DE102011004005B4 - Input device for a field instrument for process instrumentation and method for processing an input - Google Patents
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Abstract
Eingabevorrichtung für ein Feldgerät (7) zur Prozessinstrumentierung mit mehreren Tasten (1, 2, 3) und mit einer Auswerteeinrichtung (4) zur Detektion einer Tastenbetätigung, wobei die Auswerteeinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, bei Detektion einer Tastenbetätigung eine Plausibilitätsprüfung durchzuführen, bei welcher festgestellt wird, ob die Kombination betätigter Tasten (1, 2, 3) einer unzulässigen Eingabe entspricht, und bei Feststellung einer unzulässigen Eingabe den Fehlerzustand einer Störung anzuzeigen, dadurch gekennzeichnet, dass eine gleichzeitige Betätigung aller Tasten (1, 2, 3) als eine unzulässige Eingabe vorbestimmt ist, dass den Tasten (1, 2, 3) jeweils ein Magnetfeldsensor (9, 10, 11) zugeordnet ist zur Erzeugung je eines von dem Betätigungszustand der jeweiligen Taste (1, 2, 3) abhängigen Messsignals (13, 14, 15) und dass die Auswerteeinrichtung (4), auf welche die Messsignale (13, 14, 15) geführt sind, dazu ausgebildet ist, Tastenbetätigungen anhand der Messsignale (13, 14, 15) zu detektieren und bei Feststellung einer gleichzeitigen Betätigung aller Tasten...Input device for a field device (7) for process instrumentation with several keys (1, 2, 3) and with an evaluation device (4) for detecting a key actuation, the evaluation device (4) being designed to carry out a plausibility check upon detection of a key actuation which is determined whether the combination of pressed keys (1, 2, 3) corresponds to an impermissible entry, and if an impermissible entry is found to indicate the error status of a fault, characterized in that a simultaneous actuation of all keys (1, 2, 3) as an inadmissible entry is predetermined so that a magnetic field sensor (9, 10, 11) is assigned to each of the keys (1, 2, 3) to generate a measurement signal (13, 13) that is dependent on the actuation state of the respective key (1, 2, 3). 14, 15) and that the evaluation device (4) to which the measurement signals (13, 14, 15) are fed is designed to enable key actuations based on the measurement signal e (13, 14, 15) to be detected and if a simultaneous actuation of all keys is determined ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung für ein Feldgerät zur Prozessinstrumentierung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Verarbeitung einer Eingabe auf einer derartigen Eingabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.The invention relates to an input device for a field instrument for process instrumentation according to the preamble of
In prozesstechnischen Anlagen werden zur Steuerung von Prozessen vielfältige Feldgeräte für die Prozessinstrumentierung eingesetzt. Messumformer dienen zur Erfassung von Prozessvariablen, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Durchflussmenge, Füllstand, Dichte oder Gaskonzentration eines Mediums. Durch Stellglieder kann der Prozessablauf in Abhängigkeit von erfassten Prozessvariablen entsprechend einer beispielsweise von einer Leitstation vorgegebenen Strategie beeinflusst werden. Als Beispiele für Stellglieder seien ein Regelventil, eine Heizung oder eine Pumpe genannt. Im Hinblick auf ein optimales Anlagenverhalten und eine dauerhaft hohe Produktqualität sind qualitativ hochwertige Feldgeräte notwendig, die auch unter extremen Bedingungen fehlerfrei arbeiten. Zur Ermöglichung einer Vor-Ort-Bedienung, z. B. zur manuellen Eingabe von Betriebsparametern oder Kalibrierfaktoren des Feldgeräts, kann eine Tastatur als Eingabevorrichtung vorgesehen sein. Für einen fehlerfreien Betrieb des Feldgeräts wird in diesem Fall eine Tastatur benötigt, die auch bei Störungen in der Umgebung des Feldgeräts eine sichere Funktion gewährleistet.In process engineering plants, a variety of field devices are used for process instrumentation to control processes. Transmitters are used to record process variables, such as temperature, pressure, flow rate, level, density or gas concentration of a medium. By means of actuators, the process flow can be influenced as a function of detected process variables in accordance with a strategy predetermined, for example, by a control station. As examples of actuators may be mentioned a control valve, a heater or a pump. With regard to optimum system behavior and a consistently high product quality, high-quality field devices are required that work flawlessly even under extreme conditions. To enable on-site operation, eg. As for the manual input of operating parameters or calibration factors of the field device, a keyboard may be provided as an input device. For a fault-free operation of the field device, a keyboard is required in this case, which ensures a safe function even in case of disturbances in the environment of the field device.
