DE102006013827A1

DE102006013827A1 - Field device e.g. fill level measuring device, adjusting method for automation engineering, involves storing user-specific function if string is free from syntax-error, and computing functional values during each function call

Info

Publication number: DE102006013827A1
Application number: DE200610013827
Authority: DE
Inventors: Daniel Kuttler; Christian Matt
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-09-27

Abstract

The method involves inputting a user-specific function as a string, and transferring the string to an interpreter program part of a software program that is available in a compiled form. The string is tested for syntax-error. The user-specific function is stored under the corresponding function names if the string is free from syntax-error. Functional values are computed during each function call.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur benutzerspezifischen Anpassung eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for customization a field device of automation technology according to the preamble of Claim 1.

In der Automatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen.In In automation technology field devices are often used which serve to detect and / or influence process variables.

Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massedurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH- und Leitfähigkeitsmessgeräte etc., die als Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur bzw. pH-Wert bzw. Leitfähigkeitswert erfassen.Examples for such field devices are level gauges, mass flow meters, pressure and temperature measuring devices, pH and conductivity meters, etc., as sensors the corresponding process variables level, Flow, pressure, temperature or pH value or conductivity value to capture.

Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, die z. B. als Ventile den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt oder als Pumpen den Füllstand in einem Behälter steuern.to Influence of process variables are actuators, the z. B. as Valves the flow of a liquid in a pipe section or as pumps the level in a container Taxes.

Als Feldgeräte werden auch Registriergeräte bezeichnet, die vor Ort Messdaten aufzeichnen.When field devices are also called recording devices, which record measurement data on site.

Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Fa. Endress+Hauser hergestellt und vertrieben.A Variety of such field devices is manufactured and sold by Endress + Hauser.

In der Regel sind Feldgeräte in modernen Automatisierungsanlagen über Feldbussysteme (HART, Profibus, Foundation Fieldbus, etc.) mit übergeordneten Einheiten (z. B. Leitsysteme oder Steuereinheiten) verbunden, um mit diesen Daten insbesondere Messdaten auszutauschen. Diese übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung.In usually are field devices in modern automation systems via fieldbus systems (HART, Profibus, Foundation Fieldbus, etc.) with parent Units (eg control systems or control units) connected to in particular to exchange measured data with these data. This parent Among other things, units are used for process control, process visualization, Process monitoring.

Aus der DE 102 10 061 A1 ist ein Verfahren zur benutzerspezifischen Anpassung eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik bekannt. Bei dem Feldgerät handelt es sich um ein Coriolis-Massedurchflussmesser bei dem in einer Konzentrationsauswerteeinheit eine Konzentrationskurve als zweidimensionales Polynom abgespeichert ist. Die Polynom-Koeffizienten können durch den Benutzer vorgegeben werden. Dadurch ist in einem beschränkten Maß eine benutzerspezifische Anpassung möglich.From the DE 102 10 061 A1 a method for user-specific adaptation of a field device of automation technology is known. The field device is a Coriolis mass flowmeter in which a concentration curve is stored in a concentration evaluation unit as a two-dimensional polynomial. The polynomial coefficients may be specified by the user. As a result, customization is possible to a limited extent.

Allgemein ist bei Feldgeräten eine benutzerspezifische Anpassung normalerweise dadurch möglich, dass Parameterwerte für im Feldgerät fest vorgegebene Funktionen benutzerspezifisch gewählt werden können. Funktionen selbst können jedoch nicht abgeändert werden, da sie in kompilierter Form vorliegen. Werden solche Änderungen gewünscht, muss das im Feldgerät ablaufenden Softwareprogramm abgeändert werden. In der Regel handelt es sich hierbei um Einzellösungen für ganz spezielle Anwendungen. Dies bedeutet einen erheblichen Verwaltungsaufwand bei den verschiedenen Softwareversionen auf Seiten des Feldgeräteherstellers. Bei jeder Softwareänderung müssen diese Einzellösungen speziell berücksichtigt werden. Auch Zertifizierungen sind bei einer Vielzahl von Softwareversionen umfangreicher, da teilweise jede einzelne Version zertifiziert werden muss.Generally is with field devices a customization usually possible by that Parameter values for in the field device fixed functions are selected user-specifically can. Functions themselves can but not changed because they are in compiled form. Will such changes desired, must that in the field device be changed running software program. Usually These are individual solutions for very specific applications. This means a considerable administrative burden on the various Software versions on the part of the field device manufacturer. With every software change have to these individual solutions specially considered become. Also, certifications are more extensive in a variety of software versions, because sometimes every single version has to be certified.

