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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Feldgerätes der
Prozessautomatisierungstechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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In
der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt,
die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen.
Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise
Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck-
und Temperaturmessgeräte,
pH-Redoxpotentialmessgeräte,
Leitfähigkeitsmessgeräte, etc.,
welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck,
Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit
erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren,
wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer
Flüssigkeit
in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden
kann.
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Als
Feldgeräte
werden im Prinzip alle Geräte
bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante
Informationen liefern oder verarbeiten. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird
von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
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In
modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Bussysteme
(Profibus®,
Foundation® Fieldbus,
etc.) mit übergeordneten
Einheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten
Einheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise
SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder PLC (Programmable Logic
Controller). Die übergeordneten
Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung,
Prozessüberwachung
sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte.
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In
den Bussystemen Profibus® und Foundation® Fieldbus
werden Steuerungsfunktionen für
die Prozesssteuerung durch Funktionsblöcke bereitgestellt. Diese Funktionsblöcke sind
in die Feldgeräte
implementiert, um die gewünschte
Gerätefunktionalität bereitzustellen.
Dabei können
verschiedene Funktionsblöcke desselben Feldgerätes oder
Funktionsblöcke
verschiedener Feldgeräte
miteinander verknüpft
werden. Für
bestimmte Standardfunktionen sind in den jeweiligen Feldbus-Spezifikationen
Standardfunktionsblöcke
(Standard Function Blocks) spezifiziert. In der Foundation® Fieldbus
Spezfikation (Foundation® Specification, Function
Block Application Process, Revision FS 1.7) und der Profibus® Spezifikation
(Profibus Profile Specification, Version 3.0) sind unter anderem
die Standardfunktionsblöcke „Analog
Input" (AI), „Analog
Output" (AO), „Discrete
Input" (DI) und „Discrete
Output" (DO) spezifiziert.
Bei dem Bussystem Profibus® ist zusätzlich der
Standardfunktionsblock „Totalizer" (TOT) spezifiziert.
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Bei
den Funktionsblöcken „Analog
Input" und „Totalizer" werden zur Übermittlung
von Messwerten der Feldgeräte
an die übergeordnete
Einheit Datenstrukturen einer Länge
von fünf
Bytes von dem Feldgerät
auf den Bus übermittelt
(siehe beispielsweise in Profibus® und
Foundation® Fieldbus
spezifizierte Datenstruktur „Value & Status – Floating
Point"). Auch bei
dem Funktionsblock „Analog
Output" werden zur Übermittlung
von Messwerten Datenstrukturen einer Länge von fünf Bytes von der übergeordneten
Einheit an die betreffenden Feldgeräte übermittelt. Vier Bytes enthalten
in der Regel den Messwert (siehe Funktionsblock „Analog Input") oder einen über die
Zeit integrierten Messwert (siehe Funktionsblock „Totalizer"), wie beispielsweise über die Zeit
integrierte Durchflusswerte eines Durchflussmessgerätes. Bei
der Übermittlung
von Datenstrukturen von der übergeordneten
Einheit über
den Funktionsblock „Analog
Output" kann es
sich ebenfalls um bereits bearbeitete Messwerte handeln. Diese „unmittelbaren" oder gegebenenfalls
bearbeiteten Messwerte werden in der vorliegenden Anmeldung allgemein
als Messwerte bezeichnet. Die Darstellung dieser Messwerte erfolgt
bei Profibus® in
der Regel als Gleitkommazahl nach dem IEEE-754 Standard, die 4 Bytes
umfasst.
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Ein
Byte der Datenstruktur enthält
Informationen über
den Status des Messwertes, der in der Profibus® Spezifikation
und der Foundation® Fieldbus Spezifikation
in eine Basisqualität,
einen Qualitäts-Substatus
und in Informationen über
die Verletzung von Grenzwerten eingeteilt wird. Diese Statusinformationen
geben gleichzeitig auch Auskunft über den aktuellen Status des
Feldgerätes.
