DE102010044186A1

DE102010044186A1 - Verfahren zum Bereitstellen einer Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldung

Info

Publication number: DE102010044186A1
Application number: DE201010044186
Authority: DE
Inventors: Vincent De Groot; Andreas Büchin; Jörg Reinkensmeier
Original assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Current assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2012-05-24
Also published as: WO2012065807A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer, mit mehreren Feldgeräten (10, 18, 22, 24, 26) einer Anlage (2) der Prozessautomatisierungstechnik in Kommunikationsverbindung stehenden Kommunikationseinheit (8), in der mehrere, zu jeweiligen Feldgeräten (10, 18, 22, 24, 26) zugehörige Diagnose-Transformationsalgorithmen (42) verwaltet werden. Dabei sind jeweils durch einen, zu einem Feldgerät (10; 18; 22; 24; 26) zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus feldgerätespezifische Diagnosemeldungen dieses Feldgerätes (10; 18; 22; 24; 26) auf entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen abbildbar. Das Verfahren weist dabei nachfolgende, durch die Kommunikationseinheit (8) durchgeführte Schritte auf: Empfangen einer feldgerätespezifischen Diagnosemeldung eines Feldgerätes (10; 18; 22; 24; 26) der Anlage (2); Abbilden der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung auf eine entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung unter Verwendung des zu diesem Feldgerät (10; 18; 22; 24; 26) zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus; und Bereitstellen der Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kommunikationseinheit, die mit mehreren Feldgeräten einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik in Kommunikationsverbindung steht. Durch diese Kommunikationseinheit sind insbesondere feldgerätespezifische Diagnosemeldungen von Feldgeräten der Anlage bearbeitbar.
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. 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.
In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Bussysteme (Profibus^®, Foundation^® Fieldbus, HART^®, 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.
Um die Anlagenverfügbarkeit zu optimieren und das Risiko eines Ausfalls zu minimieren, werden in modernen Anlagen Diagnosesysteme im Bereich der einzelnen Feldgeräte sowie teilweise auch übergreifend für Teile oder die gesamte Anlage eingesetzt. Auf Ebene der Feldgeräte werden teilweise zur Erstellung einer Diagnose verschiedene Eigenschaften des Feldgerätes selbst sowie Eigenschaften eines Prozesses, in dem das Feldgerät eingesetzt wird, durch das jeweilige Feldgerät überwacht und gegebenenfalls ausgewertet. Die daraus erhaltenen Diagnoseinformationen werden in dem Feldgerät durch entsprechende Parameter (die auch als Diagnoseparameter bezeichnet werden) bereitgestellt. Die Diagnoseinformationen können in Form von Diagnosemeldungen an eine übergeordnete Einheit, welche die Diagnoseinformationen für die Ausführung ihrer Funktionen benötigt, übermittelt werden.
Die durch ein Feldgerät bereitstellbaren Diagnosemeldungen unterscheiden sich in der Regel je nach Feldgerätetyp, je nach Hersteller und oftmals auch je nach Geräteversion des Feldgerätes. Dementsprechend sind die durch ein Feldgerät bereitstellbaren Diagnosemeldungen in der Regel feldgerätespezifisch. Dadurch, dass in Anlagen der Prozessautomatisierungstechnik häufig Feldgeräte unterschiedlichen Feldgerätetyps, unterschiedlicher Hersteller sowie unterschiedlicher Geräteversionen eingesetzt werden und dadurch, dass durch die einzelnen Feldgeräte jeweils eine Vielzahl von unterschiedlichen Diagnosemeldungen bereitstellbar ist, können in einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik eine hohe Anzahl von unterschiedlichen Diagnosemeldungen auftreten. Dies erschwert es für eine übergeordnete Einheit (beispielsweise eine Zustandsüberwachungseinheit; englischer Ausdruck: Condition Monitoring Unit), welche die in einer Anlage übermittelten Diagnosemeldungen von Feldgeräten auswertet, sowie für einen Anlagenbetreiber, der mit solchen Diagnosemeldungen konfrontiert wird, die Bedeutung und Relevanz von solchen Diagnosemeldungen schnell einzuschätzen.
Erst in jüngerer Zeit wurden einheitliche Diagnosekonzepte entwickelt, in denen einheitliche, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen definiert wurden. Solch ein Diagnosekonzept ist insbesondere in der NAMUR-Empfehlung NE 107 beschrieben. Darin werden vier Statussignale (bzw. vier Feldgerät-Zustandsklassen) definiert, die jeweils Aussagen über den Zustand des betreffenden Feldgerätes liefern. Bei modernen, dieser NAMUR-Empfehlung entsprechenden Feldgeräten müssen die in einem Feldgerät erstellten Diagnosemeldungen in genau eine dieser vier Feldgerät-Zustandsklassen kategorisiert werden. Anhand der Feldgerät-Zustandsklasse kann ein Anlagenbetreiber schnell die Bedeutung und Relevanz einer auftretenden Diagnosemeldung eines Feldgerätes erfassen und die erforderlichen Schritte einleiten.
Bei bestehenden Anlagen der Prozessautomatisierungstechnik mit Feldgeräten, die nicht in der Lage sind, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen bereitzustellen, besteht jedoch weiterhin das oberhalb geschilderte Problem, dass bei Auftreten einer Diagnosemeldung deren Bedeutung und Relevanz nicht schnell erfasst werden kann.
Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, für eine Anlage der Prozessautomatisierungstechnik mit Feldgeräten, die keine Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen bereitstellen können, ein Verfahren bereitzustellen, durch welches einem Anlagenbetreiber und/oder einer übergeordneten Einheit die Auswertung der von einzelnen Feldgeräten bereitgestellten feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen erleichtert wird.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Kommunikationseinheit gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Kommunikationseinheit, die mit mehreren Feldgeräten einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik in Kommunikationsverbindung steht, bereitgestellt. In der Kommunikationseinheit werden mehrere, zu jeweiligen Feldgeräten zugehörige Diagnose-Transformationsalgorithmen verwaltet, wobei jeweils durch einen, zu einem Feldgerät zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus feldgerätespezifische Diagnosemeldungen dieses Feldgerätes auf entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen abbildbar sind. Das Verfahren weist nachfolgende, durch die Kommunikationseinheit durchgeführte Schritte auf:

A) Empfangen einer feldgerätespezifischen Diagnosemeldung eines Feldgerätes der Anlage;
B) Abbilden der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung auf eine entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung unter Verwendung des zu diesem Feldgerät zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus; und
C) Bereitstellen der Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldung.