Außerdem muss das geänderte Softwareprogramm in das betreffende Feldgerät übertragen werden. Hierfür muss ein Servicetechniker das Gerät aufsuchen und das Softwareprogramm ins Gerät übertragen. Meist ist hiermit auch eine unerwünschte Unterbrechung des Messbetriebs verbunden.In addition, must the changed Software program are transferred to the field device concerned. This must be a Service technician visit the device and transfer the software program to the device. This is usually also an undesirable interruption of the measuring operation connected.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb ein Verfahren zur benutzerspezifischen Anpassung eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik anzugeben, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist, das insbesondere eine einfach, schnell und kostengünstig durchführbar ist.task The invention is therefore a method for user-specific Adaptation of a field device specify the automation technology, not the above-mentioned disadvantages having, in particular, a simple, fast and inexpensive to carry out.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte.Is solved This object is achieved by the method steps indicated in claim 1.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are specified in the subclaims.

Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin im Softwareprogramm, das in kompilierter Form vorliegt, einen Interpreterprogrammteil vorzusehen. Der Interpreterprogrammteil dient zur Verarbeitung von benutzerspezifischen Funktionen, die als Zeichenkette vom Benutzer am Feldgerät eingegeben werden. Nach der Überprüfung der benutzerspezifischen Funktion auf die richtige Syntax wird die Funktion unter dem Funktionsnamen abgespeichert. Bei jedem Aufruf des Funktionsnamens im Softwareprogramm wird der Funktionswert neu berechnet.The essential idea of the invention consists in the software program, which is in compiled form, an interpreter program part provided. The interpreter program part is used for processing user-specific functions that are as a string by the user on the field device be entered. After checking the user-specific function to the correct syntax will be the function stored under the function name. Each time the function name is called the software value recalculates the function value.

Dies kann sehr schnell und wiederkehrend erfolgen. Der Funktionswert kann am Feldgerät angezeigt oder über eine externe Schnittstelle z. B. eine Feldbusschnittstelle oder einen Stromausgang an eine zentrale Steuereinheit weitergegeben werden.This can be done very fast and recurring. The function value can on the field device displayed or over an external interface z. B. a fieldbus interface or passed a current output to a central control unit become.

Durch den Interpreterprogrammteil ist es somit für den Anwender möglich eine beliebige Funktion als Formel am Feldgerät einzugeben, um damit eine benutzerspezifische Anpassung des Feldgerätes zu ermöglichen.By the interpreter program part is thus possible for the user to enter any function as a formula on the field device in order to create a to allow user-specific adaptation of the field device.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.following The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.

Es zeigen:It demonstrate:

1 typisches Feldgerät der Automatisierungstechnik; 1 typical field device of automation technology;

2 schematische Darstellung der Signalverarbeitung in einem Feldgerät; 2 schematic representation of the signal processing in a field device;

In 1 ist ein Blockschaltbild eines typischen Feldgerätes F1 der Automatisierungstechnik näher dargestellt. Ein Mikroprozessor μP ist zur Messwertverarbeitung über einen Analog-Digital-Wandler A/D und einen Verstärker V mit einem Messaufnehmer MA verbunden, der eine Prozessvariable (z. B. Druck, Durchfluss oder Füllstand) erfasst. Der Mikroprozessor μP ist mit mehreren Speichereinheiten verbunden. Ein Speicher VM dient als temporärer (flüchtiger) Arbeitspeicher RAM. Als Speicher für das im Mikroprozessor μP auszuführende Softwareprogramm SP dient ein EPROM-Speicher oder Flash-Speicher FLASH. In einem nichtflüchtigen beschreibbaren Datenspeicher NVM z. B. einem EEPROM-Speicher sind Parameterwerte (z. B. Kalibrierdaten etc.) abgespeichert.In 1 is a block diagram of a typical field device F1 of automation technology shown in more detail. A microprocessor μP is connected to the measurement processing via an analog-to-digital converter A / D and an amplifier V to a sensor MA, which detects a process variable (eg, pressure, flow or level). The microprocessor μP is connected to a plurality of memory units. A memory VM serves as a temporary (volatile) RAM RAM. The memory for the software program SP to be executed in the microprocessor μP is an EPROM memory or flash memory FLASH. In a non-volatile writeable data storage NVM z. As an EEPROM memory parameter values (eg calibration data, etc.) are stored.