Feldgeräte
weisen in der Regel eine Vorortanzeige auf, über die wichtige Kenngrößen direkt
am Einsatzort des Feld gerätes
abgelesen werden können. Ferner
sind in der Regel bei solch einer Vorortanzeige Bedientasten vorgesehen, über die
gerätespezifische Parameter
vor Ort konfiguriert werden können
und die Inbetriebnahme des Feldgerätes durchgeführt werden kann.
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Bei
den bisherigen Feldgeräten
besteht die Möglichkeit,
neben dem Messwert und dessen Einheit die Basisqualität dieses
Messwertes anzuzeigen. Demgemäss
wurde der Benutzer lediglich informiert, ob die Basisqualität des Messwertes
gut („GOOD
(Non Cascade)" oder „GOOD (Cascade)"), unsicher („UNCERTAIN") oder schlecht („BAD") ist. Insbesondere
dann, wenn die Basisqualität
schlecht („BAD") oder unsicher („UNCERTAIN") ist, kann der Benutzer
vor Ort keine detaillierteren Informationen über den gelieferten Messwert und über den
aktuellen Status des Feldgerätes
erfahren. Ein Benutzer, der nicht ausreichende Kenntnisse der Profibus® oder
der Foundation® Fieldbus
Spezifikation hat und/oder der keinen Zugriff auf eine übergeordnete Einheit
hat, um sich über
die detaillierteren Statusinformationen zu informieren, kann keine
weitergehenden Informationen bezüglich
des Status des Messwertes und der Fehlerursache beim Feldgerät erhalten.
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Demgemäss besteht
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Benutzer, der
nur über
wenige Kenntnisse über
das eingesetzte Bussystem verfügt,
vor Ort detaillierter über
den aktuellen Status des Messwertes und des Feldgerätes zu informieren.
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Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Feldgerätes der
Prozessautomatisierungstechnik gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist ein Verfahren zum Betreiben eines Feldgerätes der
Prozessautomatisierungstechnik, das eine Vorortanzeige aufweist
und über
ein Bussystem mit einer übergeordneten Einheit
verbunden ist, folgende Schritte auf:
- a) Übertragen
einer Datenstruktur, die mindestens einen Messwert und den Messwert
betreffende Statusinformationen aufweist, von dem Feldgerät auf das
Bussystem oder von der übergeordneten
Einheit über das
Bussystem an das Feldgerät,
wobei die Statusinformationen neben einer Basisqualität des Messwertes auch
detailliertere Informationen über
die Qualität
des Messwertes und Informationen über die Verletzung von Grenzwerten
aufweisen;
- b) Weiterleiten der Basisqualität des Messwertes sowie zusätzlich der
detaillierteren Informationen über
die Qualität
des Messwertes und/oder der Informationen über die Verletzung von Grenzwerten
an die Vorortanzeige;
- c) Anzeigen der Basisqualität
des Messwertes sowie zusätzlich
der detaillierteren Informationen über die Qualität des Messwertes
und/oder der Informationen über
die Verletzung von Grenzwerten auf der Vorortanzeige.
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Demnach
werden dem Benutzer auf der Vorortanzeige nicht nur die Basisqualität des Messwertes, sondern
zusätzlich
auch noch detailliertere Informationen über die Qualität des Messwertes
(in der Profibus® und der Foundation® Fieldbus
Spezifikation als „Qualitäts-Substatus" bezeichnet) und/oder
Informationen über die
Verletzung von Grenzwerten angezeigt. Wie auch in der nachfolgenden
Beschreibung erläutert
wird, geben die detaillierteren Informationen über die Qualität des Messwertes
Informationen über
die Ursache oder den Grund für
die schlechte Basisqualität
an. Die Informationen über
die Verletzung von Grenzwerten geben an, ob der angezeigte Messwert
außerhalb
eines vorher festgelegten Grenzwertbereiches liegt. Demgemäss wird auch
der Benutzer, der über
keine detaillierten Kenntnisse des Bussystems verfügt, im Detail über den
Status informiert. Ferner kann der Benutzer anhand der Statusinformationen
häufig
direkt vor Ort entscheiden, ob und welche weiteren Maßnahmen
getroffen werden müssen.