Aus der
Der bekannte Messumformer SITRANS FUS1010 besitzt als Eingabevorrichtung eine Tastatur mit fünf Hall-Effekt-Magnetschaltern, bei welchen als Magnetfeldsensoren Hall-Sensoren die Tasteneingaben über unterschiedliche Magnetpositionen erfassen. Diese Hall-Sensoren erzeugen dabei ein von dem jeweiligen Betätigungszustand der Taste abhängiges Messsignal, welches zur Detektion einer Tastenbetätigung ausgewertet wird. Dabei muss vermieden werden, dass die Detektion von Tastenbetätigungen mittels der Hall-Sensoren unbeabsichtigt auf magnetische Störfelder reagiert und Gerätefunktionen, beispielsweise aufgrund von veränderten Parametereinstellungen, bei derartigen Störungen nicht mehr korrekt arbeiten. Dies könnte gegebenenfalls zu schwer wiegenden Fehlfunktionen führen, die nicht vorhersehbar sind.The well-known transmitter SITRANS FUS1010 has as an input device a keyboard with five Hall-effect magnetic switches, in which as magnetic field sensors Hall sensors detect the key inputs via different magnet positions. These Hall sensors thereby generate a dependent of the respective operating state of the key measurement signal, which is evaluated for the detection of a key press. It must be avoided that the detection of key presses by means of the Hall sensors unintentionally reacts to magnetic interference and device functions, for example due to changes in parameter settings, no longer work correctly in such disorders. This could eventually lead to serious malfunctions that are unpredictable.
Beispielsweise aus der
In der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingabevorrichtung für ein Feldgerät zu schaffen, die eine sichere Funktion des Feldgeräts selbst bei Störungen durch Magnetfelder gewährleistet. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein funktionssicheres Verfahren zur Verarbeitung einer Eingabe auf einer Eingabevorrichtung zu finden.The invention has for its object to provide an input device for a field device, which ensures a safe operation of the field device even in case of interference from magnetic fields. Another object is to find a reliable method of processing an input on an input device.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die neue Eingabevorrichtung der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale auf. In Anspruch 2 ist ein Verfahren zur Verarbeitung einer Eingabe auf einer Eingabevorrichtung beschrieben.To solve this problem, the new input device of the type mentioned in the characterizing part of
Die Erfindung hat den Vorteil, dass der Einfluss von Störungen auf die Funktionssicherheit des Feldgeräts sehr weit reduziert werden kann. Selbst in rauer Umgebung ist die Wahrscheinlichkeit von Funktionsstörungen durch fehlerhafte Eingabe, die durch magnetische Störungen entstehen kann, von nahezu Null erreichbar. Bei Feldgeräten wird eine Veränderung von Parametern häufig durch eine Eingabeprozedur vorgenommen, bei welcher ein Bediener menügeführt verschiedene, hierarchisch strukturierte Eingabeebenen bis zur Auswahl des gewünschten Parameters durchläuft. In jeder Bedienebene gibt es eine Menge an Kombinationen betätigter Tasten, die zulässigen Eingaben entsprechen, beispielsweise das Drücken einer Taste zum Wechsel in die nächste Bedienebene, und eine Menge von unzulässigen Eingaben, d. h. Kombinationen betätigter Tasten, die in der aktuellen Bedienebene und/oder generell unzulässig sind.The invention has the advantage that the influence of disturbances on the functional reliability of the field device can be greatly reduced. Even in harsh environments, the likelihood of malfunctioning due to erroneous input that may be caused by magnetic noise is approaching near zero. In field devices, a change of parameters is often made by an input procedure in which an operator menu-driven through different, hierarchically structured input levels through to the selection of the desired parameter. In each operating level, there are a number of combinations of actuated keys that correspond to permissible inputs, for example, the pressing of a key to change to the next operating level, and a set of invalid inputs, i. H. Combinations of actuated keys that are currently inadmissible in the current operating level and / or generally.