Das im Mikroprozessor μP ablaufende Softwareprogramm SP definiert die anwendungsbezogenen Funktionalitäten des Feldgerätes (z. B. Messwertberechnung, Hüllkurvenauswertung, Linearisierung der Messwerte, Diagnoseaufgaben etc.).The in the microprocessor μP running software program SP defines the application-related functionalities of the field device (eg measured value calculation, envelope evaluation, Linearization of measured values, diagnostic tasks, etc.).

Weiterhin ist der Mikroprozessor μP mit einer Anzeigebedieneinheit A/B (z. B. LCD-Anzeige mit mehreren Drucktasten verbunden.Farther is the microprocessor μP with a display operation unit A / B (e.g., multi-LCD display Push buttons connected.

Zur Kommunikation mit einer Steuereinheit ist der Mikroprozessor μP über einen Kommunikations-Einheit COM mit einer externen Schnittstelle ES verbunden. Eine Versorgungseinheit NT liefert die notwendige Energie für die einzelnen Elektronikkomponenten des Feldgerätes F1. Die Energieversorgungsleitungen zu den einzelnen Komponenten im Feldgerät sind der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet.to Communication with a control unit is the microprocessor μP via a Communication unit COM connected to an external interface ES. A supply unit NT supplies the necessary energy for the individual Electronic components of the field device F1. The power supply lines For the sake of clarity, the individual components in the field device are not located.

Bei der externen Schnittstelle ES kann es sich zum Beispiel um einen 4–20 mA Stromausgang handeln, über den ein vom Feldgerät F1 gelieferter Messwert an eine Steuereinheit oder an eine Warte weitergeleitet wird. Alternativ kann es sich bei der externen Schnittstelle ES auch um eine digitale Kommunikationsschnittstelle handeln nach einem der in der Automatisierungstechnik üblichen Standards wie z. B. HART, Profibus oder Foundation Fieldbus. Das Feldgerät kann auch als 2-Leiter-Gerät (loop powered) ausgelegt sein, das in diesem Fall über die Schnittstelle ES versorgt wird.at the external interface ES may be, for example, a 4-20 mA Power output act, over the one from the field device F1 supplied measured value forwarded to a control unit or to a control room becomes. Alternatively, the external interface ES also act around a digital communication interface after a the standard in automation technology standards such. B. HART, Profibus or Foundation Fieldbus. The field device can also as a 2-wire device (loop powered), in this case via the interface IT is being supplied.

In 2 ist die Signalverarbeitung speziell anhand eines Coriolis-Massedurchflussmessers näher erläutert. In einer digitalen Signalverarbeitungseinheit DS werden die vom Analog-Digitalwandler A/D gelieferten digitalisierten Messwerte vorverarbeitet. Die rohen Messwerte werden von der digitalen Signalverarbeitungseinheit DS an eine Kompensationseinheit K weitergeleitet. In der Kompensationseinheit K werden Quereinflüsse, wie beispielsweise durch Temperatur oder Druck, entsprechend kompensiert. Nach der Verarbeitung in der Kompensationseinheit K stehen die primären Messwerte zur Verfügung, die an eine Messwertverarbeitungseinheit MWV weitergeleitet werden. Anschließend werden die von der Messwertverwertungseinheit MWV gelieferten sekundären Messwerte in einer Messwertdarstellungseinheit MWD weiterverarbeitet. Die von der Messwertdarstellungseinheit MWD gelieferten Ausgangssignale können z. B. in der Anzeigebedieneinheit A/B dargestellt oder über die externe Schnittstelle ES z. B. an einen Feldbus oder an eine Steuereinheit weitergeleitet werden.In 2 the signal processing is explained in more detail specifically using a Coriolis mass flow meter. In a digital signal processing unit DS, the digitized measured values supplied by the analog-to-digital converter A / D are preprocessed. The raw measured values are forwarded by the digital signal processing unit DS to a compensation unit K. In the compensation unit K, cross influences, such as temperature or pressure, are compensated accordingly. After processing in the compensation unit K, the primary measured values are available, which are forwarded to a measured value processing unit MWV. Subsequently, the secondary measured values supplied by the measured value utilization unit MWV are further processed in a measured value representation unit MWD. The output signals supplied by the measured value representation unit MWD can, for. B. in the display control unit A / B or via the external interface ES z. B. forwarded to a fieldbus or to a control unit.