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Als
Vorortanzeige wird in dem vorliegenden Zusammenhang eine Anzeige
verstanden, die direkt mit dem Feldgerät verbunden ist oder die in
unmittelbarer Nähe
am Einsatzort des Feldgerätes
vorgesehen ist. Über
die Vorortanzeige können
wichtige Kenngrößen des
betreffenden Feldgerätes
abgelesen werden. Bei manchen Feldgeräten ist aufgrund des Einsatzzweckes
erforderlich, dass der zugehörige
Sensor oder das zugehörige
Stellglied entfernt von dem Feldgerät und dessen Vorortanzeige
angeordnet ist.
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Vorzugsweise
werden alle drei „Teil-Statusinformationen" (Basisqualität, detailliertere
Informationen über
die Qualität
des Messwertes und Informationen über die Verletzung von Grenzwerten)
auf der Vorortanzeige angezeigt, so dass der Benutzer vor Ort umfassende
Informationen über
den gelieferten Messwert und über
den aktuellen Status des Feldgerätes
erhält.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Bussystem durch
ein Profibus®-Bussystem
oder durch ein Foundation®-Fieldbus-Bussystem gebildet.
Diese Bussysteme stellen Funktionsblöcke bereit, in denen die oberhalb
angegebenen drei Teil-Statusinformationen standardmäßig enthalten
sind, wobei die detaillierteren Informationen über die Qualität des Messwertes
in diesen beiden Bussystemen als Qualitäts-Substatus bezeichnet werden.
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Die
Datenstruktur, welche mindestens einen Messwert und den Messwert
betreffende Statusinformationen, die auf der Vorortanzeige anzuzeigen
sind, aufweist, kann gemäß der vorliegenden
Erfindung von dem Feldgerät
auf das Bussystem oder von der übergeordneten
Einheit über
das Bussystem an das Feldgerät übertragen
werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird solch eine Datenstruktur
bei Ausführung eines
der Funktionsblöcke „Analog
Input" (AI), „Discrete
Input" (DI) und „Totalizer" (TOT) von dem Feldgerät auf das
Bussystem übertragen,
um dann über
das Bussystem an die übergeordnete
Einheit übermittelt
zu werden. Vorzugsweise erfolgt solch eine Übertragung im Rahmen eines
zyklischen Datenverkehrs zwischen der übergeordneten Einheit und den
Feldgeräten.
In den Bussystemen Profibus® und Foundation®-Fieldbus
werden vorzugsweise die Funktionsblöcke „Analog Input" (AI) und „Totalizer" (TOT) zur zyklischen Übertragung von
Messwerten von den Feldgeräten
an die übergeordnete
Einheit eingesetzt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Feldgerät einen
Sensor, eine Messverstärkerplatine,
an welcher der Sensor und die Vorortanzeige angeschlossen sind,
und eine I/O-Platine, die an das Bussystem angeschlossen ist, auf.
Dabei wird das Messsignal von dem Sensor an die Messverstärkerplatine
gegeben, in der es verstärkt
wird und von der es anschließend
an die I/O-Platine gegeben wird, in der es in die zu übertragende
Datenstruktur gebracht wird. Die zu übertragende Datenstruktur wird
zum Einen von der I/O-Platine an das Bussystem übertragen, um dann an die übergeordnete
Einheit weitergeleitet zu werden, und zum Anderen wird sie an die
Messverstärkerplatine
gesendet, von der die in der Datenstruktur enthaltenen Statusinformationen
an die Vorortanzeige weitergeleitet werden. Dadurch wird erreicht,
dass neben der Übertragung
der Datenstruktur von dem Feldgerät an das Bussystem auch die
darin enthaltenen Statusinformationen an die Vorortanzeige weitergeleitet
werden, so dass sie auf dieser angezeigt werden können.