Dadurch, dass für die einzelnen Feldgeräte jeweils ein entsprechender Diagnose-Transformationsalgorithmus vorgesehen ist, können für jedes Feldgerät spezifische Regeln für die Abbildung der feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen dieses Feldgerätes auf entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen erstellt werden. Indem in der Kommunikationseinheit mehrere, zu jeweiligen Feldgeräten zugehörige Diagnose-Transformationsalgorithmen verwaltet werden, kann die Kommunikationseinheit bei Empfangen einer feldgerätespezifischen Diagnosemeldung eines Feldgerätes der Anlage den entsprechenden Diagnose-Transformationsalgorithmus darauf anwenden und daraus eine zugehörige, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung erhalten. Auf diese Weise können auch in einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik mit (zumindest teilweise) herkömmlichen Feldgeräten, die keine Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen bereitstellen können, zu den von den einzelnen Feldgeräten übermittelten, feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen bereitgestellt werden. Dadurch wird die Auswertung der jeweiligen Diagnosemeldungen erleichtert, insbesondere kann deren Bedeutung und Relevanz schneller beurteilt werden. Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung auch für später eintretende Änderungen von Empfehlungen und/oder Standards bezüglich Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen, dass diese durch entsprechende Anpassung der Diagnose-Transformationsalgorithmen bereitstellbar sind.
Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass in der Kommunikationseinheit zu sämtlichen Feldgeräten der Anlage, durch die keine Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen bereitstellbar sind, entsprechende Diagnose-Transformationsalgorithmen verwaltet werden und dass die Kommunikationseinheit mit sämtlichen Feldgeräten der Anlage in Kommunikationsverbindung steht. Alternativ können in der Kommunikationseinheit aber auch nur zu einem Teil der Feldgeräte der Anlage entsprechende Diagnose-Transformationsalgorithmen verwaltet werden. In letzterem Fall muss die Kommunikationseinheit auch nur mit diesem Teil der Feldgeräte in Kommunikationsverbindung stehen.
Jeder Diagnose-Transformationsalgorithmus (bzw. Diagnose-Transformationsregel) wird insbesondere durch ein entsprechend ausgebildetes Programmmodul gebildet, das innerhalb der Kommunikationseinheit zur Durchführung der Abbildung (bzw. Zuordnung) ausführbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Diagnose-Transformationsalgorithmen einzeln nach Wunsch eines Nutzers in die Kommunikationseinheit ladbar sind. Die Auswahl der in der Kommunikationseinheit verwalteten Diagnose-Transformationsalgorithmen erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von den in der jeweiligen Anlage eingesetzten Feldgeräten (deren feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen in der Kommunikationseinheit bearbeitet werden sollen). Die Diagnose-Transformationsalgorithmen können dabei auch derart ausgestaltet sein, dass die Anzahl der Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen niedriger als die durch ein Feldgerät bereitstellbaren feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen sind und dementsprechend bei dem Schritt des Abbildens die jeweilige feldgerätespezifische Diagnosemeldung in eine der Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen kategorisiert wird.
Mit „Kommunikationseinheit” wird auf eine (separat von den Feldgeräten der Anlage ausgebildete) Einheit Bezug genommen, durch welche die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte (automatisiert) durchführbar sind und die derart mit den betreffenden, ihr zugeordneten Feldgeräten in Kommunikationsverbindung steht und kommunizieren kann, dass sie zumindest Telegramme, die feldgerätespezifische Diagnosemeldungen enthalten, von diesen Feldgeräten empfangen kann. Mit „Feldgerät” wird insbesondere auf einen Sensor und/oder Aktor Bezug genommen. Allgemein werden als Feldgeräte auch solche Einheiten bezeichnet, die direkt an einem Feldbus angeschlossen sind und zur Kommunikation mit einer übergeordneten Einheit (z. B. einer SPS) dienen, wie z. B. Remote I/Os, Gateways, Linking Devices. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird mit „Feldgerät” ausschließlich auf einen Sensor und/oder Aktor Bezug genommen.
Die vorliegende Erfindung ist unabhängig von dem/den in der jeweiligen Anlage eingesetzten Feldbussystem(en) (z. B. Profibus^®, Foundation^® Fieldbus, HART^®, etc.) realisierbar. Auch die Kommunikationsverbindung kann auf verschiedene Art und Weise realisiert sein. Sie kann beispielsweise ausschließlich über einen Feldbus verlaufen (falls die Kommunikationseinheit direkt an dem betreffenden Feldbus angeschlossen ist). Sie kann aber auch zumindest teilweise über ein übergeordnetes Netzwerk (z. B. Ethernet^®) verlaufen (falls beispeilsweise die Kommunikationseinheit an einem übergeordneten Netzwerk angeschlossen ist). Weiterhin kann die Kommunikationsverbindung drahtgebunden und/oder drahtlos sein.
Die feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen eines Feldgerätes weisen dabei insbesondere nur solche Diagnoseinformationen auf, welche die Eigenschaften des Feldgerätes selbst und/oder Eigenschaften eines Prozesses in dem Bereich, in dem das Feldgerät eingesetzt wird, betreffen. Diese Diagnoseinformationen werden in der Regel aus einer in dem betreffenden Feldgerät durchgeführten Selbstüberwachung gewonnen. Teilweise werden diese Diagnoseinformationen als gerätebezogene Diagnoseinformationen bezeichnet. Die genannten „feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen” unterscheiden sich insbesondere je nach Feldgerätetyp. Darüber hinaus können sich diese auch je nach Hersteller des Feldgerätes und/oder je nach Geräteversion des Feldgerätes unterscheiden. Demgegenüber sind die „Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen” unabhängig von dem jeweiligen Feldgerätetyp definiert. Vorzugsweise sind sie auch unabhängig von dem jeweiligen Hersteller des Feldgerätes sowie unabhängig von der jeweiligen Geräteversion des Feldgerätes definiert. Ein Beispiel für Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen sind beispielsweise die in der NAMUR-Empfehlung NE 107 definierten vier Statussignale bzw. Feldgerät-Zustandsklassen. Zusätzlich oder alternativ können Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen auch weitere Feldgerätetyp-übergreifende Diagnoseinformationen aufweisen.
Bei dem Schritt des Bereitstellens (Schritt C)) kann die Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung je nachdem, welche weiteren Funktionen die Kommunikationseinheit ausführt, zur internen Auswertung oder Bearbeitung in der Kommunikationseinheit bereitgestellt werden. Alternativ kann sie auch an eine weitere, übergeordnete Einheit, welche die Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung für die Durchführung ihrer Aufgaben benötigt, wie beispielsweise an eine Zustandsüberwachungseinheit (englischer Ausdruck: Condition Monitoring Unit), ein Anlagen-Management-System (englischer Ausdruck: Asset Management System; kurz: AMS), ein Visualisierungssystem, etc., bereitgestellt werden.
