CN104656636A - 工业过程自动化系统的技术设备的功能的在环检验 - Google Patents

工业过程自动化系统的技术设备的功能的在环检验 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于在环检验技术设备(3a-3c)的功能的方法和系统，所述技术设备集成于工业过程自动化系统中并且由至少一个电子控制单元(1)通过有线的或者无线的连接(2)来运行，其中，实施以下检验步骤：a)在具有图形用户界面的设备管理单元(4)中，通过选择在其中要包含的技术设备(3a-3c)和确定要使用的检验变型方案来配置在环检验，b)通过设备管理单元(4)在每个所选择的技术设备(3a-3c)中以所配设的检验变型方案来实施在环检验。

Description

工业过程自动化系统的技术设备的功能的在环检验
技术领域
本发明涉及一种用于在环检验技术设备的功能的方法，所述技术设备集成于工业过程自动化系统中并且由至少一个电子控制单元通过有线的或者无线的连接来运行，以用于控制工业过程。另外，本发明还涉及一种具有构成为用于实施该方法的技术器件的工业过程自动化系统。
背景技术
在工业设施、特别是化学工业设施中使用过程自动化系统，这些过程自动化系统用于监控和控制工业设施中进行的制造过程。所述技术器件尤其是执行器(例如阀门、泵驱动装置、调节环节及类似装置)以及传感器(例如温度传感器、流量计、压力传感器和其他测量转换器)。尽管设备种类具有多样性，技术设备还是能连接到标准化的通讯接口上，以便与至少一个上级电子控制单元通讯。在此，通讯通道可以构造为有线或者无线的。
根据通讯接口的种类，结合在过程自动化系统中的技术设备构造为数字现场总线设备、具有HART(可寻址远程传感器)通讯的现场设备或者在4..20mA技术内的模拟现场设备。此外，还有其他可应用于工业过程自动化系统框架内的标准化通讯接口。
尽管在设备种类和通讯接口方面具有该多样性，但特别是在该过程自动化系统开始运行之前或者也在其运行期间必须以固定时间间隔进行技术设备的功能测试，所述功能测试在包含中央电子控制单元的情况下通过在环检验得以实现。
根据普遍已知的现有技术，在对例如模拟现场设备进行在环检验时，紧邻技术设备旁的测试工程师必须在其关断的状态下模拟由所述设备所产生的电信号，例如逐步地从4mA到20mA，，所述信号传送到上级电子控制单元上。在数字现场设备中，预定在0％-100％范围内的不同百分数值或者在所配置的测量范围内的直接测量值。另一位在中央电子控制单元旁的测试工程师验证所接收的不同等级的信号并为此通过电话与现场设备旁的其他测试工程师例如通过对讲机而处于电话联系中。
因为这种针对每个所述技术设备的流程要求高的成本，所以对工业过程自动化系统中的技术设备的功能的在环检验需要投入相当大量人力和时间耗费。
因为不仅要对上述示例性说明的模拟现场设备实施在环检验，而且同样还要对除此之外通常也结合的具有HART通讯的现场设备以及数字现场总线设备实施在环检验，所以按照分类合理地实施在环检验则造成提高的物流耗费，因为分别匹配于通讯接口的种类的检验变型方案相应不相同。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种在环检验工业过程自动化系统的技术设备的功能的方法，所述在环检验能实现在短时间内对过程自动化系统的不同种类技术设备既安全又完整的检查。
所述检验除了设备本身的功能外还包括对预定的使用目的的正确配置及控制单元中的过程值是否与设备中的同样的过程值一致。
该任务从根据权利要求1的前序部分的方法出发与权利要求1的特征部分的特征相联系地而得到解决。在工业过程自动化系统方面，该任务通过权利要求5得以解决。
本发明包含方法技术上的教导，即，在具有图形用户界面的设备管理单元中，所述图形用户界面优选地是过程自动化系统的中央电子控制单元的组成部分，首先通过选择在其中要包含的技术设备和确定检验变型方案来配置在环检验，随后通过所述设备管理单元在每个所选择的技术设备中以所配设的检验变型方案实施在环检验。
根据本发明的解决办法的优点特别是在于，对所有技术设备的功能的在环检验可以仅由一位唯一的测试工程师由中央位置出发来实施。这因此可以避免与其他检验工程师通过电话容易出错的通讯。在根据发明的解决方法中，通过所述设备管理单元促使所述技术设备，通过使用不同种类的设备驱动器模拟要发送的值。因此明显降低用于完整地在环检验所有集成在过程自动化系统中的技术设备的时间耗费。同时降低用于在环检验的人力耗费。
根据本发明另一特征，为了配置在环检验在软件技术上访问过程引导系统的工程数据，以便从中导出检验步骤的理论值。