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Umgekehrt
kann, wie oberhalb erwähnt
wird, solch eine Datenstruktur auch bei Ausführung eines der Funktionsblöcke „Analog
Output" (AO) und „Discrete
Output" (DO) von
der übergeordneten
Einheit über
das Bussystem an das Feldgerät
(oder gegebenenfalls an mehrere Feldgeräte) übertragen werden. Auch bei
dieser Art der Übertragung
werden die Statusinformationen der Datenstruktur (und in der Regel
auch der zugehörige
Messwert) an die Vorortanzeige weitergeleitet und auf dieser angezeigt.
Dadurch wird der Benutzer über
Statusinformationen von Messwerten informiert, die von der übergeordneten
Einheit auf das Feldgerät übertragen
werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Datenstruktur
fünf Bytes
auf, von denen vier Bytes den Messwert in Form einer Gleitkommazahl
und ein Byte die Statusinformationen nach der Profibus® oder
der Foundation® Fieldbus
Spezifikation darstellen. Insbesondere die Funktionsblöcke „Analog Input" (AI), „Totalizer" (TOT) und „Analog
Output" (AO) weisen
eine solche Datenstruktur auf.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden auf der Vorortanzeige
die Basisqualität des
Messwertes als ein erstes Symbol, die detaillierteren Informationen über die
Qualität
des Messwertes als ein zweites Symbol und die Informationen über die
Verletzung von Grenzwerten als ein drittes Symbol angezeigt. Dabei
zeigen die einzelnen Symbole Piktogramme und/oder Textmeldungen
an, die der aktuellen Statusinformation entsprechen. Eine derartige
Darstellung durch Symbole ist übersichtlich
und schnell erfassbar, so dass sich der Benutzer durch einen Blick
auf die Vorortanzeige schnell über
den Status informieren kann.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Verknüpfung zwischen
den Statusinformationen der Datenstruktur und den auf der Vorortanzeige
anzuzeigenden Informationen, insbesondere den anzuzeigenden Symbolen,
in der „Device
Description" (Gerätebeschreibung)
und/oder in dem „Device
Type Manager" festgelegt.
Dadurch kann die übergeordnete
Einheit die erforderlichen Informationen zu der erfindungsgemäßen Statusanzeige
und insbesondere die erforderlichen Informationen für ein entsprechendes
Parametrisieren und Betreiben des Feldgerätes erhalten.
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Alternativ
zu der in dem Absatz oberhalb angegebenen Weiterbildung kann das
Feldgerät
auch einen integrierten Webserver aufweisen, der auf die Statusinformationen
der Datenstruktur zugreift und diese an einen Webbrowser weiterleitet,
der den Schritt des Anzeigens auf der Vorortanzeige koordiniert.
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Weitere
Vorteile und Zweckmäßigkeiten
der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren. Von den Figuren zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung eines Feldbus-Netzwerkes;
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2:
eine Vorderansicht eines Feldgerätes
mit Vorortanzeige;
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3:
eine vergrößerte Ansicht
der Vorortanzeige; und
-
4:
eine schematische perspektivische Darstellung der Platinen und des
Anschlusses der Vorortanzeige bei einem Feldgerät.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines kleinen Feldbus-Netzwerkes,
bei dem vier Feldgeräte F0,
F1, F2 und F3 und eine Steuereinheit SPS an einem Feldbus F angeschlossen
sind. Der Feldbus arbeitet nach einem der bekannten Feldbus-Standards von Profibus® (DP,
PA oder FMS). Die Steuereinheit SPS ist ein Profibus-Master, während die
Feldgeräte
F0, F1, F2 und F3 Profibus-Slaves sind. Die Kommunikation zwischen
der Steuereinheit SPS und den Feldgeräten F0, F1, F2 und F3 erfolgt
nach dem entsprechenden Profibus® Standard.
