DE10032865A1

DE10032865A1 - Prozessautomatisierungssystem

Info

Publication number: DE10032865A1
Application number: DE2000132865
Authority: DE
Inventors: Jan Bugge; Snorre Kjesbu; Juergen Fuchs; Kai Garrels
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2002-01-17

Abstract

Es wird ein Prozeßautomatisierungssystem mit mindestens einer Automatisierungseinrichtung (1) vorgeschlagen, welche mit einer Vielzahl von Sensoren (2.1...2.n) und/oder Aktoren (3.1...3.m) kommuniziert sowie mit einer übergeordneten Bedienstation (4) und mit einer Beobachtungs- und Diagnoseeinrichtung (5) versehen ist. An die Beobachtungs- und Diagnoseeinrichtung (5) ist eine Sendeeinrichtung (6) angeschlossen, welche über ein Datenübertragungsmedium (7) mit mindestens einer mobilen Empfangseinrichtung (8) des Wartungspersonals verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Prozeßautomatisierungssystem gemäß den Oberbe griffen der Ansprüche 1 und 2. Die Erfindung kann beispielsweise bei Fertigungsvor richtungen verwendet werden.

Aus der WO 98/017797 ist ein Prozeßautomatisierungssystem bekannt, bei dem Ter minals in einer Bedien- und Beobachtungsebene und Automatisierungseinrichtungen in einer prozeßnahen Automatisierungsebene über Sende/Empfangseinrichtungen und ein Datenübertragungsmedium (Funkverbindung, Telekommunikationsnetz) mit einem Leitrechner kommunizieren. Dieser Leitrechner kann als Superrechner in einem Re chenzentrum stehen und weitere Prozeßautomatisierungssysteme steuern.

Aus der WO 99/66473 ist ein Automatisierungssystem mit einer Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Fertigungsvorrich tung bekannt, wobei mindestens ein Sensor zur Übertragung von Sensordaten von der Verarbeitungsvorrichtung an die Steuerungsvorrichtung vorgesehen ist. Zur Verringe rung des Aufwands bei der Installation von Sensoren wird vorgeschlagen, daß die Sen soren eine Funksendevorrichtung und eine Funkempfangsvorrichtung aufweisen, die zur drahtlosen Übertragung der Sensordaten an die mit der Steuerungsvorrichtung ver bundene Empfangsvorrichtung vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prozeßautomatisierungssystem der ein gangs genannten Art anzugeben, bei dem eine rasche Fehlererkennung und Fehlerbe seitigung ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen der Oberbegriffe alternativ durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Beob achtungs- und Diagnoseeinrichtung oder die Basisstation des Prozeßautomatisierungs systems bzw. der Fertigungsvorrichtung über die mobile Empfangseinrichtung in stän digem Kontakt mit dem Wartungspersonal steht. Das Wartungspersonal kann perma nent eine Vielzahl von Fertigungsvorrichtungen überwachen, ohne daß dabei die Mög lichkeit der raschen Fehlererkennung und Fehlerbeseitigung leidet. Vorteilhaft ist das Wartungspersonal nicht an einen bestimmten Ort gebunden, um das Prozeßautomati sierungssystem permanent zu überwachen. Stillstandszeiten von Fertigungsvorrichtun gen werden reduziert, was selbstverständlich Kostenvorteile hat.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prozeßautomatisierungssystem mit einer Beobachtungs- und Diagnose einrichtung,

Fig. 2 ein Prozeßautomatisierungssystem mit über Funk kommunizierenden Sen soren und/oder Aktoren.

