DE102011075764A1 - Bewertungsvorrichtung für Feldgerätparameter - Google Patents

Abstract

Es ist eine ein Hilfsmittel für die Analyse von Feldgerätparametern bei Anwendungsproblemen bildende Bewertungsvorrichtung (1) zur Bewertung von Parametern (P) eines Feldgeräts (3) beschrieben, mit einer Schnittstelle (11), über die Parameter (P) des Feldgeräts (3) in die Bewertungsvorrichtung (1) übertragbar sind, einem Speicher (15), in dem für jeden Parameter (P_i) des Feldgeräts ein Parameterstandart (ST(P_i)) vorgegeben ist, der für den jeweiligen Parameter (P_i) mindestens einen Wertebereich vorgibt, innerhalb dessen der Wert dieses Parameters (P_i) im Standartbetrieb liegt, und einer Bewertungseinheit (13), die anhand der Werte der Parameter (P_i), diejenigen Parameter (P_k) ermittelt, deren Werte außerhalb mindestens eines Wertebereichs des zugehörigen Parameterstandarts (ST(P_k)) liegen, und eine gesonderte Ausgabe der ermittelten Parameter (P_k) bewirkt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Bewertungsvorrichtung zur Bewertung von Parametern von Feldgeräten.
• In der industriellen Messtechnik, insb. in der Automatisierungs- und Prozesssteuerungstechnik, werden regelmäßig Feldgeräte eingesetzt, die im Prozessablauf Prozessvariablen messen (Sensoren) oder Regelgrößen steuern (Aktoren).
• Zu den Feldgeräten zählen z. B. Durchfluss-, Füllstands-, Druck- oder Differenzdruck- und Temperaturmessgeräte. Sie sind in der Regel dezentral in unmittelbarer Nähe der zu messenden oder zu steuernden Prozesskomponente angeordnet, und liefern ein Messsignal, das dem Messwert der erfassten Prozessvariablen entspricht. Die Messsignale der Feldgeräte werden an eine übergeordnete Einheit, z. B. eine zentrale Steuereinheit, wie z. B. eine Warte oder ein Prozessleitsystem, weitergeleitet. In der Regel erfolgt die gesamte Prozessteuerung über die übergeordnete Einheit, die die Messsignale der einzelnen Messgeräte empfängt und auswertet und in Abhängigkeit von deren Auswertung Steuerungssignale für die Aktoren erzeugt, die den Prozessablauf steuern. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Durchfluss durch einen Rohrleitungsabschnitt mittels eines steuerbaren Ventils in Abhängigkeit von einem gemessenen Durchfluss eingestellt werden.
• Ein einwandfreies und reibungsloses Arbeiten der Feldgeräte ist für die Sicherheit der Anwendungen, in denen sie eingesetzt werden, von großer Bedeutung. Entsprechend wird die Funktionsfähigkeit von Feldgeräten regelmäßig überwacht. Es gibt heute bereits Feldgeräte auf dem Markt, die in der Lage sind, einige hinlänglich bekannter Fehlfunktionen selbsttätig zu erkennen und auftretende Fehler z. B. durch entsprechende Fehlermeldungen, z. B. in Form einer Warnung oder eines Alarms, anzuzeigen.
• Darüber hinaus werden heute Diagnoseverfahren für Feldgerät eingesetzt, die beim Auftreten von bekannten Fehlern mit bekannten Fehlerursachen eine entsprechende Diagnose erstellen und dem Anwender als Hilfestellung bei der Problembeseitigung zur Verfügung stellen.
• Überwachungsverfahren sind jedoch nur in der Lage vorab bekannte Fehlfunktionen zu erkennen, und das auch nur dann, wenn diese anhand eindeutiger vorab bekannter Kriterien feststellbar sind. Dies gilt entsprechend natürlich auch für Diagnoseverfahren. Dabei ist der Kreis der diagnostizierbaren Fehlerursachen zwar durch anwendungs-spezifische und/oder unter Einsatz von speziellen Anwendungskenntnissen aufgestellte Diagnoseverfahren, wie sie z. B. in der WO 2008/151971 A1 der Anmelderin beschrieben sind, durchaus erweiterbar; letztendlich kann aber auch hier nur dann eine zuverlässige Diagnose gestellt werden, wenn ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Fehlerursache und deren erkennbaren Auswirkungen besteht.