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In 2 ist
eine Vorderansicht eines Feldgerätes 2 mit
integrierter Vorortanzeige 4 dargestellt. Die Vorortanzeige 4 weist
ein Display 6 auf, auf welchem der Messwert (oder gegebenenfalls
mehrere Messwerte) und die zugehörigen
Statusinformationen angezeigt werden können. Ferner sind Bedientasten 8 vorgesehen, über die
gerätespezifische
Parameter konfiguriert werden können
und die Inbetriebnahme des Feldgerätes 2 durchgeführt werden
kann. In der vergrößerten Ansicht
der Vorortanzeige 4 in 3 ist der
aktuelle Messwert beispielhaft als MW dargestellt.
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Rechts
von dem Messwert ist die Einheit EH des Messwertes angegeben. Links
von dem Messwert sind schematisch drei Symbole 10, 12, 14 dargestellt,
die zur Anzeige der Statusinformationen dienen. Je nach Größe des Displays
können
mehrere Zeilen, beispielsweise 2 oder 3 Zeilen, mit gleichartigem
Aufbau vorgesehen sein, so dass mehrere Messwerte anzeigbar sind.
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In
der Profibus® Spezifikation
und der Foundation® Fieldbus Spezifikation
haben die Statusinformationen eine Länge von einem Byte und umfassen
die Basisqualität
(2 Bit), den Qualitäts-Substatus
(4 Bit) und die Informationen über
die Verletzung von Limits (Grenzwerte) (2 Bit). Jede dieser drei „Teil-Statusinformationen" (Basisqualität, Qualitäts-Substatus
und Informationen über
die Verletzung von Limits) wird vorzugsweise durch ein Symbol 10, 12 bzw. 14 dargestellt.
Je nach dem aktuellen Zustand der betreffenden Teil-Statusinformation zeigt
das zugehörige
Symbol 10, 12 bzw. 14 ein entsprechendes
Piktogramm oder eine entsprechende Textmeldung an. Besonders vorteilhaft
ist die Darstellung durch einfach erkennbare Piktogramme, so dass
die betreffende Teil-Statusinformation einfach ablesbar ist.
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In
den nachfolgenden Tabellen 1 bis 3 ist die Kodierung der Statusinformationen
für Profibus
® angegeben,
wobei zusätzlich
zu den englischen Bedeutungen der Statusinformationen, die in der
Profibus
®-Spezifikation
angegeben und näher
definiert sind, in Klammern die deutsche Bedeutung angegeben ist: Tabelle 1: Bedeutung der Basisqualität:
| Qualität | Qualitäts-Substatus | Limits | |
| Gr | Gr | QS | QS | QS | QS | Qu | Qu | |
| 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | |
| 0 | 0 | | | | | | | BAD
(schlecht) |
| 0 | 1 | | | | | | | UNCERTAIN
(unsicher) |
| 1 | 0 | | | | | | | GOOD
(Non Cascade)
(gut; keine Kaskade) |
| 1 | 1 | | | | | | | GOOD
(Cascade)
(gut; Kaskade) |
Tabelle 2.1: Bedeutung des Qualitäts-Substatus,
falls Qualität
schlecht ist:
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | | | non
specific
(unspezifisch) |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | | | configuration
error
(Konfigurationsfehler) |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | | | not
connected
(nicht verbunden) |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | | | device
failure
(Gerätefehlfunktion) |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | | | sensor
failure
(Sensorfehlfunktion) |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | | | no
communication (last usable value)
(keine Kommunikation; letzter
verwendbarer Wert) |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | | | no
communication (no usable value)
(keine Kommunikation; kein
verwendbarer Wert) |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | | | out
of service
(außer
Funktion) |
Tabelle 2.2: Bedeutung des Qualitäts-Substatus,
falls Qualität
unsicher ist:
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | | | non
specific
(unspezifisch) |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | | | last
usable value (LUV)
(letzter verwendbarer Wert; LUV) |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | | | substitute
