DE102007047061B4

DE102007047061B4 - Verfahren zum Bedienen von Feldgeräten der Prozessautomatisierungstechnik mit einem geräteunabhängigen Bedienprogramm

Info

Publication number: DE102007047061B4
Application number: DE102007047061.6A
Authority: DE
Inventors: Vincent De Groot
Original assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Current assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2027-10-02
Also published as: WO2009047193A1; US20110231531A1; US8234357B2; DE102007047061A1

Abstract

Verfahren zum Bedienen von Feldgeräten der Prozessautomatisierungstechnik mit einem geräteunabhängigen Bedienprogramm BP, das auf einer Rechnereinheit RE abläuft und das für den Zugriff auf Parameter und/oder Funktionen von Feldgeräten F1- F6 gerätespezifische Beschreibungsdateien BD1-BD6 benötigt, die zur Laufzeit des Bedienprogramms BP über ein Vorverarbeitungsprogramm aufgerufen werden und die in der Rechnereinheit RE gespeichert sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:a) Speicherung eines ersten und eines zweiten Vorverarbeitungsprogramms IP1, IP2 in der Rechnereinheit REb) Verbinden der Rechnereinheit RE mit dem zu bedienenden Feldgerät F1-F6c) Laden des geräteunabhängigen Bedienprogramms BPd) Auswahl des zu bedienenden Feldgerätes F1-F6 im Bedienprogramm BPe) Aufruf der gerätespezifischen Beschreibungsdatei BD1-BD6 des zu bedienenden Feldgerätes F1-F6 über das Bedienprogramm BP durch das der gerätespezifischen Beschreibungsdatei BD1-BD6 zugeordnete Vorverarbeitungsprogramm IP1 bzw. IP2, wobei die gerätespezifische Beschreibungsdatei BD1-BD6 eine Gerätebeschreibungsdatei (device description) ist, und wobei die Zuordnung zwischen Vorverarbeitungsprogramm IP1, IP2 und gerätespezifischer Beschreibungsdatei BD1-BD6 über eine Versionsnummer der Beschreibungsdatei BD1-BD6 erfolgtf) Änderung von Parametern des Feldgerätes F1-F6 mittels des Bedienprogramms BP