根据另一改进本发明的措施提出，通过设备管理单元建立和给出关于每个所选择且经检验的设备的功能在环检验的肯定或者否定结果的报告。在此，所述报告可以除了对于每个技术设备通过或者未通过检验方面的信息以外还包括关于测试时间和日期、物理检验状态以及类似内容方面的信息。
优选地，所述在环检验根据所选择的技术设备的定义的检验顺序进行。这意味着，根据所配设的检验变型方案对逐个设备在其功能方面进行检验。优选地，在一个检验过程中将能够检验相同种类的设备，例如仅模拟现场设备，所述设备在之前可以相应编组地来选择。备选于此地，也可以只在一个设备种类方面实施在环检验，例如对所有测量转换器实施。本发明可以以具有控制指令的软件程序产品的形式来实现前面给出方法的实施，其中，所述控制指令储存在数据载体上，该数据载体能与工业过程自动化系统的设备管理单元连接以用于数据交换。在此，数据载体可以构成为便携存储介质或者构成为结合在通信网络中的服务器。
附图说明
在从属权利要求中给出或者在下面与优选实施例的说明共同地借助于附图更详细地说明其它改进本发明的措施。唯一的附图示出具有多个技术设备的工业过程自动化系统的方框图，所述技术设备能由中央电子控制单元出发经受对功能的在环检验。
具体实施方式
根据附图在(未进一步示出的)过程自动化系统中设置有中央电子控制单元1，从该电子控制单元出发通过有线的连接2来运行多个用于控制工业系统的技术设备3a至3c。所述技术设备3a至3c在该实施例中是具有4..20mA技术作为通讯接口的模拟现场设备，这些模拟现场设备在设备种类方面构成为测量转换器。此外，在过程自动化系统中还有其他设备种类的其他(未进一步示出的)技术装置。
所述电子控制单元1包括设备管理单元4，所述设备管理单元(与电子控制单元1同样地)构成为由软件控制的计算机。所述构成为计算机的设备管理单元4在电子控制单元1内执行控制指令，此外所述控制指令包含技术设备3a至3c的功能的在环检验。
在本发明的其他实施方案中可以规定，所述控制指令由设备管理单元4启动地通过设备3a至3c中的通讯接口执行。优选地，按照这种方式能模拟设备3a至3c中的过程值。
在第一检验步骤I中，通过选择在其中要包含的技术设备3a至3c以及确定要使用的检验变型方案来配置在环检验，这里是用于以4..20mA技术的模拟设备3a至3c的模拟设备功能测试。在具有数字通讯的智能设备3a至3c的情况下可以规定，将来自控制单元1的检验值写入到设备中。在模拟设备3a至3c的情况下，设备管理单元4直接连接在设备3a至3c上，以便预定检验值。
为此可以以升高或者降低的顺序选择电流强度步骤4、8、12、16、20mA以及也可以选择用于在环检验的设备实例，这里全部为测量转换器。此外，可以选择报告格式，该报告格式给出在环检验的结果输出，其具有结论、日期、操作者和类似信息。
在在环检验通过设备管理单元4的随后的实施II时，为每个技术设备3a至3c实施之前所选择的检验变型方案。在此，每个电流步骤模拟约5秒钟并由设备管理单元4采集结果。为每个之前所选择的技术设备3a至3c重复该流程。如果技术设备3a支持“SQUAWK-检查”并且如果能够有人出现在技术设备3a现场，则可选地可以实施“SQUAWK-检查”。结果通过信息输出直接提供至技术设备3a。通过设备驱动器可以将技术设备3a置于模拟模式中。随后将值设为例如4mA的第一级。然后借助设备驱动器测量模拟值。如果所测量的值在预定的时间段、例如启动模拟之后的5秒钟内与模拟值相当，那么该检验步骤被评为“通过”。
随后所述设备管理单元4转换至下一较高的电流步骤，并且重复所述流程。当成功地通过所有电流步骤的测试，则该技术设备3a的在环检验表明为“通过”，否则为“未通过”。随后在环检验自动转至下一所选择的技术设备3b并且实施检验。如果按照这种方式检验好最后一个技术设备3c，那么所选择的技术设备3a-3c的功能的在环检验结束。
接着，所述设备管理单元4给出关于在环检验的肯定或者否定结果的报告III。所述报告包含在所有经检验的技术设备通过或者未通过方面的、实施在环检验的使用者的、在环检验时间及日期的以及物理检验状态的信息。
代替固定地实施在电子控制单元1中的设备管理单元，也可以由移动设备出发来实施该功能，所述移动设备与控制单元进行无线通讯并且实施在环检验。
本发明并不局限于上述优选实施例。更确切地说也可以由此想到如下的改型，所述改型被后面的权利要求书的保护范围所一同包括。例如也可能的是，检验技术设备，所述技术设备具有其他通讯接口、例如具有HART通信的现场设备或者数字现场总线设备。在这种情况下要选择具有检验协议的检验变型方案，这与技术设备的通讯接口和种类相协调。相应的预选可以手动或者自动地通过设备管理单元4实施。
附图标记表
1      电子控制单元
2      连接
3      技术设备
4      设备管理单元
I      在环检验的配置
II     在环检验的实施
III    在环检验的结果报告