• In allen anderen – nachfolgend als Anwendungsprobleme – bezeichneten Fällen ist in der Regel eine eingehende Problemanalyse erforderlich, die beispielsweise durch einen Servicetechniker des Herstellers oder einen entsprechend qualifizierten Anwender vorgenommen wird. Derartige insb. nicht durch Überwachungs- oder Diagnoseverfahren handhabbare Anwendungsprobleme können sowohl bei der Inbetriebnahme als auch im laufenden Betrieb des Feldgeräts auftreten. Sie zeigen sich beispielsweise durch zunächst unerklärbare generell oder nur sporadisch auftretende Fehlmessungen.
• Sie treten beispielsweise beim Einsatz von Feldgeräten in komplexen Anwendungen auf, in denen eine Vielzahl verschiedener Parameter und/oder Umgebungseinflüsse miteinander Wechselwirken. Weitere Beispiele sind neuartige Anwendungen, in denen Feldgeräte eine bestimmten Art zuvor noch nicht eingesetzt worden sind, und Anwendungen in denen extreme oder unübliche Kombinationen von Feldgeräteinstellungen verwendet werden.
• Des Weiteren können Anwendungsprobleme z. B. durch gewählte Feldgeräteinstellungen oder Betriebsparametervorgaben verursacht werden, die einzelnen Parameter Werte zuweisen, die zwar unter Standartbedingungen grundsätzliche möglich und zulässig sind, in der speziellen Anwendung aufgrund der dort vorliegenden Bedingungen aber unter Umständen zu Fehlfunktionen, Fehlmessungen oder anderen Beeinträchtigungen der Feldgerätfunktionsfähigkeit führen können. Diese – häufig als Fehlparametrierung bezeichneten – gewählten Parametereinstellungen und/oder Parametervorgaben können im Gegensatz zu in allen Anwendungen unzulässigen Wertvorgaben für die jeweiligen Parameter nicht durch entsprechende im Feldgerät implementierte Editiergrenzen für die Werte dieser Parameter vermieden werden. Ein Beispiel hierzu ist die Einstellung der maximalen Reichweite eines mit Ultraschall arbeitenden Füllstands. Diese Messgeräte können Füllstände von gut reflektierenden Medien in einer Entfernung von bis zu 15 m vom Gerät messen. Die Einstellung von unter diesem Maximalwert liegenden Reichweiten können daher nicht durch entsprechende Editiergrenzen ausgeschlossen werden. Bei schlecht reflektierenden Medien ist die in der jeweiligen Anwendung erreichbare maximale Reichweite dieser Messgeräte jedoch, aufgrund der deutlich geringeren Signalamplitude des an der Füllgutoberfläche reflektierten Signals deutlich geringer, z. B. kleiner als 10 m. Die Einstellung einer maximalen Reichweite von 15 m stellt somit in einer solchen Anwendung eine Fehlparametrierung dar, die in der Regel ein Anwendungsproblem zur Folge hat.
• Beim Auftreten von Anwendungsproblemen bedarf es einer in der Regel sehr mühseligen Analyse aller im Feldgerät vorliegenden Parameter, um das zugrunde liegende Problem erkennen und beheben zu können. Je nach Feldgerättyp ist hier die detaillierte Prüfung einer großen Anzahl von betriebsrelevanten und unter Umständen auch wechselseitig voneinander abhängigen Parametern erforderlich, um die Problemursache zu finden. Dabei ist bei komplexen Feldgeräten, wie z. B. bei Messgeräten, regelmäßig eine Überprüfung, Analyse und Bewertung von weit über hundert Parametern erforderlich, um die Problemursache bestimmten zu können.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Hilfsmittel für die Analyse von Feldgerätparametern bei Anwendungsproblemen anzugeben.