Vorzugsweise werden die Schritte A) bis C) in der Kommunikationseinheit automatisiert durchgeführt. Unter einer „automatisierten Durchführung” wird dabei verstanden, dass diese ohne menschlichen Eingriff erfolgt. Insbesondere erfolgt sie durch Hard- und/oder Software.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Kommunikationseinheit direkt oder über ein weiteres Netzwerk an mindestens einem Feldbus, an dem die Feldgeräte der Anlage angeschlossen sind, angeschlossen.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Kommunikationseinheit in einem Listener-Modus (deutscher Ausdruck: Mithör-Modus) betrieben, in dem sie zumindest die von einem Teil der Feldgeräte der Anlage, insbesondere von sämtlichen Feldgeräten der Anlage, gesendeten Nachrichten mithört und zumindest die Nachrichten, die eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung eines Feldgerätes der Anlage enthalten, bearbeitet (d. h. die Schritte A) bis C) durchführt). Auf diese Weise wird die Kommunikationseinheit über die von den jeweiligen Feldgeräten übermittelten feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen informiert, ohne dass der Busverkehr zusätzlich durch Anfragen der Kommunikationseinheit belastet wird. Beispielsweise kann bezüglich der Übermittlung von feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen je nach Bussystem und je nach Konfiguration der Anlage vorgesehen sein, dass immer dann, wenn in einem Feldgerät ein Diagnoseereignis (das beispielsweise in einer Änderung eines Diagnoseparameters bestehen kann) auftritt, eine Prozesssteuerungseinheit eine Diagnoseanfrage an das betreffende Feldgerät stellt und das Feldgerät daraufhin eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung über den jeweiligen Feldbus an die Prozesssteuerungseinheit übermittelt. Weiterhin kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die einzelnen Feldgeräte regelmäßig (insbesondere im Rahmen des zyklischen Datenverkehrs) feldgerätespezifische Diagnosemeldungen an eine Prozesssteuerungseinheit übersenden. Durch den Betrieb der Kommunikationseinheit in dem Listener-Modus wird die Kommunikationseinheit über die übermittelten feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen informiert.
Bei dem Betrieb in dem Listener-Modus kann die Kommunikationseinheit sämtliche Nachrichten, die über den Feldbus oder das Netzwerk, an dem die Kommunikationseinheit angeschlossen ist, übermittelt werden mithören und empfangen. Dies kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass eine Kommunikationsschnittstelle der Kommunikationseinheit, über welche diese an dem Feldbus bzw. Netzwerk angeschlossen ist, sämtliche, über den betreffenden Feldbus bzw. das betreffende Netzwerk übermittelte Telegramme unabhängig von deren Zieladresse empfängt. Die Kommunikationseinheit überprüft dann die Nutzdaten der empfangenen Telegramme daraufhin, ob diese durch eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung gebildet werden. Handelt es sich bei den Nutzdaten eines Telegramms um eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung, so wird diese gemäß den Schritten A) bis C) in der Kommunikationseinheit bearbeitet. Wird die Kommunikationseinheit ausschließlich in solche einem Listener-Modus betrieben (d. h. die Kommunikationseinheit sendet nicht aktiv Nachrichten), dann muss die Kommunikationseinheit den weiteren, an dem jeweiligen Feldbus bzw. Netzwerk angeschlossenen Geräten nicht bekannt gemacht werden, so dass der Konfigurationsaufwand bezüglich der Einbringung der Kommunikationseinheit in eine bestehende Anlage gering ist.
Zusätzlich oder alternativ ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass die Kommunikationseinheit aktiv eine Diagnoseanfrage an mindestens ein Feldgerät der Anlage stellt, um in Antwort darauf eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung dieses Feldgerätes zu empfangen. Solch eine Diagnoseanfrage kann insbesondere im Rahmen einer azyklischen Kommunikation gestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Kommunikationseinheit durch eine Prozesssteuerungseinheit, die eine Prozesssteuerung in Bezug auf zumindest einen Teil der Feldgeräte der Anlage ausführt, insbesondere durch eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), gebildet. Die Ausstattung der Prozesssteuerungseinheit mit dieser zusätzlichen Funktionalität ermöglicht, dass die Anzahl der erforderlichen Geräte sowie der erforderliche Konfigurationsaufwand für die Anlage gering gehalten werden können. Bei Ausführung der Prozesssteuerung durch die Prozesssteuerungseinheit werden insbesondere Messwerte, die von einzelnen Feldgeräten (Sensoren) erfasst werden, an die Prozesssteuerungseinheit übermittelt und die Prozesssteuerungseinheit gibt in Abhängigkeit von diesen Messwerten Steuerungsbefehle an Feldgeräte (Aktoren) aus. Vorzugsweise führt die Prozesssteuerungseinheit in Bezug auf sämtliche Feldgeräte der Anlage eine Prozesssteuerung aus.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Kommunikationseinheit durch eine Zustandsüberwachungseinheit, die eine Zustandsüberwachung (englischer Ausdruck: Condition Monitoring) in Bezug auf zumindest einen Teil der Feldgeräte der Anlage ausführt, gebildet. Dies ist deshalb vorteilhaft, da eine Zustandsüberwachungseinheit im Rahmen der von dieser durchgeführten Zustandsüberwachung Diagnosemeldungen der Feldgeräte der Anlage auswertet. Dementsprechend können die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellten Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen direkt innerhalb der Zustandsüberwachungseinheit bereitgestellt und ausgewertet werden. Vorzugsweise führt die Zustandsüberwachungseinheit eine Zustandsüberwachung von sämtlichen Feldgeräten der Anlage aus.