Vorteilhaft wird die gleichzeitige Betätigung aller Tasten als generell unzulässige Eingabe vorgegeben. Für das Auftreten einer derartigen Fehleingabe sind vielfältige Störungsursachen denkbar. Beispielsweise bei einer optischen Eingabevorrichtung können Lichtblitze, bei einer mechanischen Eingabevorrichtung Stöße oder bei einer magnetischen Eingabevorrichtung starke magnetische Störfelder zur Detektion einer derartigen Kombination betätigter Tasten führen.Advantageously, the simultaneous operation of all keys is specified as generally impermissible input. For the occurrence of such an incorrect input a variety of causes of disturbances are conceivable. For example, in an optical input device flashes of light, in a mechanical Input device shocks or lead in a magnetic input device strong magnetic interference fields for detecting such a combination of actuated keys.
Den Tasten ist jeweils ein Magnetfeldsensor zugeordnet, der ein von dem jeweiligen Betätigungszustand der Taste abhängiges Messsignal erzeugt. Treten starke magnetische Störfelder auf, so wirken diese sich gleichermaßen auf alle Magnetfeldsensoren aus und führen zu einander entsprechenden Veränderungen der von den verschiedenen Sensoren gelieferten Messsignale. Gerade bei einer derart ausgestalteten Eingabevorrichtung kann es also vorkommen, dass aufgrund äußerer Störungen eine gleichzeitige Betätigung aller Tasten detektiert wird, die in vorteilhafter Weise als unzulässige Eingabe erkannt und als Fehlerzustand einer Störung durch Magnetfelder angezeigt wird.The buttons are each associated with a magnetic field sensor which generates a dependent of the respective operating state of the key measurement signal. If strong magnetic interference fields occur, they have the same effect on all magnetic field sensors and lead to mutually corresponding changes in the measurement signals supplied by the various sensors. Especially with an input device designed in this way, it may happen that due to external disturbances a simultaneous actuation of all keys is detected, which is advantageously recognized as an impermissible input and displayed as a fault condition of a fault due to magnetic fields.
Bei Feststellen einer unzulässigen Eingabe wird nun in vorteilhafter Weise eine Störung bei der Eingabeprozedur angezeigt, so dass durch den Bediener geeignete Maßnahmen zur Fehlerbehandlung erfolgen können. Eine mögliche Maßnahme kann darin bestehen, dass durch eine spezielle Kombination betätigter Tasten der Fehlerzustand aufgehoben wird, so dass die Bedienung an derselben Stelle, an welcher zuvor die unzulässige Eingabe detektiert wurde, fortgesetzt werden kann. Bei Vorliegen einer unzulässigen Eingabe aufgrund einer Störung ist es äußerst unwahrscheinlich, dass aufgrund derselben Störung anschließend die spezielle, vorzugsweise andersartige Kombination betätigter Tasten detektiert werden kann. Bereits durch diese Maßnahme kann somit die Wahrscheinlichkeit einer Beeinträchtigung der Funktionssicherheit aufgrund von Störungen deutlich verringert werden. Eine weitere mögliche Maßnahme zur Fehlerbehandlung ist, bei Feststellung einer unzulässigen Eingabe die aktuelle Eingabeprozedur vollständig abzubrechen, so dass die bei der Eingabeprozedur bereits durchlaufenen Bedienebenen erneut durchschritten werden müssen. Auch dadurch wird nahezu völlig ausgeschlossen, dass eine durch Störungen verursachte Kombination betätigter Tasten zu einer Änderung von Parametern oder Kalibrierwerten des Feldgeräts führt, da es sehr unwahrscheinlich ist, dass die Folge von detektierten Tastenkombinationen beispielsweise genau der für eine Parameteränderung erforderlichen Eingabeprozedur entspricht.Upon detection of an impermissible input, a malfunction in the input procedure is now displayed in an advantageous manner, so that suitable measures for error handling can be made by the operator. One possible measure may be that the error state is canceled by a special combination of actuated buttons, so that the operation can be continued at the same point at which the unacceptable input was previously detected. In the presence of an impermissible input due to a fault, it is highly unlikely that the special, preferably different combination of actuated keys can subsequently be detected due to the same fault. Already by this measure, thus the probability of impairment of the reliability due to interference can be significantly reduced. Another possible measure for error handling is to completely abort the current input procedure when an impermissible input is detected, so that the operating levels already passed during the input procedure must again be passed through. This also almost completely rules out the possibility that a combination of actuated keys caused by interference leads to a change in parameters or calibration values of the field device, since it is very unlikely that the sequence of detected key combinations will correspond exactly to the input procedure required for a parameter change.
Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.With reference to the drawings, in which an embodiment of the invention is shown, the invention and refinements and advantages are explained in more detail below.
Es zeigen:Show it:
In
Zentrales Element des Feldgerats
In der Darstellung gemäß
Anhand des Ablaufdiagramms gemaß
Schritt S06 – Einschalten des Magnetfeldsensors
Abfrage S07 des Betätigungszustands von Taste
Schritt S08 – Inkrementieren eines zweiten Zahlers bei Ergebnis „Ja” der Abfrage S07,
Schritt S09 – Rücksetzen des zweiten Zählers bei Ergebnis „Nein” der Abfrage S07,
Schritt S10 – Einschalten des Magnetfeldsensors
Abfrage S11, ob Taste
Schritt S12 – Inkrementieren eines dritten Zahlers fur die Anzahl der Tastendrucke von Taste
Schritt S13 – Rucksetzen des dritten Zahlers bei Ergebnis „Nein” der Abfrage S11.Based on the
Step S06 - Turning on the magnetic field sensor
Query S07 of the actuation state of
Step S08 - Increment a second payer if the result "Yes" of the query S07,
Step S09 - Reset the second counter if the result "No" of the query S07,
Step S10 - Turning on the magnetic field sensor
Query S11, if
Step S12 - Increment a third payer for the number of key presses of
Step S13 - Reset the third payer on the result "No" of the query S11.
Beim Ende S14 des Unterprogramms kann an den Zahlerstanden des ersten, zweiten und dritten Zahlers der Betatigungszustand der Taste
An den von den verschiedenen Abfragen in
Je nach Ergebnis der Abfragen S21 ... S28 werden verschiedene Ruckmeldungen durch das Unterprogramm ausgegeben. Diese sind in
Schritt S30 – Taste
Schritt S31 – Tasten
Schritt S32 – Taste
Schritt S33 – Tasten
Schritt S34 – Tasten
Schritt S35 – Taste
Schritt S36 – keine Taste gedruckt und
Schritt S37 – Fehlerzustand einer Storung.Depending on the result of queries S21 ... S28, different feedback messages are output by the subprogram. These are in
Step S30 -
Step S31 -
Step S32 -
Step S33 -
Step S34 -
Step S35 -
Step S36 - No key printed and
Step S37 - Error state of a failure.
In einem Schritt S38 endet das Unterprogramm der Plausibilitatsprüfung.In a step S38, the subroutine of the plausibility check ends.
In dem beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel ist die gleichzeitige Betätigung der Tasten
Die Erfindung wurde anhand des Ausführungsbeispiels fur ein Feldgerat mit drei Tasten und lediglich einer vorbestimmten unzulässigen Eingabe ausführlich erläutert. Selbstverständlich ist die Erfindung ebenfalls bei Feldgeraten mit zwei oder mit mehr als drei Tasten anwendbar oder es konnen andere oder zusatzliche Kombinationen betätigter Tasten als unzulassige Eingaben vorbestimmt sein.The invention has been explained in detail with reference to the embodiment of a field device with three buttons and only a predetermined illegal input. Of course, the invention is also applicable to field devices having two or more than three buttons, or other or additional combinations of actuated buttons may be predetermined as improper inputs.
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DE201110004005 DE102011004005B4 (en) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | Input device for a field instrument for process instrumentation and method for processing an input |
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- 2011-02-11 DE DE201110004005 patent/DE102011004005B4/en active Active
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