CN107924185B - 用于维护使用自动化技术的工厂中现场设备的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于维护使用自动化技术工厂中至少一个现场设备的方法和系统，包括：多个现场设备；数据库，其用于存储现场设备的设备类型、关于现场设备的诊断信息、错误图片、过去为修复错误/故障所采取的措施以及所存储措施的成功评估；计算单元，其访问所述数据库并且可以读取、存储和/或关联数据库中的数据，创建成功评估，将新的诊断信息与数据库中存储的错误图片做比较，并且显示所建议的适当措施及其成功评估。

Description

用于维护使用自动化技术的工厂中现场设备的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于维护自动化技术工厂中多个现场设备中至少一个的方法和系统，所述系统包括：多个现场设备；数据库，其用于存储多个现场设备的设备类型、多个现场设备的诊断报告、故障图片、过去为消除已发生故障所采取的措施、以及所存储措施的成功评估；以及计算单元，其访问所述数据库并且可以读取、存储和/或关联其中的数据，以及创建成功评估，并将新的诊断报告与数据库中存储的故障图片做比较，并显示对其适当的措施的建议及其成功评估。

背景技术

从现有技术已知的是在工业工厂中使用的现场设备。在自动化技术，尤其是过程自动化和制造自动化技术中，应用了大量的现场设备。所谓的现场设备，原则上是指应用在过程附近并且传送或处理过程相关信息的所有设备。因此，现场设备用于记录和/或影响过程变量。用于记录过程变量的是测量设备，也就是传感器。例如，这些传感器用于压力和温度测量、电导率测量、流量测量、液位测量等，并且记录相应的过程变量即压力、温度、电导率、PH值、液位、流量等。用于影响过程变量的是致动器。例如，这些致动器是泵或阀，其可以影响管道或管中液体的流量或者容器中的液位。除了上面提到的测量设备和致动器之外，现场设备还被理解为远程I/O，无线电适配器以及按现场级别设置的一般设备。

Endress+Hauser集团公司生产和销售了大量这样的现场设备。

这种现场设备的故障与高成本相关联并且时常会消耗大量的时间。根据故障现场设备的应用，其中安装了现场设备的工厂的整个过程可能不得不中断，将现场设备卸载并且进行维护，然后重新安装回工厂中。

检测故障例如偏离标准的测量值的现场设备独立地将诊断报告发送到工厂控制室。然而，对于工厂操作员来说，基于这些诊断报告，可能很难采取导致快速可靠地解决问题的适当措施。

邀请维护专家来识别问题和/或解决问题会带来额外的时间和金钱支出。有时，为了选择适当的措施，即使维护专家也需要相当长的时间，因为每个诊断报告都必须根据特定维护专家的个人经验进行单独评估和分析。

从上述问题出发，本发明的目的在于提供能够快速有效地消除现场设备的故障的方法和系统。

发明内容

该目的通过一种用于维护过程自动化的工厂中多个现场设备中至少一个的方法来实现，该方法包括以下步骤：

在数据库中记录工厂的至少一个过程位置；

在数据库中把过程应用关联到所述过程位置；

记录与所述过程位置相关联的多个现场设备的特定设备类型，并且将所述设备类型存储在数据库2中；

记录多个现场设备的诊断报告，将所述诊断报告与所述特定设备类型相关联，以及将所述诊断报告存储在数据库中；

根据存储的诊断报告创建故障图片，其表示所存储诊断报告中不同诊断报告与已发生故障之间的相关性；

收集用于解决已发生故障的已采取措施，将所述已采取措施与特定故障图片相关联，以及将所述已采取措施存储在数据库中；

创建用于这些特定的被存储的已采取措施的成功评估，其中成功评估提供为这些特定的被存储的已采取措施的有效性的度量；

在出现来自所述多个现场设备的至少一个的至少一个新产生的诊断报告的情况下，将该新产生的诊断报告与数据库中存储的故障图片做比较，并显示至少一个对其适当的措施的建议和相应的成功评估。

所谓的过程位置是自动化技术工厂的一部分，其中正在执行某个过程。过程位置可以包括一个或多个应用。这里所谓的过程应用是过程位置中的应用，例如介质的流量测量。

本发明的方法的优点在于，通过多个现场设备及其收集的数据，创建了关于在出现诊断报告的情况下所执行的措施的丰富积累的经验。从而本方法能够实现针对出现诊断报告和由此得到的故障图片的基于经验的决策辅助。以这种方式，避免了维护专家对受影响现场设备和/或整个相关工厂的耗时的分析。此外，可以使积累的经验和可选的解决方案集中可访问，而不是如从前只能提供给单独的维护专家。