Im Rahmen der Zustandsüberwachung, die teilweise auch als Statusüberwachung oder Diagnoseüberwachung bezeichnet wird, werden Diagnoseinformationen von Feldgeräten der Anlage und in der Regel auch weitere Prozessinformationen (Messwerte, Stellsignale, etc.), die von den einzelnen Feldgeräten der Anlage übermittelt werden, ausgewertet und daraufhin überwacht, ob diese oder daraus abgeleitete Größen jeweils in einem Sollbereich liegen. Durch die Zustandsüberwachungseinheit wird insbesondere ein Überblick über die an der Anlage informationstechnisch angeschlossenen Feldgeräte und deren Zustand gegeben. Insbesondere kann die Zustandsüberwachungseinheit hierzu eine Liste von informationstechnisch an der Anlage angeschlossenen Feldgeräten, die auch als „LiveList” bezeichnet wird, erstellen und aktualisieren. In Bezug auf den Zustand bzw. Status der einzelnen Feldgeräte können durch die Zustandsüberwachungseinheit insbesondere deren Diagnosemeldungen, Hinweise für Wartung und/oder Service und gegebenenfalls auch noch weitere Informationen angegeben werden. Ferner wird durch die Zustandsüberwachungseinheit insbesondere eine Anlagenstruktur und eine Bustopologie der Anlage erfasst und aktualisiert. Daneben kann die Zustandsüberwachungseinheit auch noch weitere Funktionen, wie beispielsweise eine Archivierung von Daten, eine Visualisierung von Informationen, Erstellen von Trends, ein Anlagen-Management (Asset-Management), etc., aufweisen.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Kommunikationseinheit durch eine separat von einer Prozesssteuerungseinheit und separat von einer Zustandsüberwachungseinheit einer Anlage ausgebildeten Kommunikationseinheit gebildet, die eine Feldbussschnittstelle zum Anschluss an einen Feldbus und eine entsprechend ausgebildete Elektronik zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens (insbesondere der Schritte A) bis C)) aufweist. Eine so ausgebildete Kommunikationseinheit kann an den jeweiligen Feldbus der Anlage, an dem auch die weiteren Feldgeräte der Anlage (direkt oder über einen weiteren Feldbus) angeschlossen sind, angeschlossen werden und es kann ihr eine Feldbus-Adresse zugewiesen werden. Die Kommunikationseinheit kann dabei insbesondere derart ausgebildet sein, dass diese neben der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens (gegebenenfalls auch gemäß der beschriebenen Weiterbildungen und/oder Varianten) auch weitere Funktionen in der Anlage, wie beispielsweise die Funktionen eines Gateways, ausführen kann. Die Kommunikationseinheit kann hierzu insbesondere mit einem leistungsfähigen Prozessor und mit einem Betriebssystem ausgestattet sein. Die Kommunikationseinheit kann insbesondere derart ausgebildet und die Anlage kann so konfiguriert werden, dass sie auch aktiv Anfragen, insbesondere Diagnoseanfragen, an die einzelnen Feldgeräte senden kann.
Gemäß einer Weiterbildung wird bei dem Schritt des Bereitstellens die Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung mit zumindest einem Teil, insbesondere sämtlichen, der in der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung enthaltenen Diagnoseinformationen bereitgestellt. Auf diese Weise können die über die Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung hinausgehenden, in der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung enthaltenen Diagnoseinformationen für eine Auswertung genutzt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn bei dem Schritt des Abbildens die feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen nur auf eine vergleichsweise niedrige Anzahl von Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen abgebildet werden. Erfolgt beispielsweise die Auswertung der Diagnoseinformationen in einer Einheit, die Zugriff auf Informationen zur Geräteintegration des betreffenden Feldgerätes hat, so kann diese Einheit unter Verwendung der Informationen zur Geräteintegration auch die weitergehenden, in der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung enthaltenen Diagnoseinformationen auswerten.
Durch „Informationen zur Geräteintegration” eines Feldgerätes (englische Bezeichnung: means for device integration) werden allgemein die Eigenschaften des Feldgerätes, die für eine Bedienung desselben relevant sind, beschrieben. Informationen zur Geräteintegration umfassen insbesondere die von dem betreffenden Feldgerät gelieferten Eingangs- und Ausgangssignale, Informationen bezüglich der Kommunikation des Feldgerätes über einen Feldbus, in dem Feldgerät vorgesehene Parameter, von dem Feldgerät gelieferte Status- und Diagnoseinformationen, Daten und Regeln für Abarbeitungsvorgänge (z. B. Konfigurierung, Kalibrierung) und/oder Informationen über Anwenderdialoge, etc.. In Bezug auf Informationen zur Geräteintegration wurden Standards geschaffen. Informationen zur Geräteintegration eines Feldgerätes können beispielsweise durch eine Gerätebeschreibung (DD) (engl.: „Device Description”) des Feldgerätes gebildet werden. Die Gerätebeschreibung wird in der Regel in textbasierter Form erstellt (z. B. im ASCII-Textformat). Hierzu werden je nach verwendetem Feldbus-System verschiedene Gerätebeschreibungssprachen verwendet, wie beispielsweise die Foundation Fieldbus Device Description Language, GSD/Profibus (GSD: General Station Description), etc.. Die in der Gerätebeschreibung bereitgestellten Informationen werden in der Regel durch einen Interpreter interpretiert bzw. übersetzt und an ein Bedienprogramm, das eine Rahmenapplikation für die Gerätebeschreibung bildet, bereitgestellt. Ferner können Informationen zur Geräteintegration eines Feldgerätes beispielsweise auch durch einen Gerätetreiber des Feldgerätes, insbesondere einen „Device Type Manager” (DTM) (deutsch: Gerätetyp-Manager), gebildet werden. Ein Gerätetreiber, insbesondere ein „Device Type Manager”, ist dabei eine gerätespezifische Software, die Daten und Funktionen des Feldgerätes kapselt und graphische Bedienelemente bereitstellt. Solch ein Gerätetreiber benötigt zur Ausführung eine entsprechende Rahmenapplikation, beispielsweise benötigt ein „Device Type Manager” zur Ausführung eine FDT-Rahmenapplikation (FDT: Field Device Tool). Ein Bedienprogramm, das solch eine FDT-Rahmenapplikation bildet, ist beispielsweise „FieldCare^®” von Endress + Hauser.
Gemäß einer Weiterbildung weisen Informationen zur Geräteintegration eines Feldgerätes, insbesondere eine Gerätebeschreibung und/oder ein Gerätetreiber des jeweiligen Feldgerätes, den zu diesem Feldgerät zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus auf.
Gemäß einer Weiterbildung sind die Diagnose-Transformationsalgorithmen jeweils spezifisch für den Feldgerätetyp des jeweils zugehörigen Feldgerätes. Das heißt, dass die Diagnose-Transformationsalgorithmen spezifisch für den jeweiligen Feldgerätetyp angepasst sind und dass sich Diagnose-Transformationsalgorithmen von unterschiedlichen Feldgerätetypen in der Regel voneinander unterscheiden. Dies ist vorteilhaft, da in der Regel in Feldgeräten unterschiedlichen Feldgerätetyps auch unterschiedliche, feldgerätespezifische Diagnosemeldungen erstellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung sind die Diagnose-Transformationsalgorithmen jeweils spezifisch für die eingestellte Betriebsart und/oder die jeweiligen Einsatzbedingungen des jeweils zugehörigen Feldgerätes. Die Betriebsart wird in der Regel durch die jeweiligen Parametereinstellungen des Feldgerätes bestimmt. Dabei kann beispielsweise bestimmt werden, in welchem Messmodus das Feldgerät betrieben wird, welche Messwerte durch das Feldgerät erfasst und bereitgestellt werden, etc.. Auch die Einsatzbedingungen des jeweiligen Feldgerätes haben auf die in dem Feldgerät erstellten, feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen einen Einfluss. Sowohl in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Betriebsart als auch in Abhängigkeit von den jeweiligen Einsatzbedingungen des Feldgerätes können die von einem Feldgerät übermittelten, feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen variieren sowie ferner können die Relevanz und die Bedeutung dieser feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen variieren. Als allgemeiner Begriff für „spezifisch für die eingestellte Betriebsart und/oder die jeweiligen Einsatzbedingungen” wird teilweise auch der Begriff „instanzspezifisch” verwendet. Wie aus der Erläuterung oberhalb deutlich wird, ist vorteilhaft, wenn auch diese instanzspezifischen Einflussgrößen bei der Ausgestaltung der jeweiligen Diagnose-Transformationsalgorithmen und damit bei dem Schritt des Abbildens (Schritt B)) berücksichtigt werden. Beispielsweise kann so ermöglicht werden, dass bei Einsatz eines Feldgerätes in einem kritischen Prozess früher ein Wartungsbedarf angezeigt wird als bei einem Einsatz dieses Feldgerätes in einem unkritischen Prozess.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Kommunikationseinheit derart ausgebildet, dass durch einen Benutzer Einstellungen an den jeweiligen, in der Kommunikationseinheit verwalteten Diagnose-Transformationsalgorithmen vornehmbar sind. Dabei handelt es sich insbesondere um Einstellungen, durch welche die jeweils durch den Diagnose-Transformationsalgorithmus durchführbare Abbildung modifiziert wird. Diese Weiterbildung ist insbesondere vorteilhaft, um Änderungen der Diagnose-Transformationsalgorithmen in Abhängigkeit von den instanzspezifischen Bedingungen zu ermöglichen. Für die Vornahme von Einstellungen kann die Kommunikationseinheit insbesondere eine graphische Benutzeroberfläche (englischer Ausdruck: graphical user interface; kurz: GUI) bereitstellen.