In Fig. 1 ist ein Prozeßautomatisierungssystem dargestellt, welches zur Steuerung min destens einer Anlage oder Maschine, insbesondere mindestens einer Fertigungsvor richtung (Fertigungsautomat) dient. Das Prozeßautomatisierungssystem weist minde stens eine prozeßnahe zentrale Automatisierungseinrichtung (speicherprogrammierba re Steuerung) 1 auf, welche mit einer Vielzahl von Sensoren 2.1, 2.2 . . . 2.n (n = beliebige ganze Zahl) zur Erfassung von Betriebszuständen und/oder Aktoren 3.1, 3.2 . . . 3.m (m = beliebige ganze Zahl) zur Durchführung von Steuerungsmaßnahmen kommuniziert. Die Kommunikation zwischen Sensoren bzw. Aktoren und der Automatisierungseinrichtung kann wahlweise über Kabel (Bussystem) oder drahtlos über Funkverbindungen erfol gen. Bei einer Kommunikation über Funk benötigt die Automatisierungseinrichtung 1 zweckmäßig eine Basisstation (siehe Ziffer 9 in Fig. 2) mit entsprechenden Funksendern und/oder Funkempfängern. Üblicherweise melden die Sensoren 2.1, 2.2 . . . 2.n Meßergebnisse bzw. Betriebszustände (beispielsweise den Zustand "Objekt vorhanden" oder "Objekt nicht vorhanden" eines Näherungssensors oder den Zustand "Ventil ge öffnet"), was die Basis zur erforderlichen Ansteuerung der Aktoren 3.1, 3.2 . . . 3.m bildet.

Eine Bedienstation 4 ist der Automatisierungseinrichtung 1 übergeordnet. Eine Beob achtungs- und Diagnoseeinrichtung 5 überwacht den Prozeßablauf (Fertigungsprozeß) im einzelnen, um bei während des Prozesses (beispielsweise während eines Herstell prozesses) auftretenden Fehlern gezielt eine Fehlermeldung und Fehlerdiagnose ab geben zu können, welche die Grundlage für eine rasche Fehlerbeseitigung bildet.

Von großer Wichtigkeit ist es dabei, daß mittels der Beobachtungs- und Diagnoseein richtung 5 bereits im Vorfeld sich anbahnende Fehler frühzeitig erkannt und gemeldet werden, um auf diese Weise größere Schäden und damit längere Stillstandszeiten ei ner Fertigungsvorrichtung zu vermeiden. Um die fehlerfreie Arbeitsweise von Sensoren 2.1, 2.2 . . . 2.n und Aktoren 3.1, 3.2 . . . 3.m zu überwachen, ist es insbesondere möglich, daß alle Sensoren und Aktoren in festgelegten Abständen Meldesignale an die Beob achtungs- und Diagnoseeinrichtung 5 abgeben, welche als "Lebenszeichen" dieser Baukomponenten interpretiert werden und die Grundlage einer korrekten Arbeitsweise sind. Bleibt ein Meldesignal eines Sensors 2.1, 2.2 . . . 2.n oder Aktors 3.1, 3.2 . . . 3.m aus, hat dies eine entsprechende Fehlermeldung zur Folge, um eine möglichst rasche Aus wechselung des defekten Bauteils zu veranlassen.

Des weiteren ist es möglich, daß die Beobachtungs- und Diagnoseeinrichtung 5 die Wechselbeziehungen (Korrelationen) zwischen dem aktuellen Zustand der einzelnen Sensoren 2.1, 2.2 . . . 2.n und Aktoren 3.1, 3.2 . . . 3.m einerseits sowie dem gesamten An lagenstatus (bzw. Maschinenstatus) andererseits laufend auswertet und mit abgespei cherten Werten oder mit anhand eines Modells ermittelten Werten vergleicht. Bei Ab weichungen zwischen den Einzel-Zuständen der Sensoren und Aktoren einerseits und dem Anlagenstatus andererseits wird eine entsprechende Fehlermeldung produziert. Gleichzeitig ermittelt die Beobachtungs- und Diagnoseeinrichtung 5 die Ursache der aufgetretenen Abweichung, um derart möglichst rasch ein Auswechseln defekter Bau teile veranlassen zu können.

Die Kommunikation zwischen Automatisierungseinrichtung 1 und Bedienstation 4 sowie zwischen Automatisierungseinrichtung 1 und Beobachtungs- und Diagnoseeinrichtung 5 erfolgt wahlweise über Kabel (Bussystem) oder drahtlos über Funkverbindungen.

Erfindungsgemäß ist bei der Variante gemäß Fig. 1 eine Sendeeinrichtung 6 an die Be obachtungs- und Diagnoseeinrichtung 5 angeschlossen. Mit Hilfe dieser Sendeeinrich tung 6 werden auftretende Fehler bzw. sich anbahnende Fehler über ein Datenübertra gungsmedium 7 sofort an mindestens eine mobile Empfangseinrichtung 8 - vorzugs weise ein Handy (Mobiltelefon), Organizer oder Pager - des Wartungspersonals gemeldet.