此外，通过迅速解决出现的问题减少了现场设备和/或相关工厂的停机风险。

然而，并不是每一张故障图片都是很重要的。从所存储的已采取措施的成功评估也可以明显地看出，在某些诊断报告和由此产生的故障图片的情况下，不必采取任何措施。这可以防止看似极有可能故障的现场设备的可能移除，从而节省时间和成本。

本发明的方法的一个优选变型提供了基于新的诊断报告与数据库中存储的故障图片的比较预测可能的故障。以这种方式，还可以预测那些不是从诊断报告中直接可感知到的故障，并因此得到快速有效的问题解决方案。

本发明的方法的一个特别优选的实施例提供了补充地预测可能故障发生的可能时间段。

因此，例如，从所存储的故障图片可以明显看出，在例如出现某些诊断报告几天后，出现了相同现场设备类型的不同现场设备的某种故障。因此，在相同现场设备类型的另一个现场设备的情况下，也在发出某些故障诊断报告后的几天内的所述现场设备的情况下，很可能会发生相同的故障。

故障的评估尤其是根据时间而变的故障的评估允许对消除故障进行计划，例如，对下一个维护周期进行排期。这避免了通常不必要的工厂停工。

在本发明的方法的有利的进一步发展中，确定对特定故障图片采取的所有措施的成功概率并一起显示。以这种方式，可以评估措施的质量，这使得工厂操作员能够选择许诺最大成功的措施。

本发明的方法的一个特别优选的实施例提供了对于不同的工厂类型确定对特定故障图片采取的所有措施的成功概率并一起显示，不同的工厂类型例如是相同应用的工厂、客户的工厂、同等应用的工厂、工业的工厂和/或所有可用的工厂。以这种方式，在给定的情况下，可以构建非常丰富积累的经验，这更有效地体现了本发明的方法。

在本发明的方法的一个优选变型中，多个现场设备中的一个自动地采取适于新出现的诊断报告的措施。

此外，该目的通过适于执行本发明的方法的系统来实现，该系统包括：

多个现场设备；

数据库，其用于存储多个现场设备的特定设备类型、多个现场设备的诊断报告、故障图片、过去为消除已发生故障所采取的措施、以及特定的被存储措施的成功评估；

计算单元，其访问所述数据库并且可以读取、存储和/或关联其中的数据，以及创建成功评估，并将新的诊断报告与数据库中存储的故障图片做比较，并显示对其适当的措施的建议及其成功评估。

本发明的系统的一个特别有利的实施例是借助于云计算Web服务可以访问所述数据库。术语“云计算”在这种情况下是指将数据存储在远程计算机中心中，在这种情况下在远程数据库中。一个优点是发生数据集中，因为每个现场设备将其数据以设备类型和诊断报告的形式存储在该数据库中。

多个现场设备的数据传输，特别是设备类型和诊断报告，经由所述现场设备连接到的一个或多个网络来进行。原则上，WAN或LAN网络的任何传统协议可以被用于此。然而，还可以使用自动化技术的现场总线网络诸如Foundation

等，其例如经由网关与互联网连接。

附图说明

现在将基于附图对本发明进行更详细地说明，其中唯一的图示出如下：

图1是本发明用于维护多个现场设备的方法的实施例。

具体实施方式

图1示出了本发明用于维护多个现场设备的方法的实施例。针对某个自动化应用及其过程位置在数据库2中记录和存储所述多个现场设备中的每个的设备类型1。数据库2位于所述多个现场设备可访问的云中。多个现场设备的设备类型的传输以及随后诊断报告D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆的传输经由所述多个现场设备连接到的一个或多个网络来进行。原则上，为此可以使用WAN或LAN网络的任何协议。然而，还可以使用自动化技术的现场总线网络，例如，Foundation

等。

在存储设备类型1之后，记录来自所述多个现场设备中的每个的诊断报告D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆，将上述诊断报告与特定设备类型1相关联并且同样存储在数据库2中。

然后，对数据库2中存储的由与设备类型1相关联的诊断报告D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆组成的数据进行分析。在图1所示实施例的示例中，轴t是时间线，其示出了工厂中某种现场设备类型1的诊断报告D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆的发生。对产生的诊断报告D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆进行分析，检查模式，并当适合时，总结在故障图片4中。

此后，收集已经采取的措施M₁、M₂、M₃，上述措施已经为了解决特定的故障上述措施已被采取。这些措施同样存储在数据库2中。计算单元创建用于已采取措施M₁、M₂、M₃的成功评估，其中成功评估示出了对特定的所存储的已采取措施M₁、M₂、M₃的有效性的度量。