Gemäß einer Weiterbildung weisen die Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen eine vorbestimmte Anzahl von Feldgerät-Zustandsklassen auf und bei dem Schritt des Abbildens (Schritt B)) wird die feldgerätespezifische Diagnosemeldung auf eine, insbesondere genau eine, dieser Feldgerät-Zustandsklassen abgebildet. Die möglichen Feldgerät-Zustandsklassen können insbesondere durch die in der NAMUR-Empfehlung NE 107 empfohlenen vier Feldgerät-Zustandsklassen (bzw. Statussignale) „Wartungsbedarf”, „Außerhalb der Spezifikation”, „Funktionskontrolle” und „Ausfall” gebildet werden.
Gemäß einer Weiterbildung weisen die Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen eine vorbestimmte Anzahl von Detailinformationen auf und bei dem Schritt des Abbildens wird die feldgerätespezifische Diagnosemeldung auf eine der Feldgerät-Zustandsklassen und auf mindestens eine, insbesondere genau eine, der Detailinformationen abgebildet. Dadurch können auch im Rahmen der Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen weitergehende Diagnoseinformationen vermittelt werden. Die jeweils möglichen Detailinformationen sind dabei vorzugsweise in ihrer Anzahl begrenzt. Diese Detailinformationen können insbesondere Angaben bezüglich einer Ursache des jeweiligen Diagnoseereignisses, wie beispielsweise dass das Diagnoseereignis durch einen Sensorausfall, durch einen Elektronikausfall, etc. bedingt ist, und/oder im Hinblick auf eine Beseitigung der Ursache aufweisen.
Gemäß einer Weiterbildung werden in der Kommunikationseinheit mehrere, zu jeweiligen Feldgeräten der Anlage zugehörige Diagnose-Validierungsalgorithmen verwaltet, wobei in der Kommunikationseinheit nachfolgender Schritt bei einer empfangenen, feldgerätespezifischen Diagnosemeldung eines Feldgerätes der Anlage durchgeführt wird:

D) Anwenden des zu diesem Feldgerät zugehörigen Diagnose-Validierungsalgorithmus auf die empfangene, feldgerätespezifische Diagnosemeldung und Bestimmen daraus, ob die Diagnosemeldung auszuwerten oder zu verwerfen ist.

In manchen Situationen wird aufgrund der in dem Bereich eines Feldgerätes vorliegenden Bedingungen durch dieses Feldgerät eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung erstellt. Aufgrund von weiteren Bedingungen, wie beispielsweise aufgrund eines aktuell vorliegenden Prozesszustandes oder Anlagenzustandes, ist aber eine Auswertung oder Verwertung dieser Diagnosemeldung nicht gewünscht. Durch die vorliegende Weiterbildung wird ein Verwerfen von Diagnosemeldungen bei Vorliegen bestimmter Bedingungen ermöglicht. Ergibt der Schritt D), dass die betreffende Diagnosemeldung zu verwerfen ist, so wird sie nicht weiter ausgewertet. Ergibt der Schritt D), dass die betreffende Diagnosemeldung auszuwerten ist, so wird sie, beispielsweise im Rahmen einer Zustandsüberwachung, ausgewertet. Bei welchen Bedingungen eine empfangene, feldgerätespezifische Diagnosemeldung eines Feldgerätes zu verwerfen ist, kann durch eine entsprechende Ausbildung des zu diesem Feldgerät zugehörigen Diagnose-Validierungsalgorithmus festgelegt werden. Dies kann dabei in Abhängigkeit von dem Feldgerätetyp, der Betriebsart und/oder den Einsatzbedingungen des jeweiligen Feldgerätes erfolgen.
Der Schritt D) kann dabei parallel, vor oder nach den Schritten B) und C) durchgeführt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Diagnose-Validierungsalgorithmus eines Feldgerätes jeweils in den Diagnose-Transformationsalgorithmus dieses Feldgerätes integriert ist und dementsprechend diese beiden Algorithmen parallel ausgeführt werden. Vorzugsweise wird auch der Schritt D) automatisiert durch die Kommunikationseinheit durchgeführt.
Gemäß einer Weiterbildung wurde die empfangene, feldgerätespezifische Diagnosemeldung in dem betreffenden Feldgerät im Rahmen einer Selbstdiagnose des Feldgerätes erstellt und bei dem Schritt des Anwendens (Schritt D)) des Diagnose-Validierungsalgorithmus gehen Informationen bezüglich des Anlagenzustands von mindestens einem weiteren Feldgerät der Anlage ein. Die in Feldgeräten erstellten, feldgerätespezifischen Diagnosemeldungen werden in der Regel im Rahmen einer Selbstdiagnose, das heißt ausschließlich unter Verwendung von Zustandsinformationen, die aus einer Selbstüberwachung des Feldgerätes erhalten werden, erstellt. Dementsprechend können bei der Erstellung solch einer feldgerätespezifischen Diagnosemeldung durch das Feldgerät nur in und in unmittelbarer Umgebung von dem Feldgerät auftretende Einflussgrößen berücksichtigt werden. Informationen bezüglich des Prozesszustands und/oder des Anlagenzustands (hier allgemein als Anlagenzustand bezeichnet), die nicht unmittelbar durch das Feldgerät erfassbar sind, werden folglich bei der Erstellung der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung nicht berücksichtigt. In vielen Fällen wird aber ein Diagnoseereignis in einem Feldgerät durch den aktuellen Anlagenzustand ausgelöst und es besteht der Bedarf, dass unter bestimmten Bedingungen eine, daraufhin in dem Feldgerät erstellte, feldgerätespezifische Diagnosemeldung nicht ausgewertet sondern verworfen wird.