Als Datenübertragungsmedium 7 kann wahlweise eine Funkverbindung, ein Telekom munikationsnetz, das Internet, Intranet oder Extranet verwendet werden. WAP (Wire less Application Protocol) oder SMS (Short Message System) können eingesetzt wer den. WAP ermöglicht den drahtlosen Abruf von Daten (Informationen) aus dem Internet im Bereich der Datenkommunikation über digitale Mobilfunknetze, wobei die Informa tionen auf Displays angezeigt werden.

Die der mobilen Empfangseinrichtung 8 zugeleitete Fehlermeldung beinhaltet zweck mäßig Identifikationsdaten der betroffenen Automatisierungseinrichtung 1 bzw. Ferti gungsvorrichtung, eine genaue Bezeichnung des aufgetretenen bzw. sich anbahnen den Fehlers sowie Vorschläge zur Fehlerbeseitigung. Somit kann das Wartungsperso nal beim Aufsuchen der betroffenen Fertigungsvorrichtung gleichzeitig auch ein gege benenfalls zu installierendes Bauteil und das für die Fehlerbeseitigung erforderliche Werkzeug (gegebenenfalls Spezialwerkzeug) bereithalten.

In Fig. 2 ist ein Prozeßautomatisierungssystem mit über Funk kommunizierenden Sen soren und/oder Aktoren dargestellt. Dabei ist die Automatisierungseinrichtung 1 mit ei ner Basisstation 9 verbunden, welche über Funk mit den Sensoren 2.1 . . . 2.n und/oder Aktoren 3.1 . . . 3.m kommuniziert. Bei einer derartigen Ausführungsform ist es zweckmä ßig, daß die der Basisstation 9 zugeführten Meldesignale unmittelbar von der Basissta tion selbst ausgewertet werden, d. h. die vorstehend für die Beobachtungs- und Dia gnoseeinrichtung 5 erläuterten Aufgaben werden von der Basisstation 9 selbst über nommen und die zusätzliche Sendeeinrichtung 6 kann entfallen.

Unter Näherungssensoren bzw. Näherungsschaltern werden insbesondere induktive, kapazitive, photoelektrische (optoelektronische) und auf dem Ultraschall-Prinzip beru hende Sensoren verstanden.

Claims

1. Prozeßautomatisierungssystem mit mindestens einer Automatisierungs einrichtung (1), welche mit einer Vielzahl von Sensoren (2.1 . . . 2.n) und/oder Aktoren (3.1 . . . 3.m) kommuniziert, mit einer übergeordneten Bedienstation (4) sowie mit einer Beobachtungs- und Diagnoseeinrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, daß an die Be obachtungs- und Diagnoseeinrichtung (5) eine Sendeeinrichtung (6) angeschlossen ist, welche über ein Datenübertragungsmedium (7) mit mindestens einer mobilen Emp fangseinrichtung (8) des Wartungspersonals - insbesondere Handy, Organizer oder Pager - verbunden ist.

2. Prozeßautomatisierungssystem mit mindestens einer Automatisierungs einrichtung (1), welche über eine Basisstation (9) und ein Funkmedium mit einer Viel zahl von Sensoren (2.1 . . . 2.n) und/oder Aktoren (3.1 . . . 3.m) kommuniziert, dadurch ge kennzeichnet, daß die Basisstation (9) über ein Datenübertragungsmedium (7) mit min destens einer mobilen Empfangseinrichtung (8) des Wartungspersonals - insbesonde re Handy, Organizer oder Pager - verbunden ist.

3. Prozeßautomatisierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Datenübertragungsmedium (7) eine Funkverbindung ist.

4. Prozeßautomatisierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Datenübertragungsmedium (7) ein Telekommunikationsnetz oder Mobilfunknetz ist.

5. Prozeßautomatisierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Datenübertragungsmedium (7) das Internet, Intranet oder Ex tranet ist.

6. Prozeßautomatisierungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der mobilen Empfangseinrichtung (8) zugeleitete Fehlermeldung Identifikationsdaten der betroffenen Automatisierungseinrichtung (1) bzw. Fertigungsvorrichtung, eine genaue Bezeichnung des aufgetretenen bzw. sich anbahnenden Fehlers sowie Vorschläge zur Fehlerbeseitigung beinhaltet.