value
(Ersatzwert) |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | | | initial
value
(Anfangswert) |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | | | sensor
conversion not accurate
(Sensorwandlung nicht korrekt) |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | | | engineering
unit violation (unit not in the valid set)
(Verletzung der
technischen Einheit; Einheit nicht in dem gültigen Satz) |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | | | subnormal
(unter
normal) |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | | | configuration
error
(Konfigurationsfehler) |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | | | simulated
value
(simulierter Wert) |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | | | sensor
calibration
(Sensorkalibrierung) |
Tabelle 2.3: Bedeutung des Qualitäts-Substatus,
falls Qualität
gut (keine Kaskade) ist:
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | | | ok |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | | | update
event
(Update Ereignis) |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | | | active
advisory alarm
(aktiver hinweisender Alarm) |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | | | active
critical alarm
(aktiver kritischer Alarm) |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | | | unacknowledged
update event
(unbestätigtes
Update Ereignis) |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | | | unacknowledged
advisory alarm
(unbestätigter
hinweisender Alarm) |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | | | unacknowledged
critical alarm
(unbestätigter
kritischer Alarm) |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | | | initiate
fail safe
(Beginn Ausfallsicherung) |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | | | maintenance
required
(Wartung erforderlich) |
Tabelle 2.4: Bedeutung des Qualitäts-Substatus,
falls Qualität
gut (Kaskade) ist:
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | | | ok |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | | | initialisation
acknowledged
(Initialisierung bestätigt) |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | | | initialisation
request
(Initialisierungsanforderung) |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | | | not
invited
(nicht angefordert) |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | | | reserved
(belegt) |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | | | do
not select
(nicht auswählen) |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | | | local
override
(lokale Übersteuerung) |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | | | reserved
(belegt) |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | | | initiate
fail safe
(Beginn Ausfallsicherung) |
Tabelle 3: Bedeutung der Limit-Bits:
| | | | | | | 0 | 0 | ok |
| | | | | | | 0 | 1 | low
limited
(unterer Grenzwert erreicht) |
| | | | | | | 1 | 0 | high
limited
(oberer Grenzwert erreicht) |
| | | | | | | 1 | 1 | constant
(konstant) |
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Basisqualität
durch das erste Symbol 10 dargestellt, wobei drei verschiedene
Piktogramme für
die Zustände „GOOD (non
cascade)", „UNCERTAIN" und „BAD" vorgesehen sind.
Ist in dem betreffenden Feldgerät
zusätzlich
der Zustand „GOOD
(cascade)" implementiert,
so kann gegebenenfalls für
diesen ein viertes Piktogramm angezeigt werden. In ähnlicher
Weise wird der Qualitäts-Substatus
durch das zweite Symbol 12 dargestellt, wobei vorzugsweise
die Anzahl der anzeigbaren Piktogramme entsprechend der Anzahl der
in dem Gerät
implementierten Qualitäts-Substatus-Zustände gewählt ist.
Schließlich
werden die Informationen bezüglich
der Verletzung von Limits durch das dritte Symbol 14 dargestellt,
wobei vier verschiedene Piktogramme für die Zustände „ok", „low
limited", „high limited" und „constant" vorgesehen sind.