Beispielsweise kann in einem Ultraschall-Füllstandsensor, der den Füllstand eines Behälter erfasst, während einer Befüllung des Behälters aufgrund von Staubentwicklung vorübergehend kein reflektiertes Ultraschallsignal erfassbar sein. Die Tatsache wird in dem Ultraschall-Füllstandsensor im Rahmen der Selbstüberwachung festgestellt und daraufhin wird in dem Ultraschall-Füllstandsensor eine entsprechende, feldgerätespezifische Diagnosemeldung erstellt. Diese Diagnosemeldung soll dann nicht ausgewertet werden, wenn das Ausbleiben des reflektierten Ultraschallsignals durch einen solchen, in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführten Befüllungsvorgang des Behälters bedingt ist und somit kein Defekt an dem Ultraschall-Füllstandsensor selbst vorliegt. Eine solches, gezieltes Verwerfen der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung kann beispielsweise realisiert werden, wenn bei dem Schritt des Anwendens (Schritt D)) des Diagnose-Validierungsalgorithmus als Informationen bezüglich des Anlagenzustands die Information eingeht, ob ein Befüllungsventil (das ein weiteres Feldgerät der Anlage bildet), über welches der Behälter befüllt wird, geöffnet oder geschlossen ist. Ob das Befüllungsventil geöffnet oder geschlossen ist, kann beispielsweise anhand eines Stellbefehls, den eine Prozesssteuerungseinheit an das betreffende Befüllungsventil zum Öffnen desselben sendet, festgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kommunikationseinheit für den Einsatz in einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik. Die Kommunikationseinheit weist mindestens eine Kommunikationsschnittstelle, über die sie im Einsatz in Kommunikationsverbindung mit mehreren Feldgeräten der Anlage bringbar ist, auf. In der Kommunikationseinheit wird eine Mehrzahl von, zu jeweiligen Feldgeräten zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmen verwaltet, wobei durch einen, zu einem Feldgerät zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus feldgerätespezifische Diagnosemeldungen dieses Feldgerätes auf entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen abbildbar sind. Die Kommunikationseinheit ist ferner derart ausgebildet, dass im Einsatz eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung eines Feldgerätes über die Kommunikationsschnittstelle empfangbar ist, dass die feldgerätespezifische Diagnosemeldung auf eine entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung unter Verwendung des zu diesem Feldgerät zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus abbildbar ist und dass die erhaltene Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung durch die Kommunikationseinheit bereitstellbar ist. Durch die erfindungsgemäße Kommunikationseinheit werden die gleichen Vorteile wie bei dem oberhalb erläuterten, erfindungsgemäßen Verfahren erzielt. Ferner sind durch die Kommunikationseinheit die oberhalb in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläuterten Weiterbildungen und Varianten in entsprechender Weise realisierbar. Verfahrensschritte werden dabei in der Kommunikationseinheit insbesondere automatisiert durch eine entsprechend ausgebildete Hard- und/oder Software ausgeführt.
Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen:
1: eine beispielhafte Darstellung einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik zur Erläuterung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2: eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Schritte des Abbildens und des Bereitstellens bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 ist beispielhaft eine Anlage der Prozessautomatisierungstechnik 2 dargestellt. Die Anlage 2 weist einen Feldbus 4, der als Profibus^®-DP-Feldbus 4 ausgebildet ist, auf. An dem Profibus^®-DP-Feldbus 4 sind direkt eine Prozesssteuerungseinheit 6, die als SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) ausgebildet ist, eine Zustandsüberwachungseinheit 8, ein Feldgerät 10, ein Link 12 (deutsch: Verbindungsgerät) sowie ein Gateway 14 (deutsch: Netzkoppler) angeschlossen. Durch den Link 12 wird eine Verbindung zu einem Profibus^®-PA-Feldbus 16 hergestellt, an dem ein weiteres Feldgerät 18 angeschlossen ist. Durch das Gateway 14 wird eine Verbindung zu einem drahtlosen HART^®-Feldbusnetzwerk 20 hergestellt, dem drei weitere Feldgeräte 22, 24 und 26 angehören. Das Senden und Empfangen von Nachrichten zwischen dem Gateway 14 und den Feldgeräten 22, 24 und 26 erfolgt drahtlos, wie in 1 schematisch durch Antennen 28 an dem Gateway 14 sowie an den Feldgeräten 22, 24 und 26 dargestellt ist. An den einzelnen Feldbussen können auch noch weitere Feldgeräte, Geräte oder Feldbusse angeschlossen sein.
Die Prozesssteuerungseinheit 6 führt in Bezug auf die Feldgeräte 10, 18, 22, 24, 26 eine Prozesssteuerung aus. Die Zustandsüberwachungseinheit 8 führt in Bezug auf sämtliche Feldgeräte 10, 18, 22, 24, 26 eine Zustandsüberwachung aus. Wie oberhalb erläutert wird, wird durch die Zustandsüberwachungseinheit 8 insbesondere überprüft, ob jeweils innerhalb eines Sollbereiches gearbeitet wird. Die Zustandsüberwachungseinheit 8 weist ferner eine Funktionseinheit 30 auf (in 1 schematisch durch Box 30 dargestellt), durch die eine Liste („LiveList”) von informationstechnisch an der Anlage 2 angeschlossenen Feldgeräten erstellt und aktualisiert wird. Weiterhin weist die Zustandsüberwachungseinheit 8 eine Funktionseinheit 32 (in 1 schematisch durch Box 32 dargestellt) zur Erfassung und Aktualisierung der Anlagenstruktur sowie eine Funktionseinheit 34 (in 1 schematisch durch Box 34 dargestellt) zur Erfassung und Aktualisierung der Bustopologie der Anlage 2 auf. Ferner weist die Zustandsüberwachungseinheit 8 eine Funktionseinheit 36 (in 1 schematisch durch Box 36 dargestellt) auf, durch welche, wie unterhalb noch im Detail erläutert wird, die Schritte des Abbildens (Schritt B)) sowie des Bereitstellens (Schritt C)) einer Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldung durchführbar sind. Durch die Zustandsüberwachungseinheit 8 wird einem Benutzer eine graphische Benutzeroberfläche 38 bereitgestellt, über die er allgemein Einstellungen bezüglich der Funktionen der Zustandsüberwachungseinheit 8 vornehmen kann. Über ein Modul 40 der graphischen Benutzeroberfläche 38 können durch einen Benutzer Einstellungen bezüglich der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommen werden.