Die einzelnen Einheiten DS, K, MWV sowie MWD sind jeweils mit einer Eingabeverwaltungseinheit EV verbunden. Über die Eingabeverwaltungseinheit EV erhalten diese Einheiten die notwendigen Parameter, die über die Anzeige-/Bedieneinheit A/B eingegeben werden. Die Eingabeverwaltungseinheit EV ist zusätzlich mit einem Interpreterprogrammteil IP, der die eigentliche Neuerung darstellt, verbunden.The individual units DS, K, MWV and MWD are each with a Input management unit EV connected. About the input management unit EV, these units get the necessary parameters over the Display / control unit A / B are entered. The input management unit EV is additional with an interpreter program part IP, which is the actual innovation represents, connected.

Gestrichelt umrandet sind die Komponenten dargestellt, die zum Softwareprogramm SP gehören, das im Mikroprozessor μP abläuft. Das Softwareprogramm SP liegt in kompilierter Form vor und dient im Wesentlichen zur Messwertverarbeitung.dashed Outlined are the components that are part of the software program Belong to the SP, that in the microprocessor μP expires. The software program SP is available in a compiled form and serves essentially for measured value processing.

Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Im Softwareprogramm SP stehen verschiedene Variablen und mathematische Basisfunktionen bzw. Operatoren in einem Rechenprogrammteil zur Verfügung.following is the inventive method explained in more detail. in the Software program SP are various variables and mathematical Basic functions or operators in a computer program part for Available.

In einem Verfahrenschritt a) gibt der Benutzer eine benutzerspezifische Funktion F als Zeichenkette ein.In a method step a), the user gives a user-specific Function F as a string.

Die Eingabe kann z. B. über die Anzeigebedieneinheit A/B erfolgen. In einem Verfahrenschritt b) wird die Zeichenkette Z an einen Interpreterprogrammteil IP weitergegeben. Anschließend wird die Zeichenkette Z auf Syntaxfehler geprüft (Verfahrensschritt c). Hierbei kann z. B. festgestellt werden, ob die angegebenen Variablen definiert bzw. alle Klammerausdrücke ordnungsgemäß sind.The Input can z. B. over the display operation unit A / B is performed. In a process step b) the string Z is passed to an interpreter program part IP. Subsequently the character string Z is checked for syntax errors (method step c). in this connection can z. For example, determine if the specified variables are defined or all parentheses are correct.

Wenn die Prüfung nach Verfahrensschritt d) fehlerfrei erfolgt ist, wird die benutzerspezifische Funktion unter dem entsprechenden Funktionsnamen gespeichert.If the exam After process step d) is done without errors, the user-specific function saved under the corresponding function name.

Die Berechnung des Funktionswertes der benutzerspezifischen Funktion F erfolgt immer dann, wenn der Funktionsnamen aufgerufen wird.The calculation of the function value of the user-specific function F always takes place when the function name is called.

Somit kann der Funktionswert schnell und einfach berechnet werden. Die für die Berechnung des jeweiligen Funktionswerts eventuell benötigten Parameterwerte oder Variablen werden von den jeweiligen Einheiten DS, K, MWV, MWD sowie EV entsprechend zur Verfügung gestellt.Consequently The function value can be calculated quickly and easily. The for the Calculation of the respective function value possibly required parameter values or variables are from the respective units DS, K, MWV, MWD and EV accordingly posed.