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedienen von Feldgeräten der Prozessautomatisierungstechnik mit einem geräteunabhängigen Bedienprogramm gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele derartiger Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massedurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte etc., die mit entsprechenden Sensoren die Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, bzw. Temperatur erfassen.
Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen so genannte Aktoren, die z.B. als Ventile den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohleitungsabschnitt oder als Pumpen dem Füllstand in einem Behälter beeinflussen.
Verschiedene solcher Feldgeräte werden von der Firmengruppe Endress+Hauser hergestellt und vertrieben.
In der Regel sind Feldgeräte in modernen automatisierungstechnischen Anlagen über Feldbussysteme (HART, Profibus, Foundation Fieldbus) mit übergeordneten Einheiten verbunden. Diese übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung oder Prozessvisualisierung.
Neben der Prozesssteuerung und Prozessvisualisierung dienen Feldbussysteme auch zur Überwachung von Prozessanlagen. Eine Anlagenüberwachung kann zum Beispiel mit Hilfe einer entsprechenden Prozesssteuereinheit (zum Beispiel Simatic S7, Fa. Siemens) erfolgen. Prozesssteuereinheiten erhalten anlagerelevante Daten über Telegramme, die im regelmäßigen (cyclic/scheduled) Datenverkehr über den Feldbus übertragen werden.
Zum Teil sind Feldbussysteme in Unternehmensnetzwerke, die auf Ethernetbasis arbeiten, integriert. Damit kann aus unterschiedlichen Bereichen eines Unternehmens auf Prozess- bzw. Feldgerätedaten zugegriffen werden.
Zur weltweiten Kommunikation können die Firmennetzwerke auch mit öffentlichen Netzwerken, z. B. dem Internet verbunden sein.
Zur Bedienung der Feldgeräte sind entsprechende Bedienprogramme notwendig. Diese Bedienprogramme können eigenständig in einer übergeordneten Einheit ablaufen (FieldCare, Endress+Hauser; Pactware; AMS, Emerson; Simatic PDM, Siemens) oder aber auch in Leitsystem-Anwendungen (Simatic PCS7, Siemens; ABB Symphony; Delta V, Emerson) integriert sein.
Verfahren zur Gerätebedienung sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 100 32 774 A1 , aus der DE 101 47 706 A1 und aus der DE 102 53 603 A1 .
Der Anwender möchte möglichst viele Feldgeräte in seiner Anlage mit einem einzigen Bedienprogramm bedienen können. Gerätespezifische insbesondere herstellerspezifische Lösungen zum Bedienen werden in diesem Bereich der Automatisierungstechnik vom Anwender nicht mehr akzeptiert. Da das Bedienprogramm die Parameter und die Funktionalitäten eines Feldgerätes nicht von vorneherein kennt, müsse diese dem Bedienprogramm bekannt gemacht werden. Dies erfolgt über Geräteschreibungsdateien (device descriptions), die von den Feldegrätegerstellern zur Verfügung gestellt werden. In der Regel können die aktuellen Versionen der Gerätebeschreibungsdateien vom Anwender über das Internet geladen werden.
Aus der DE 101 57 323 A1 ist ein alternatives Verfahren zum Bedienen eines Feldgerätes mit einem geräteunabhängigen Bedienprogramm bekannt, wobei ein identischer Zwischencode im Feldgerät und im Bediengerät verwendet wird, wobei der Zwischencode aus den verschiedensten Programmiersprachen erzeugt werden kann. Somit steht dem Bediengerät die volle Funktionalität des Feldgeräts ohne den Einsatz von Gerätebeschreibungsdateien zur Verfügung.
Diese Gerätebeschreibungsdateien sind keine ausführbaren Programme bzw. Programmteile und können deshalb auch nicht direkt in ein Bedienprogramm integriert werden. Sie benötigen ein Interpreterprogramm, das über das Bedienprogramm aufgerufen wird und mit diesem kommuniziert. Das Interpreterprogramm interpretiert die Gerätebeschreibungsdatei und liefert dem Bedienprogramm die notwendigen Informationen, wie Parameter und/oder Funktionen des Feldgerätes. Teilweise werden auch von der Gerätebeschreibungsdatei gerätespezifische graphische Darstellungen, die die Bedienung erleichtern, geliefert.
Um eine sichere Bedienung der Feldgeräte zu gewährleisten, müssen die Gerätebeschreibungsdateien einzeln mit den Interpreterprogrammen getestet werden. Problematisch hierbei ist jedoch, dass die Interpreterprogramme weiterentwickelt werden und in unterschiedlichen Versionen zur Verfügung stehen.
Wurde eine Gerätebeschreibungsdatei mit einem Interpreterprogramm z.B. Version 1.0 erfolgreich getestet, so ist nicht automatisch gewährleistet, dass dieselbe Gerätebeschreibungsdatei auch erfolgreich in einer neueren Version 2.0 des gleichen Interpreterprogramms abläuft.
Wenn ein Feldgerät bedient werden muss und das Bedienprogramm keinen Zugriff auf die Parameter und Funktionen des Feldgerätes erlaubt, weil Probleme beim Zusammenspiel von Gerätebeschreibung und Interpreterprogramm auftreten, ist dies für den Anwender sehr störend bzw. nicht akzeptabel. Im Extremfall können diese Probleme zu einem Anlagenstillstand der gesamten Prozessanlage führen, was erhebliche finanzielle Verluste für den Betreiber der Prozessanlage zur Folge hat.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb ein Verfahren zum Bedienen von Feldgeräten der Prozessautomatisierungstechnik mit einem geräteunabhängigen Bedienprogramm anzugeben, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist, das insbesondere eine einfache und sichere Bedienung von Feldgeräten ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch folgende im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Verfahren zum Bedienen von Feldgeräten der Prozessautomatisierungstechnik mit einem geräteunabhängigen Bedienprogramm, das auf einer Rechnereinheit abläuft und das für den Zugriff auf Parameter und/oder Funktionen von Feldgeräten gerätspezifische Beschreibungsdateien benötigt, die zur Laufzeit des Bedienprogramms über ein Vorverarbeitungsprogramm aufgerufen werden und die in der Rechnereinheit gespeicherte sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Speicherung eines ersten und eines zweiten Vorverarbeitungsprogramms in der Rechnereinheit
Verbinden der Rechnereinheit mit dem zu bedienenden Feldgerät Laden des geräteunabhängigen Bedienprogramms Auswahl des zu bedienenden Feldgerätes im Bedienprogramm
Aufruf der gerätespezifischen Beschreibungsdatei des zu bedienenden Feldgerätes über das Bedienprogramm durch das der gerätespezifischen Beschreibungsdatei zugeordnete Vorverarbeitungsprogramm
Änderung von Parametern des Feldgerätes mittels des Bedienprogramms

Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, immer dasjenige Vorverarbeitungsprogramm aufzurufen, das erfolgreich mit der entsprechenden Beschreibungsdatei getestet wurde. Damit können Probleme aufgrund unterschiedlicher Versionen des Vorverarbeitungsprogramms nicht mehr auftreten.
Erfindungsgemäß ist die gerätespezifische Beschreibungsdatei eine Gerätebeschreibungsdatei (device description). Damit ist das Verfahren für bekannte Gerätebeschreibungen für Feldgeräte geeignet.
Erfindungsgemäß erfolgt die Zuordnung zwischen Vorverarbeitungsprogramm und gerätespezifischer Beschreibungsdatei über eine Versionsnummer der Beschreibungsdatei. Anhand der Versionsnummer der Gerätebeschreibungsdatei lässt sich ableiten, wann die Gerätebeschreibungsdatei erstellt und mit welcher Version des Vorverarbeitungsprogramms sie getestet wurde.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß Anspruch 2 ist das Vorverarbeitungsprogramm ein Interpreterprogramm.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:

1: Feldbussystem in schematischer Darstellung
2a: Bedienprogramm mit einem herkömmlichen Interpreterprogramm in schematischer Darstellung
2b: Bedienprogramm mit erfindungsgemäß zwei Interpreterprogrammen in schematischer Darstellung