Die Feldgeräte 10, 18, 22, 24, 26 führen jeweils eine Selbstüberwachung durch und übermitteln, wie unterhalb noch im Detail erläutert wird, bei Auftreten eines Diagnoseereignisses (beispielsweise Ausfall eines Sensors) eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung an die Prozesssteuerungseinheit 6. Die Feldgeräte sind nicht in der Lage, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen, wie beispielsweise gemäß der NAMUR-Empfehlung NE 107, bereitzustellen. In der Zustandsüberwachungseinheit 8 werden zu den Feldgeräten 10, 18, 22, 24, 26 zugehörige Diagnose-Transformationsalgorithmen 42, die in 2 schematisch dargestellt sind, verwaltet. Dabei sind durch einen, zu einem Feldgerät zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus feldgerätespezifische Diagnosemeldungen dieses Feldgerätes auf entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen abbildbar.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen die vier, in der NAMUR-Empfehlung NE 107 definierten Feldgerät-Zustandsklassen (bzw. Statussignale) „Wartungsbedarf”, „Außerhalb der Spezifikation”, „Funktionskontrolle” und „Ausfall” auf, wobei bei dem Schritt des Abbildens (Schritt B)) die jeweilige feldgerätespezifische Diagnosemeldung auf eine dieser vier Feldgerät-Zustandsklassen abgebildet wird. Die Feldgerät-Zustandsklasse „Wartungsbedarf” gibt dabei an, dass das Ausgangssignal zwar noch gültig ist, der Abnutzungsvorrat demnächst aber erschöpft ist oder eine Funktion aufgrund der Einsatzbedingungen in Kürze eingeschränkt sein wird. Die Feldgerät-Zustandsklasse „Außerhalb der Spezifikation” gibt an, dass vom Feldgerät durch Selbstüberwachung ermittelte Abweichungen von den zulässigen Umgebungs- oder Prozessbedingungen oder Störungen im Gerät selbst darauf hinweisen, dass die Messunsicherheit bei Sensoren oder die Sollwertabweichung bei Aktoren wahrscheinlich größer ist als unter Betriebsbedingungen. Die Feldgerät-Zustandsklasse „Funktionskontrolle” gibt an, dass am Feldgerät gearbeitet wird und das Ausgangssignal daher vorübergehend ungültig ist. Die Feldgerät-Zustandsklasse „Ausfall” gibt an, dass aufgrund einer Funktionsstörung im Feldgerät oder an seiner Peripherie das Ausgangssignal ungültig ist.
Weiterhin weisen die Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen eine vorbestimmte Anzahl von Detailinformationen auf, wobei bei dem Schritt des Abbildens (Schritt B)) die feldgerätespezifische Diagnosemeldung auf genau eine der Feldgerät-Zustandsklassen und auf genau eine der Detailinformationen abgebildet wird. Beispielsweise können die in der NAMUR-Empfehlung NE 107 vorgeschlagenen Detailinformationen verwendet werden. Zu der Feldgerät-Zustandsklasse „Ausfall” kann beispielsweise die Detailinformation, dass die „Ausfallsursache geräteintern” ist oder alternativ die Detailinformation, dass die „Ausfallsursache prozessbedingt” ist, angegeben werden. Zu der Feldgerät-Zustandsklasse „Wartungsbedarf” kann beispielsweise die Detailinformation, dass der „Wartungsbedarf kurzfristig” besteht oder alternativ die Detailinformation, dass der „Wartungsbedarf langfristig” besteht, angegeben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Zustandsüberwachungseinheit 8 derart ausgebildet, dass bei dem Schritt des Bereitstellens (Schritt C)) jeweils die in der ursprünglichen, feldgerätespezifischen Diagnosemeldung enthaltenen Diagnoseinformationen vollständig zusammen mit der aus der Abbildung erhaltenen Feldgerät-Zustandsklasse und Detailinformation bereitgestellt werden.
Die Diagnose-Transformationsalgorithmen sind jeweils spezifisch für den jeweiligen Feldgerätetyp. Ferner können sie durch einen Benutzer auch noch instanzspezifisch über die graphische Benutzeroberfläche 38 (insbesondere das Modul 40) angepasst werden. Weiterhin können durch einen Benutzer weitere Diagnose-Transformationsalgorithmen in die Zustandsüberwachungseinheit 8 geladen werden. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn ein weiteres Feldgerät in die Anlage 2 hinzugefügt werden soll.
Nachfolgend wird beispielhaft das Auftreten eines Diagnoseereignisses in dem Feldgerät 10 sowie die Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Zustandsüberwachungseinheit 8 erläutert. Im Rahmen der Prozesssteuerung führt die Prozesssteuerungseinheit 6 einen zyklischen Datenaustausch (DATA EXCHANGE) mit dem Feldgerät 10 durch. Wird in dem Feldgerät das Auftreten eines Diagnoseereignisses festgestellt (z. B. Ablagerungen an einem Sensor), so wird vorliegend der Beginn eines Diagnoseereignisses dadurch angezeigt, dass das Feldgerät 10 auf ein Anfragetelegramm (DATA_EXCH.req) der Prozesssteuerungseinheit 6 ein Antworttelegramm (DATA_EXCH.res) mit hoher Priorität zurücksendet. Auf den Erhalt eines Telegramms mit hoher Priorität übersendet die Prozesssteuerungseinheit 6 an das Feldgerät 10 ein Diagnoseanfrage-Telegramm (SLAVE_DIAG.req). In Antwort darauf übersendet das Feldgerät 10 in einem Diagnoseantwort-Telegramm (SLAVE_DIAG.res) Diagnoseinformationen in Form einer feldgerätespezifischen Diagnosemeldung.