如果发出新的诊断报告，则与数据库2中存储的故障图片4做比较。如果找到至少一个匹配，则将其显示3给工厂操作员。工厂操作员接收关于可以被执行以消除问题的合适措施M_x的信息以及补充地还有所述措施M_x的成功评估的显示3’。

诊断报告的示例是流量测量设备的报告，其报告了所测量的体积流量在较长的一段时间内稳步减少。一个或多个故障图片4包含这个诊断报告并且与工厂操作员相关。与这些故障图片中的一个故障图片相关联的措施M_x是清洗流动发生的管道或管。本发明的方法的实施例允许预测可能的故障，在这种情况下，在管道或管中形成沉积物。

在本发明的方法的实施例中，为工厂确定针对特定故障图片4采取的所有措施M₁、M₂、M₃的成功概率并一起显示给工厂操作员。经工厂操作员批准，记录在数据库中的信号还可以与附加信息相结合。以这种方式，基于经验的措施建议可以被补充地扩展到例如工厂操作员的其他工厂、工业的其他工厂和/或所有可用的工厂，以获得尽可能大的累积经验。

附图标记列表

1 现场设备类型

2 数据库

3 建议的措施M_x的显示

3’ 成功评估的显示

4 故障图片

D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆ 诊断报告

M₁、M₂、M₃ 已采取措施

M_x 适合于新产生的诊断报告的措施

t 时间轴

Claims (8)

1.一种用于维护自动化技术工厂中多个现场设备中至少一个现场设备的方法，该方法包括以下步骤：

在数据库中记录所述工厂的至少一个过程位置；

在所述数据库中把过程应用关联到所述过程位置；

记录与所述过程位置相关联的多个现场设备的特定设备类型(1)，并且把所述设备类型存储在所述数据库(2)中；

记录所述多个现场设备的诊断报告(D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆)，把所述诊断报告(D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆)与所述特定设备类型相关联，以及把所述诊断报告(D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆)存储在所述数据库(2)中；

根据存储的诊断报告(D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆)创建故障图片(4)，所述故障图片表示存储的诊断报告(D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆)中不同诊断报告与已发生故障之间的相关性；

收集用于解决所述已发生故障的已采取措施(M₁、M₂、M₃)，把所述已采取措施(M₁、M₂、M₃)与该特定故障图片(4)相关联，以及把所述已采取措施存储在所述数据库(2)中；

创建这些特定的被存储的已采取措施(M₁、M₂、M₃)的成功评估，其中，成功评估提供这些特定的被存储的已采取措施(M₁、M₂、M₃)的有效性的度量；

在出现来自所述多个现场设备的至少一个现场设备的至少一个新产生的诊断报告的情况下，把该新产生的诊断报告与所述数据库(2)中存储的故障图片(4)做比较，并产生对其适当的至少一个建议的措施(M_x)的显示(3)和相应的成功评估的显示(3’)。

2.如权利要求1所述的方法，其中，基于新的诊断报告与所述数据库(2)中存储的故障图片的比较，预测可能故障。

3.如权利要求2所述的方法，其中，补充地预测所述可能故障的发生的可能时间段。

4.如权利要求3所述的方法，其中，确定针对特定故障图片(4)采取的所有措施(M₁、M₂、M₃)的成功概率并一起显示。

5.如权利要求4所述的方法，其中，对于不同的工厂类型，确定针对特定故障图片(4)采取的所有措施(M₁、M₂、M₃)的所述成功概率并一起显示，所述不同的工厂类型是相同应用的工厂、客户的工厂、等同应用的工厂、工业的工厂。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述多个现场设备中的一个自动地采取适合于新出现的诊断报告的措施(M_x)。

7.适于执行如权利要求1-6中任一项所述的方法的系统，所述系统包括：

多个现场设备；

数据库(2)，所述数据库用于存储所述多个现场设备的特定设备类型(1)、所述多个现场设备的诊断报告(D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆)、故障图片(4)、过去为消除故障所采取的措施(M₁、M₂、M₃)和针对特定的被存储的已采取措施(M₁、M₂、M₃)的成功评估；

计算单元，所述计算单元访问所述数据库(2)并且能够读取、存储和/或关联其中的数据，并且所述计算单元创建成功评估，并把新的诊断报告与所述数据库(2)中存储的故障图片做比较，并显示对其适当的建议的措施(M_x)及其成功评估。

8.如权利要求7所述的系统，其中借助于云计算Web服务能够访问所述数据库(2)。

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