• Hierzu besteht die Erfindung in einer Bewertungsvorrichtung zur Bewertung von Parametern eines Feldgeräts, mit
• – einer Schnittstelle, über die Parameter des Feldgeräts in die Bewertungsvorrichtung übertragbar sind,
• – einem Speicher,
• – in dem für jeden Parameter des Feldgeräts ein Parameterstandart vorgegeben ist, der für den jeweiligen Parameter mindestens einen Wertebereich vorgibt, innerhalb dessen der Wert dieses Parameters im Standartbetrieb liegt, und
• – einer Bewertungseinheit,
• – die anhand der Werte der Parameter, diejenigen Parameter ermittelt, deren Werte außerhalb mindestens eines Wertebereichs des zugehörigen Parameterstandarts liegen, und
• – eine gesonderte Ausgabe der ermittelten Parameter bewirkt.
• Gemäß einer Weiterbildung umfasst jeder Parameterstandart einen als Referenzwertebereich, einen als Vertrauenswertebereich und/oder einen als Maximalwertebereich ausgebildeten Wertebereich, wobei
• – der Referenzwertbereich eines Parameters diejenigen Werte umfasst, die dieser Parameter im Standardbetrieb in gewöhnlichen Anwendungen aufweist,
• – der Vertrauenswertebereich eines Parameters ein durch eine in Abhängigkeit von den Werten mindestens eines weiteren Parameters vorgegebene Regel bestimmter Wertebereich ist, der die Werte dieses Parameters umfasst, die dieser Abhängigkeit von den Werten der weiteren Parameter unter Einhaltung der Regel unter Einrechnung einer für diesen Parameter vorgegebenen Toleranz annehmen kann, und
• – der Maximalwertebereich eines Parameters ein größtmöglicher Wertebereich für den Wert des jeweiligen Parameters ist, bei dessen Überschreitung eine Beeinträchtigung einer Funktionsfähigkeit des Feldgeräts auftritt.
• Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Referenzwertebereich und/oder mindestens ein Maximalwertebereich durch im Speicher zahlenmäßig abgelegte Werte für dessen Untergrenze, dessen Obergrenze oder dessen Unter- und dessen Obergrenze für den Wert des jeweiligen Parameters vorgegeben.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfassen die Parameter im Feldgerät wertmäßig oder qualitativ erfasste zugängliche Informationen, insb.
• – werkseitig im Feldgerät implementierte Daten,
• – feldgerät-spezifische Kenndaten,
• – anwendungs-spezifische Vorgaben,
• – werkseitig oder im Rahmen einer Inbetriebnahme des Feldgeräts ermittelte Abgleichswerte,
• – werkseitig oder vom Anwender vorgegebene Betriebsparameter,
• – vom Anwender vorgenommene Einstellungen, und/oder
• – Messwerte und/oder deren historischen Verlauf.
• Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Bewertungsvorrichtung integraler Bestandteil des Feldgeräts oder integraler Bestandteil einer an das Feldgerät anschließbaren dem Feldgerät übergeordneten Einheit, insb. einer Warte oder eines Prozessleitsystems.
• Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist die Schnittstelle der Bewertungsvorrichtung über eine drahtlose oder leitungsgebundene Verbindung an eine Ausgabeeinrichtung des Feldgeräts oder an eine Ausgabeeinrichtung einer an das Feldgerät anschließbaren dem Feldgerät übergeordneten Einheit, insb. einer Wade oder eines Prozessleitsystems, anschließbar.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Schnittstelle eine Internetanbindung auf, über die die Parameter unmittelbar vom Feldgerät, von einer an das Feldgerät angeschlossenen dem Feldgerät übergeordneten Einheit oder auf andere Weise über das Internet in die Bewertungseinrichtung übertragbar sind.
• Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bewertungsvorrichtung ein tragbares Gerät, das über die Schnittstelle
• – an eine Ausgabeeinrichtung des Feldgeräts,
• – an eine an das Feldgerät angeschlossene Kommunikationsvorrichtung, insb. eine Datenbusleitung, oder
• – an eine Ausgabeeinrichtung einer dem Feldgerät übergeordneten Einheit, insb. eine Warte oder ein Prozessleitsystem,
anschließbar ist.
• Die erfindungsgemäße Bewertungsvorrichtung bietet den Vorteil, dass sie selbsttätig aus der großen Anzahl der Parameter des Feldgeräts gezielt diejenigen ermittelt, die von dem durch die Wertebereiche vordefinierten Standart abweichen und damit für die Analyse des jeweiligen Anwendungsproblems möglicher Weise relevant sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Überwachungs- und oder Diagnosevorrichtungen ist sie dabei auch in der Lage, vom Standart abweichende Parameter zu bestimmten, die weder ein Ausschlusskriterium verletzen, noch eine einwandfreie Diagnose ermöglichen.
• Sie bietet eine strukturierte übersichtliche Ausgabe dieser vom Parameterstandard abweichenden Parameter, die ihrem Verwender einen gezielten, schnellen, nicht durch die Vielzahl der sehr wahrscheinlich für die Beurteilung irrelevanten Parameter belasteten Einstieg in die Problemanalyse ermöglicht.
• Die Erfindung und weitere Vorteile werden nun anhand der Figur der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert.
• 1 zeigt. eine erfindungsgemäße Bewertungsvorrichtung zusammen mit einem Anwendungsbeispiel eines Feldgeräts.
• 1 zeigt eine erfindungsgemäße Bewertungsvorrichtung 1 zur Bewertung von Parametern P eines Feldgeräts 3 zusammen mit einem Anwendungsbeispiel, bei dem mit dem Feldgerät 3 ein Füllstand L gemessen wird.
• Die erfindungsgemäße Bewertungsvorrichtung 1 ist ein technisches Hilfsmittel, dass beim Auftreten von Anwendungsproblemen die Problemanalyse erleichtert und beschleunigt.
• Anwendungsprobleme umfassen Fehlfunktionen von Feldgeräten, insb. Fehlmessungen, Messgenauigkeitsbeeinträchtigungen oder Störungen, die aus zunächst ungeklärter Ursache bei der Inbetriebnahme und/oder während des laufenden Betriebs des Feldgeräts 3 in einer konkreten Anwendung an einem Einsatzort auftreten.
• Die Erfindung ist in Verbindung mit beliebigen Feldgeräten 3 einsetzbar, in denen Parameter P abgelegt sind, die ausgelesen, ausgegeben oder abgefragt werden können oder in sonstiger Weise zugänglich sind. Als Beispiel ist hier ein nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Füllstandsmessgerät dargestellt, das mittels einer Antenne 5 Mikrowellensignale S in Richtung eines Füllguts 7 in einen Behälter 9 sendet, deren an der Füllgutoberfläche reflektierten Reflektionssignale R empfängt und anhand der für den Weg zur Füllgutoberfläche und zurück benötigten Signallaufzeit und der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Mikrowellen einen Füllstand L im Behälter 9 bestimmt.
• Parameter P im Sinne der Erfindung umfassen alle im Feldgerät 3 wertmäßig oder qualitativ erfassten zugänglichen Informationen. Hierzu zählen insb.