Claims (10)

1.用于在环检验技术设备(3a-3c)的功能的方法，所述技术设备集成于工业过程自动化系统中并且由至少一个电子控制单元(1)通过有线的或者无线的连接(2)来运行，以用于控制工业过程，
其特征在于以下检验步骤：
a.在具有图形用户界面的设备管理单元(4)中，通过选择在其中要包含的技术设备(3a-3c)和确定要使用的检验变型方案来配置在环检验，
b.通过设备管理单元(4)在每个所选择的技术设备(3a-3c)中以所配设的检验变型方案来实施在环检验。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述设备管理单元(4)建立和给出对于每个所选择并经检验的设备(3a-3c)的功能在环检验的肯定或者否定结果的报告。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所选择的技术设备(3a-3c)的定义的检验顺序进行在环检验。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在配置在环检验时，能够为一个在环检验过程选择仅在通讯接口和/或设备种类方面相同类型的技术设备(3a-3c)。
5.具有设备管理单元(4)的工业过程自动化系统，用以在环检验技术设备(3a-3c)的功能，所述技术设备集成于过程自动化系统中并且由至少一个电子控制单元(1)通过有线或者无线的连接(2)来运行，以用于控制工业过程，
其特征在于，所述设备管理单元(4)借助图形用户界面设置为用于：通过选择在其中要包含的技术设备(3a-3c)和确定要使用的检验变型方案来配置在环检验并且依照顺序以所配设的检验变型方案在每个所选择的技术设备(3a-3c)中实施在环检验。
6.根据权利要求5所述的工业过程自动化系统，其特征在于，在设备种类方面，所述过程自动化系统的技术设备(3a-3c)选自如下组：执行器和传感器，它们包括调节环节、阀门、测量转换器。
7.根据权利要求5所述的工业过程自动化系统，其特征在于，所述过程自动化系统的技术设备(3a-3c)在通讯接口方面选自如下组：所述组包括数字现场总线设备、具有HART通讯的现场设备、具有4-20mA技术的模拟现场设备。
8.根据权利要求5所述的工业过程自动化系统，其特征在于，所述检验变型方案选自如下组，所述组包括模拟设备功能测试、HART设备功能测试、现场总线设备功能测试。
9.具有控制指令的软件程序产品，用于实施根据权利要求1至4之一所述的方法，其中，所述控制指令存储在数据载体上，该数据载体能与根据权利要求5至8之一所述的工业过程自动化系统的设备管理单元(4)连接以用于数据交换。
10.根据权利要求9所述的软件程序产品，其特征在于，所述数据载体构成为便携存储介质或者构成为结合在通信网络中的服务器。
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