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Auf
diese Weise wird der Benutzer nicht nur über die Basisqualität informiert,
sondern er kann beispielsweise erkennen, dass die Basisqualität „BAD" durch eine Gerätefehlfunktion
bedingt ist (d. h. Qualitäts-Substatus
ist auf „device
failure" und wird
durch zweites Symbol 12 angezeigt). Ferner kann er erkennen, ob
beispielsweise ein oberer Grenzwert überschritten wird (d. h. Zustand
bezüglich
Limits ist „high
limited" und wird
durch das dritte Symbol 14 angezeigt). Anhand dieser detaillierten Statusinformationen
kann der Benutzer die Brauchbarkeit des angezeigten Wertes abschätzen und
oftmals direkt Informationen über
den aktuellen Status des Feldgerätes
bzw. über
eventuell auftretende Fehlfunktionen des Feldgerätes erhalten. Auf diese Weise
wird ein benutzerfreundlicher Modus („Customer Friendly Mode", kurz CFM) bereitgestellt,
da ein Benutzer auf einfache Weise direkt von der Vorortanzeige
des Feldgerätes
die relevanten Statusinformationen erhalten kann.
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Grundsätzlich kann
solch ein benutzerfreundlicher Modus für alle über die Busstruktur (Profibus® oder Foundation® Fieldbus) übermittelten
Datenstrukturen bereitgestellt werden, die mindestens einen Messwert und
den Messwert betreffende Statusinformationen aufweisen und die von
dem Feldgerät
auf das Bussystem oder von der übergeordneten
Einheit über
das Bussystem an das Feldgerät übertragen
werden. Statusinformationen der oberhalb in den Tabellen 1 bis 3
angegebenen Kodierung sind insbesondere in den Profibus® Funktionsblöcken „Analog
Input" (AI), „Discrete
Input" (DI), „Totalizer" (TOT), „Analog
Output" (AO) und „Discrete
Output" (DO) enthalten.
Je nachdem, ob das Feldgerät
selbst die Datenstruktur auf das Bussystem überträgt (Funktionsblöcke „Analog
Input" (AI), „Discrete
Input" (DI) und „Totalizer" (TOT)) oder ob die
Datenstruktur von der übergeordneten
Einheit über
das Bussystem an das Feldgerät übertragen
wird (Funktionsblöcke „Analog
Output" (AO) und „Discrete
Output" (DO)), kann
sich die Weiterleitung der Statusinformationen an die Vorortanzeige
unterscheiden, wie im Folgenden anhand 4 erläutert wird.
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In 4 sind
die Netzteilplatine 16, die Messverstärkerplatine 18 und
die I/O-Platine 20 eines Feldgerätes schematisch dargestellt.
Ein (nicht dargestellter) Sensor ist an der Messverstärkerplatine 18 angeschlossen.
Die Messverstärkerplatine 18 ist über ein
(nicht dargestelltes) Internal Serial Interface mit der I/O-Platine 20 verbunden.
Ein von dem Sensor gemessenes Messsignal wird an die Messverstärkerplatine 18 gegeben, in
der es verstärkt
wird. Anschließend
wird das verstärkte
Messsignal über
das Internal Serial Interface an die I/O-Platine 20 weitergegeben.
Bei Ausführung
des Funktionsblocks „Analog
Input" (AI) oder „Totalizer" (TOT) bringt die
I/O-Platine 20 das Messsignal in die zu übertragende
Datenstruktur, welche 5 Bytes umfasst (4 Bytes Messwert und ein
Byte Statusinformationen). Die I/O-Platine 20 ist an eine (nicht
dargestellte) Busstruktur (Profibus® oder
Foundation® Fieldbus)
angeschlossen und überträgt die Datenstruktur
auf die Busstruktur. Ferner sendet die I/O-Platine 20 diese Datenstruktur,
oder zumindest die darin enthaltenen Informationen bezüglich des
Messwertes und der Statusinformationen, zurück an die Messverstärkerplatine 18.
An der Messverstärkerplatine 18 ist
eine Vorortanzeige 22 über
ein Flachbandkabel 24 angeschlossen. Die Messverstärkerplatine 18 leitet
die erhaltenen Statusinformationen und in der Regel auch den Messwert
an die Vorortanzeige 22 weiter, so dass diese, wie oberhalb
unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert wird,
angezeigt werden können.