Als einfaches Beispiel sei die Funktion test angegeben, die sich wie folgt berechnet. test= mf/vf wobei die Variable mf den Massedurchfluss und die Variable vf den Volumendurchfluss angibt. Die Zeichenkette Z, die der Benutzer eingeben muss, lautet in diesem Fall einfach „test= mf/vf". Diese Variable test gibt die Dichte der zu messenden Flüssigkeit (oder Gas) wieder. Das Feldgerät F1 kann so konfiguriert werden, dass die Variable test z. B. angezeigt werden soll. Jedes Mal wenn die Anzeige-/Bedieneinheit A/B diesen Funktionswert benötigt, wird dieser berechnet und entsprechend aktualisiert dargestellt. Ebenfalls kann diese Variable test mit der externen Schnittstelle ES verknüpft werden und z. B. als Stromsignal (4–20 mA) ausgegeben werden.When A simple example is given the function test, which is like follows calculated. test = mf / vf where the variable mf is the mass flow and the variable vf indicates the volume flow. The string Z, which the user must enter, is simply "test = mf / vf ". This variable test Gives the density of the liquid (or gas) to be measured. The field device F1 can be configured so that the test variable z. B. be displayed should. Each time the display / control unit A / B receives this function value needed this is calculated and updated accordingly. Also, this variable can test with the external interface IT linked be and z. B. output as current signal (4-20 mA).

Der wesentliche Vorteil den das erfindungsgemäße Verfahren bietet, besteht darin, dass der Anwender eine benutzerspezifische Funktion am Feldgerät eingeben kann, um damit eine benutzerspezifische Anpassung des Feldgerätes zu ermöglichen.Of the essential advantage of the inventive method offers consists in that the user enters a user-specific function on the field device can, in order to allow a user-specific adaptation of the field device.

Der Rechenprogrammteil des Softwareprogramms stellt die mathematischen Operatoren Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division zur Verfügung. Als weitere Funktionen sind z. B. die Winkelfunktionen Sinus bzw. Cosinus oder die Exponentialfunktion denkbar. Es können auch Boolesche Operatoren zur Verfügung gestellt werden. Damit können vom Anwender auch Bedingungen definiert werden.Of the Computer program part of the software program represents the mathematical Operators addition, subtraction, multiplication and division to Available. As further features are z. B. the trigonometric functions sine or Cosine or the exponential function conceivable. It can too Boolean operators available be put. So that can from Users can also be defined conditions.

Als Zusatzfunktionen dienen alle im Feldgerät bereits zur Verfügung gestellten Funktionen. Für Coriolis-Massedurchflussmesser sind das z. B. Dichtekalibrationsfunktion, Viskositätskalibrationsfunktion, Schleichmengenunterdrückung, Leerrohrerkennung etc.) Diese vorab implementierten Funktionen können von der benutzerspezifischen Funktion F selbstverständlich auch aufgerufen werden.When Additional functions are all provided in the field device Functions. For Coriolis mass flowmeters are the z. B. density calibration function, viscosity calibration function, Low flow cut off, Empty pipe detection etc.) These previously implemented functions can be used by Of course, the user-specific function F can also be called.

Prinzipiell können auch mehrere benutzerspezifische Funktionen eingegeben werden.in principle can also several user-specific functions are entered.

Claims

Customization method a field device the automation technology, that one sensor and one Processing unit in which the supplied by the sensor Measured values are processed in a software program, whereby the Software program is in compiled form and a computer program part in which variable is defined and mathematical operators are predetermined, with the following process steps: a. input a user-specific function F as a character string Z b. handing over the character string Z to an interpreter program part I of the software program SP, c. exam the string Z on syntax error d. If the syntax is error free is, store the user-specific function under the corresponding function name F e. Calculation of the function value F with each function call

Method according to claim 1, characterized in that that in the computer program part as mathematical operators at least Addition, subtraction, multiplication and division are provided.

Method according to claim 1, characterized in that that additional functions are provided in the computer program section be over Parameter specifications a user-specific adaptation of the software program allow.

Method according to claim 3, characterized that the additional functions in the interpretation of the entered Character string in the interpreter program part I are taken into account.