In 1 ist ein Feldbussystem mit einem Kommunikationsnetzwerk KN der Automatisierungstechnik näher dargestellt. An einen Datenbus D1 sind mehrere Rechnereinheiten (Workstations) WS1, WS2 angeschlossen. Diese Rechnereinheiten dienen als übergeordnete Einheiten (Leitsysteme bzw. Steuereinheiten) zur Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung und zum Engineering sowie zum Bedienen und Überwachen von Feldgeräten. Der Datenbus D1 arbeitet z.B. nach dem Profibus DP-Standard oder nach dem HSE (High Speed Ethernet-Standard) der Foundation Fieldbus. Über ein Gateway G1, das auch als Linking Device oder als Segementkoppler bezeichnet wird, ist der Datenbus D1 mit einem Feldbussegment SM1 verbunden. Das Feldbussegment SM1 besteht aus mehreren Feldgeräten F1, F2, F3, F4, F5, F6 die über einen Feldbus FB miteinander verbunden sind. Bei den Feldgeräten F1, F2, F3, F4, F5, F6 handelt es sich sowohl um Sensoren sowie um Aktoren. Der Feldbus FB arbeitet entsprechend nach einem der bekannten Feldbusstandards Profibus, Foundation Fieldbus oder HART.
In 2a eine Rechnereinheit RE mit einem geräteunabhängigen Bedienprogramm BP näher dargestellt. In der Rechnereinheit RE sind mehrere gerätespezifische Beschreibungsdateien BD1, BD2, BD3 gespeichert. In der Regel sind eine Vielzahl von Gerätebeschreibungsdateien, teilweise über 100, in der Rechnereinheit RE abgespeichert .
Mit Hilfe dieser Beschreibungsdateien, die z. B. in einer normierten Sprache z. B. DDL (device description language) oder EDDL (electronic device description language) erstellt sind, werden dem Bedienprogramm BP die Parameter und/oder die Funktionalität einzelner Feldgeräte bekannt gemacht. Die Gerätebeschreibungsdateien können nicht direkt vom Bedienprogramm BP aus aufgerufen werden, sondern hierfür ist als Vorverarbeitungsprogramm ein Interpreterprogramm IP notwendig. Dieses Interpreterprogramm IP interpretiert die einzelnen Beschreibungsdateien BD1, BD2, BD3 zur Laufzeit des Bedienprogramms BP, immer dann wenn Informationen von diesen Dateien benötigt werden.
Zur Kommunikation der Rechnereinheit RE mit einem Feldgerät muss eine Verbindung der Rechnereinheit RE mit dem Feldgerät hergestellt werden. Dies kann durch einen direkten Anschluss am Feldgerät oder über den Feldbus FB erfolgen. Der Anwender kann ein Feldgerät, das er bedienen möchte, z. B. das Feldgerät F1 über ein Auswahlmenü, das auf einer grafischen Benutzeroberfläche des Bedienprogramms BP dargestellt wird, auswählen. Das Auswahlmenü kann z. B. aus einer „Lifelist“, d. h. eine Liste aller aktuell über den Feldbus ansprechbaren Feldgeräte bestehen. Ein Lifelist ist nur erhältlich, wenn die Rechnereinheit RE an den Feldbus FB angeschlossen ist. Nach der Auswahl des Feldgerätes F1 wird die Beschreibungsdatei BD1 für dieses Feldgerät über das Interpreterprogramm IP aufgerufen und die entsprechenden Parameter, die für eine Bedienung vorgesehen sind, auf einer grafischen Benutzeroberfläche dargestellt. Neben den reinen Parameterwerten werden häufig auch noch Auswahlmenüs für einzelne Parameter dargestellt. In der Beschreibungsdatei BD1 sind auch die Abhängigkeiten zwischen einzelnen Parametern hinterlegt. Wird z. B. ein Parameter, der die physikalische Einheit mit der das Feldgerät F1 arbeitet, z. B. von „Meter“ auf „Fuß“ abgeändert, so müssen alle Parameter die bereits früher in Meter definiert wurden, automatisch auf die neue Einheit „Fuß“ umgerechnet werden.
Über das Bedienprogramm BP können so Parameter aus dem Feldgerät F1 abgerufen bzw. Parameter im Feldgerät F1 geändert werden. Ebenfalls können spezielle Funktionen (Linearisierung, Kurvendarstellung, Daten-Logging) des Feldgerätes F1 von dem Bedienprogramm BP aufgerufen werden.
In 2b ist alternativ die Rechnereinheit RE mit einem Bedienprogramm BP und erfindungsgemäß zwei Interpreterprogrammen IP1, IP2 näher dargestellt. Das Programm IP1 entspricht dem Interpreterprogramm IP aus 2a. Es handelt sich um eine ältere Softwareversion des Interpreterprogramms IP, die z. B. als Version 1.0 bezeichnet wird.
Bei dem Interpreterprogramm IP2 handelt es sich um eine neuere Softwareversion des Interpreterprogramms IP, die als Version 2.0 bezeichnet wird.
In der 2b sind zwei Gruppen von Gerätebeschreibungsdateien dargestellt. Die eine Gruppe BD1-BD3 wurde erfolgreich mit dem ersten Interpreterprogramm IP1 getestet, die zweite Gruppe BD4-BD6 wurde erfolgreich mit dem zweiten Interpreterprogramm IP2 getestet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist so ausgelegt, dass immer diejenige Version des Interpreterprogramms mit der entsprechenden Gerätebeschreibungsdatei zusammenwirkt, die zusammen erfolgreich getestet wurden.
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren nochmals genauer angegeben.
Zum Bedienen von Feldgeräten der Prozessautomatisierungstechnik wird ein geräteunabhängiges Bedienprogramm BP benötigt. Dieses Bedienprogramm läuft auf der Rechnereinheit RE ab. Für den Zugriff auf Parameter und/oder Funktionen der Feldgeräte F1-F6 benötigt das Bedienprogramm BP für das betreffende Feldgerät jeweils eine gerätspezifische Beschreibungsdatei BD1-BD6. Diese Beschreibungsdatei wird zur Laufzeit des Bedienprogramms BP über ein Vorverarbeitungsprogramm IP aufgerufen werden. Die Beschreibungsdateien BD1-BD6 sind in der Rechnereinheit RE abgespeicherte. Erfindungsgemäß sind in der Rechnereinheit RE ein erstes und ein zweites Vorverarbeitungsprogramm IP1, IP2 gespeichert. Nach dem Verbinden der Rechnereinheit RE mit dem zu bedienenden Feldgerät F1-F6 z. B. über den Feldbus FB ist ein Datenaustausch zwischen der Rechnereinheit RE und dem gewünschten Feldgerät F1-F6 prinzipiell möglich. Zum Bedienen muss das geräteunabhängige Bedienprogramm BP in der Rechnereinheit RE geladen werden.
Auf dem Bildschirm der Rechnereinheit RE erscheint eine graphische Benutzeroberfläche über die das zu bedienende Feldgeräte F1-F6 ausgewählt werden kann. Anschließend wird die gerätespezifische Beschreibungsdatei z. B. BD1 des zu bedienenden Feldgerätes z. B. F1 über das Bedienprogramm BP durch das Vorverarbeitungsprogramm IP1, die der gerätespezifischen Beschreibungsdatei BD1 zugeordnet ist aufgerufen. Damit können z. B. Parameter des Feldgerätes F1 mittels des Bedienprogramms BP geändert werden.
Die Auswahl des Interpreterprogramms IP1 kann z.B. über die Versionsnummer der Gerätebeschreibungsdatei BD1 erfolgen.
Neben Interpreterprogrammen sind auch andere Vorverarbeitungsprogramme für Gerätebeschreibungen denkbar.
Auch ist die Erfindung nicht auf bekannte Gerätebeschreibungsdateien eingeschränkt, sondern für beliebige gerätespezifische Beschreibungsdateien geeignet.

