临时存在的)系统，该现场装置为通过微波的液位测量装置。尤其在与安全相关的现场装置1中重要的是现场装置1可靠地运转，可靠的参数给定也属于此。

为了输入参数值而在图1的组件中使用呈笔记本电脑的形式的便携式计算机，其在此通过呈线缆的形式的数据连接部3(备选地，无线连接也是可行的)与现场装置1相连接。为此HART输入用在现场装置1中，即通过允许借助于通常使用在过程自动化中的HART协议进行数据通信的接口。

数据连接的问题通常是不确定发送值与接收值是否一样。此外尤其在很多参数值的情况下，如果应单个地控制这些参数值，这可是成本过高且繁琐的。

由于该问题且特别针对在可靠性方面很重要的应用，由在图1中显示的参数给定系统的范围中的参数给定单元2产生第一校验值，其至少反映经传送的至少一个参数给定值。现场装置1至少从所接收的参数给定值中产生第二校验值。在图1中示出的组件中，参数给定单元2相应地通过自己的显示单元给出其第一校验值而现场装置1相应地通过自己的显示单元给出其第二校验值。校验值由操作者4读取并且进行相互比较。如果两个校验值彼此一致，那么操作者4得知所发送的参数值与所接收的参数值一致。操作者4基于此在现场装置1中确定参数值，从而该参数值可由现场装置1作为参数值储存并且用于随后的测量。

现场装置1的这种视觉上的显示的前提为现场装置1对于操作者4来说可接近。第二校验值通过现场装置1的听觉上的输出可在操作者4与现场装置1之间提高可接受的距离，然而还总是与相应很好的环境条件有关。针对未直接给予接近现场装置1的第二校验值的情况或现场装置1不具有这种输出可能性的情况，图2和3的参数给定系统的设计方案提供了备选方案。

在图2的系统中参数给定单元2为控制室，其通过数据连接部3与现场装置1相连接以用于发送至少一个参数给定值。该现场装置1为根据科里奥利原理的质量流量计。在此现场装置1的第二校验值的输出通过现场装置1的与用于数据连接部3的接口不同的输出来实现。为此例如将第二校验值转换成电流信号且通过补充数据连接部5传送到参数给定单元2处，即传送到控制室处。因为通讯相应仅仅在一个方向上－将参数值从参数给定单元2传输到现场装置1处且将第二校验值从现场装置1传输至参数给定单元2－进行，所以此处在相应的连接路径3、5上记有箭头。

因此在图2的系统中参数给定单元2使两个校验值本身相互校正。备选地，通过参数给定单元2再次将两个校验值以在视觉、听觉、触觉或嗅觉上可察觉的方式传递到操作者4处，从而仅参数给定单元2用来接收第二校验值并且将其转换成可由操作者更容易处理的形式。

在图3的变型方案中，现场装置1仅具有一个用于数据连接部3的信号输入和输出部。在该变型方案中，例如通过HART协议接收参数给定值并且将第二校验值编码为电流值并且在与用于HART协议的相同的接口处给出。在该设计方案中，现场装置1和参数给定单元2的校验值的比较由与两个单元1、2无关的比较单元6来进行，该比较单元6连接在现场装置1与参数给定单元2之间并且从这两者获得校验值(通过相应指向比较单元6的箭头指出)。在此，参数给定值的传输绕过比较单元6(在此通过旁路指出)或者未由比较单元6记录。由此可实现比较单元6的完全的独立性。

图4示出了参数给定方法的步骤的流程，例如该参数给定方法在之前说明的系统中的一个来实现或者也在类似设计的参数给定系统中实现。在此，然而其它的步骤顺序或者其它的步骤也可在本发明的范围中。

在步骤100中，待设置的参数给定值在参数给定单元中进行选择或者由操作者输入。在步骤101中，参数给定单元将该参数给定值通过可能不可靠的数据连接传递到现场装置处并且此处在步骤102中作为参数值进行接收。以这种方式在在此显示的过程中还预定其它的参数给定值(步骤100)、传输到现场装置处(步骤101)以及在该处被接收(步骤102)。备选地也可一次传输或接收多个参数值。

在步骤103中，参数给定单元基于待发送的一个参数值或待发送的或已发送的多个参数值产生第一校验值且将其显示在显示单元上。在步骤104中，现场装置在另一侧上基于所接收的一个参数值或所接收的多个参数值产生第二校验值。在此，在产生校验值时为了尽可能简单地进行比较不仅现场装置而且参数给定单元使用相同的算法，或者产生这种校验和的方法对于操作者来说已经已知并且允许进行相应的转换。同样，在所示出的变型方案中现场装置将其校验值(即第二校验值)显示在显示单元上。

在步骤105中，操作者比较第一校验值与第二校验值并且得到相应的校验结果。在最简单的情况中，校验结果或者为“一致”或者为“不同”。在第一且因此正面的情况中，操作者在步骤106中确认在现场装置处的参数值，从而可使用该参数值。在不同的备选的情况中，在步骤107中中断参数给定并且操作者开始查找故障或实现其它的数据传输。

Claims (9)

1.一种用于为现场装置(1)给定参数的方法，其特征在于，在所述现场装置(1)与参数给定单元(2)之间建立至少一个数据连接部(3)，由所述参数给定单元(2)将至少一个参数给定值传输给所述现场装置(1)，由所述现场装置(1)接收至少一个参数给定值，由所述参数给定单元(2)至少从待传输的所述至少一个参数给定值中产生至少一个第一校验值，由所述现场装置(1)至少从已接收的所述至少一个参数给定值中产生至少一个第二校验值，并且至少将所述第一校验值与所述第二校验值相比较且从中产生比较结果，其中，由所述现场装置(1)将所述第二校验值通过与在现场装置(1)与参数给定单元(2)之间的所述数据连接部(3)不同的补充数据连接部(5)给出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述现场装置(1)将所述第二校验值以可以视觉和/或听觉和/或触觉和/或嗅觉注意到的形式给出。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第二校验值输送给所述参数给定单元(2)并且由所述参数给定单元(2)来比较所述第一校验值与所述第二校验值且从中产生比较结果。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，由所述参数给定单元(2)将所述第一校验值以可以视觉和/或听觉和/或触觉和/或嗅觉注意到的形式给出。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第一校验值输送给所述现场装置(1)并且由所述现场装置(1)来比较所述第一校验值与所述第二校验值且从中产生比较结果。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，取决于校验结果将由所述现场装置(1)接收的参数给定值在所述现场装置(1)中设定为参数给定值。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第一校验值和/或第二校验值作为电流信号给出。

8.一种用于利用参数给定单元(2)为现场装置(1)给定参数的系统，其中，在为所述现场装置(1)给定参数时应用根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述现场装置(1)为执行器或测量装置，而所述参数给定单元(2)为控制室、计算机或手持装置。