Die Zustandsüberwachungseinheit 8 wird in einem Listener-Modus betrieben, in dem sie sämtliche, über den Profibus^®-DP-Feldbus 4 übermittelten Nachrichten mithört und daraufhin untersucht, ob diese eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung eines Feldgerätes enthalten. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt die Zustandsüberwachungseinheit 8 das Telegramm des Feldgerätes 10 mit der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung. Die Schritte des Abbildens (Schritt B)) und des Bereitstellens (Schritt C)), die vorliegend durch die Funktionseinheit 36 durchgeführt werden, werden unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
Die feldgerätespezifische Diagnosemeldung des Feldgerätes 10 wird in 2 mit DIAG bezeichnet. Aus den in dem Telegramm enthaltenen Angaben über den Absender bestimmt die Funktionseinheit 36, dass sie für den Schritt des Abbildens (Schritt B)) den zu dem Feldgerät 10 zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus anzuwenden hat. Bei dem Schritt des Abbildens (Schritt B)) wird die entsprechende Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung erhalten, die vorliegend durch eine Feldgerät-Zustandsklasse und durch eine Detailinformation gebildet wird. Diese Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung wird zusammen mit den vollständigen, in der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung enthaltenen Diagnoseinformationen bereitgestellt (vgl. DIAG' in 2). Diese werden vorliegend intern in der Zustandsüberwachungseinheit 8 ausgewertet. Daneben können sie auch an ein weiteres System der Anlage 2, wie beispielsweise an ein Anlagen-Management-System, ein Archivierungssystem, etc., zur weiteren Verarbeitung und/oder Auswertung bereitgestellt werden. Ferner wird die Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung auf einer Anzeige der Zustandsüberwachungseinheit 8 angezeigt, so dass ein Anlagenbetreiber schnell über die einzuleitenden Schritte entscheiden kann.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer, mit mehreren Feldgeräten (10, 18, 22, 24, 26) einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik (2) in Kommunikationsverbindung stehenden Kommunikationseinheit (8), in der mehrere, zu jeweiligen Feldgeräten (10, 18, 22, 24, 26) zugehörige Diagnose-Transformationsalgorithmen (42) verwaltet werden, wobei jeweils durch einen, zu einem Feldgerät (10; 18; 22; 24; 26) zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus feldgerätespezifische Diagnosemeldungen dieses Feldgerätes (10; 18; 22; 24; 26) auf entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen abbildbar sind, aufweisend nachfolgende, durch die Kommunikationseinheit (8) durchgeführte Schritte: A) Empfangen einer feldgerätespezifischen Diagnosemeldung eines Feldgerätes (10) der Anlage (2); B) Abbilden der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung auf eine entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung unter Verwendung des zu diesem Feldgerät (10) zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus (42); und C) Bereitstellen der Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldung.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (8) direkt oder über ein weiteres Netzwerk an mindestens einem Feldbus (4, 16, 20), an dem die Feldgeräte (10, 18, 22, 24, 26) der Anlage (2) angeschlossen sind, angeschlossen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (8) in einem Listener-Modus betrieben wird, in dem sie zumindest die von einem Teil der Feldgeräte (10, 18, 22, 24, 26) der Anlage (2) gesendeten Nachrichten mithört und zumindest die Nachrichten, die eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung eines Feldgerätes (10; 18; 22; 24; 26) der Anlage (2) enthalten, bearbeitet.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit durch eine Prozesssteuerungseinheit (6), die eine Prozesssteuerung in Bezug auf zumindest einen Teil der Feldgeräte (10, 18, 22, 24, 26) der Anlage (2) ausführt, insbesondere durch eine speicherprogrammierbare Steuerung, gebildet wird.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (8) durch eine Zustandsüberwachungseinheit (8), die eine Zustandsüberwachung in Bezug auf zumindest einen Teil der Feldgeräte (10, 18, 22, 24, 26) der Anlage (2) ausführt, gebildet wird.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des Bereitstellens die Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung mit zumindest einem Teil der in der feldgerätespezifischen Diagnosemeldung enthaltenen Diagnoseinformationen bereitgestellt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnose-Transformationsalgorithmen (42) jeweils spezifisch für den Feldgerätetyp des jeweils zugehörigen Feldgerätes (10; 18; 22; 24; 26) sind.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnose-Transformationsalgorithmen (42) jeweils spezifisch für die eingestellte Betriebsart und/oder die jeweiligen Einsatzbedingungen des jeweils zugehörigen Feldgerätes (10; 18; 22; 24; 26) sind.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (8) derart ausgebildet ist, dass durch einen Benutzer Einstellungen an den jeweiligen, in der Kommunikationseinheit (8) verwalteten Diagnose-Transformationsalgorithmen (42) vornehmbar sind.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen eine vorbestimmte Anzahl von Feldgerät-Zustandsklassen aufweisen und dass bei dem Schritt des Abbildens die feldgerätespezifische Diagnosemeldung auf eine dieser Feldgerät-Zustandsklassen abgebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldgerätetyp-übergreifenden Diagnosemeldungen eine vorbestimmte Anzahl von Detailinformationen aufweisen, und dass bei dem Schritt des Abbildens die feldgerätespezifische Diagnosemeldung auf eine der Feldgerät-Zustandsklassen und auf mindestens eine der Detailinformationen abgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kommunikationseinheit (8) mehrere, zu jeweiligen Feldgeräten (10, 18, 22, 24, 26) der Anlage zugehörige Diagnose-Validierungsalgorithmen verwaltet werden, wobei in der Kommunikationseinheit (8) nachfolgender Schritt bei einer empfangenen, feldgerätespezifischen Diagnosemeldung eines Feldgerätes (10; 18; 22; 24; 26) der Anlage (2) durchgeführt wird: D) Anwenden des zu diesem Feldgerät (10; 18; 22; 24; 26) zugehörigen Diagnose-Validierungsalgorithmus auf die empfangene, feldgerätespezifische Diagnosemeldung und Bestimmen daraus, ob die Diagnosemeldung auszuwerten oder zu verwerfen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die empfangene, feldgerätespezifische Diagnosemeldung in dem betreffenden Feldgerät (10; 18; 22; 24; 26) im Rahmen einer Selbstdiagnose des Feldgerätes (10; 18; 22; 24; 26) erstellt wurde und dass bei dem Schritt des Anwendens des Diagnose-Validierungsalgorithmus Informationen bezüglich des Anlagenzustands von mindestens einem weiteren Feldgerät (10, 18, 22, 24, 26) der Anlage (2) eingehen.
Kommunikationseinheit für den Einsatz in einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik (2), wobei die Kommunikationseinheit (8) mindestens eine Kommunikationsschnittstelle, über die sie im Einsatz in Kommunikationsverbindung mit mehreren Feldgeräten (10, 18, 22, 24, 26) der Anlage (2) bringbar ist, aufweist dadurch gekennzeichnet, dass in der Kommunikationseinheit (8) eine Mehrzahl von, zu jeweiligen Feldgeräten (10, 18, 22, 24, 26) zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmen (42) verwaltet wird, wobei durch einen, zu einem Feldgerät (10; 18; 22; 24; 26) zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus feldgerätespezifische Diagnosemeldungen dieses Feldgerätes (10; 18; 22; 24; 26) auf entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldungen abbildbar sind, und dass die Kommunikationseinheit (8) derart ausgebildet ist, dass im Einsatz eine feldgerätespezifische Diagnosemeldung eines Feldgerätes (10) über die Kommunikationsschnittstelle empfangbar ist, dass die feldgerätespezifische Diagnosemeldung auf eine entsprechende, Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung unter Verwendung des zu diesem Feldgerät (10) zugehörigen Diagnose-Transformationsalgorithmus abbildbar ist und dass die erhaltene Feldgerätetyp-übergreifende Diagnosemeldung durch die Kommunikationseinheit (8) bereitstellbar ist.