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Umgekehrt überträgt bei Ausführung des
Funktionsblocks „Analog
Output" (AO) die übergeordnete Einheit
eine Datenstruktur, welche 5 Bytes (4 Bytes Messwert und ein Byte
Statusinformationen) umfasst, über die
Busstruktur an das Feldgerät,
wobei die Datenstruktur zunächst
in der I/O-Platine 20 empfangen wird. Anschließend sendet
die I/O-Platine 20 diese Datenstruktur, oder zumindest
die darin enthaltenen Informationen bezüglich des Messwertes und der
Statusinformationen, über
das Internal Serial Interface an die Messverstärkerplatine 18. Die
Messverstärkerplatine 18 leitet
die erhaltenen Statusinformationen und in der Regel auch den Messwert
an die Vorortanzeige 22 weiter, so dass diese, wie oberhalb
unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert wird,
angezeigt werden können.
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Bei
manchen Feldgeräten
ist keine separate Messverstärkerplatine 18 vorgesehen,
sondern der Sensor und die Vorortanzeige 22 sind direkt
an der I/O-Platine 20 angeschlossen. In diesem Fall entfallen
die oberhalb beschriebenen Übermittlungen
der Daten zwischen der Messverstärkerplatine 18 und
der I/O-Platine 20 und die anzuzeigenden Informationen
werden von der I/O-Platine 20 direkt an die Vorortanzeige 22 weitergegeben.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Dekodierung für den erfindungsgemäßen benutzerfreundlichen
Modus, insbesondere die Verknüpfung
zwischen den Statusinformationen der Datenstruktur und den auf der
Vorortanzeige anzuzeigenden Informationen, in der „Device
Description" (DD)
(Gerätebeschreibung)
und/oder in dem „Device
Type Manager" (DTM)
festgelegt. Die „Device Description" dient dazu, die
Funktionalität
des Feldgerätes
zu beschreiben. Hierfür
steht eine spezielle Sprache, die „Device Description Language" (DDL) zur Verfügung. Die „Device
Description" enthält die für eine übergeordnete
Einheit erforderlichen Informationen über die Funktionalität des Feldgerätes, insbesondere über die
in dem Feldgerät enthaltenen
Variablen, deren Grenzwerte und den Zugang zu diesen Variablen.
Ein „Device
Type Manager" ist eine
gerätespezifische
Software, die alle Daten und Funktionen des betreffenden Feldgerätes kapselt
und gleichzeitig grafische Bedienelemente bereitstellt. Insbesondere
stellen „Device
Type Manager" Funktionen zum
Zugang zu Variablen des Feldgerätes,
zum Parametrisieren und Betreiben des Feldgerätes und Diagnosefunktionen
bereit. Zur Ausführung
benötigt
der „Device
Type Manager" eine
FDT-Frame Anwendung.
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Alternativ
dazu kann das Feldgerät
einen integrierten Webserver aufweisen, der derart eingerichtet
ist, dass er auf die Statusinformationen der Datenstruktur zugreift
und diese an einen Webbrowser weiterleitet. Über den Webbrowser kann dann
die Anzeige der Statusinformationen auf der Vorortanzeige und/oder
auf einem zentralen Monitor koordiniert werden.
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Ferner
besteht die Möglichkeit, über den
benutzerfreundlichen Modus nicht nur die Statusinformationen der
Datenstruktur anzuzeigen, sondern darüber hinaus auch weitere qualitätsbehaftete
Informationen bzw. Daten des Feldgerätes anzuzeigen und damit dem
Benutzer auf einfache Art und Weise vor Ort zugänglich zu machen. Beispielsweise
könnten
eine durch Plausibilitätsprüfung validierte
Parametrierung des Feldgerätes, eine
Fehl-Parametrierung des Feldgerätes
und/oder Diagnoseinformationen des Feldgerätes auf der Vorortanzeige angezeigt
werden.