Claims

Verfahren zum Bedienen von Feldgeräten der Prozessautomatisierungstechnik mit einem geräteunabhängigen Bedienprogramm BP, das auf einer Rechnereinheit RE abläuft und das für den Zugriff auf Parameter und/oder Funktionen von Feldgeräten F1- F6 gerätespezifische Beschreibungsdateien BD1-BD6 benötigt, die zur Laufzeit des Bedienprogramms BP über ein Vorverarbeitungsprogramm aufgerufen werden und die in der Rechnereinheit RE gespeichert sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Speicherung eines ersten und eines zweiten Vorverarbeitungsprogramms IP1, IP2 in der Rechnereinheit RE b) Verbinden der Rechnereinheit RE mit dem zu bedienenden Feldgerät F1-F6 c) Laden des geräteunabhängigen Bedienprogramms BP d) Auswahl des zu bedienenden Feldgerätes F1-F6 im Bedienprogramm BP e) Aufruf der gerätespezifischen Beschreibungsdatei BD1-BD6 des zu bedienenden Feldgerätes F1-F6 über das Bedienprogramm BP durch das der gerätespezifischen Beschreibungsdatei BD1-BD6 zugeordnete Vorverarbeitungsprogramm IP1 bzw. IP2, wobei die gerätespezifische Beschreibungsdatei BD1-BD6 eine Gerätebeschreibungsdatei (device description) ist, und wobei die Zuordnung zwischen Vorverarbeitungsprogramm IP1, IP2 und gerätespezifischer Beschreibungsdatei BD1-BD6 über eine Versionsnummer der Beschreibungsdatei BD1-BD6 erfolgt f) Änderung von Parametern des Feldgerätes F1-F6 mittels des Bedienprogramms BP
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorverarbeitungsprogramm IP1, IP2 ein Interpreterprogramm ist