• – werkseitig im Feldgerät 3 implementierte Daten, wie z. B. Kalibrationsdaten,
• – feldgerät-spezifische Kenngrößen, wie z. B. ein verwendeter Antennentyp, eine maximale Reichweite oder ein maximaler Messbereich,
• – anwendungs-spezifische Vorgaben, wie z. B. Werte physikalischer Eigenschaften von Medien am Einsatzort, Angaben über Einbaumodalitäten des Feldgeräts 3 etc.,
• – werkseitig oder im Rahmen einer Inbetriebnahme des Feldgeräts 3 ermittelte Abgleichswerte, wie z. B. eine Nullpunkteinstellung,
• – werkseitig oder vom Anwender vorgegebene Betriebsparameter, wie z. B. eine Integrationszeit für eine Messwertbestimmung,
• – vom Anwender vorgenommene Einstellungen, wie z. B. eine Messbereichsauswahl oder eine Messrate, sowie
• – Messwerte und/oder deren historischer Verlauf.
• Die Bewertungsvorrichtung 1 weist eingangsseitig eine Schnittstelle 11 auf, über die die aus dem Feldgerät 3 auslesbaren oder vom Feldgerät 3 ausgebbaren Werte der Parameter P des Feldgeräts 3 in die Bewertungsvorrichtung 1 übertragbar sind. Die Übertragung kann beispielsweise sukzessive, in Parameterblöcken oder auf andere Weise erfolgen. Dabei kann die Bewertungsvorrichtung 1 beispielsweise als passiver Empfänger fungieren oder die Parameter P aktiv auslesen. In der Bewertungsvorrichtung 1 werden die Parameter P einer Bewertungseinheit 13, z. B. einem mit entsprechender Software ausgestatteten Mikroprozessor, zugeführt, die die Parameter P anhand von in einem zugeordneten Speicher 15 abgelegten Parameterstandarts ST(P) bewertet.
• In dem Speicher 15 ist hierzu für jeden einzelnen Parameter P_i ein Parameterstandart ST(P_i) vorgegeben, der für den jeweiligen Parameter P_i mindestens einen Wertebereich definiert, innerhalb dessen der Wert dieses Parameters P_i im Standardbetrieb des Feldgeräts 3 liegt.
• Erfindungsgemäß ermittelt die Bewertungseinheit 13 anhand der Werte aller zu ihr übertragenen Parameter P = [P₁, ..., P_n] diejenigen Parameter P_k, deren Werte außerhalb mindestens eines Wertebereichs des zugehörigen Parameterstandarts ST(P_k) liegen, und bewirkt eine gesonderte Ausgabe dieser ermittelten Parameter P_k
• Neben den gesondert ausgegebenen außerhalb des zugerhörigen Parameterstandarts ST(P_k) liegenden Parametern P_k können darüber hinaus natürlich auch alle anderen Parameter P_i,i≠k grundsätzlich, oder auf eine gezielte Abfrage hin ausgegeben werden.
• Je nach Art und Funktion des jeweiligen Parameters P_i kann der zugehörige Parameterstandart ST(P_i) einen als Referenzwertebereich R(P_i), einen in Abhängigkeit von mindestens einem weiteren Parameter P_j definierten Vertrauenswertebereich V(P_i) und/oder einen als Maximalwertebereich M(P_i) ausgebildeten Wertebereich umfassen.
• Referenzwertebereiche R(P_i) umfassen ausschließlich diejenigen Werte des jeweiligen Parameters P_i, die dieser im Standardbetrieb des Feldgeräts 3 in gewöhnlichen Anwendungen annimmt. Sie beruhen z. B. auf Erfahrungswerten und werden durch im Speicher 15 zahlenmäßig abgelegte Werte für eine Untergrenze, eine Obergrenze oder eine Unter- und eine Obergrenze für den Wert des jeweiligen Parameters P_i vorgegeben. So liegt die Integrationszeit über die die sukzessive gemessenen Laufzeiten im Füllstandsmessgerät zur Bestimmung des Füllstands L gemittelt werden, in Standardanwendungen regelmäßig unter einem Wert von 10 Minuten. Entsprechend wird für den Parameter 'Integrationszeit' der Wert von 10 Minuten als Obergrenze im Speicher 15 abgelegt. Das bedeutet aber nicht, dass dieser Wert niemals überschritten werden darf. Es gibt durch aus Anwendungen in denen aufgrund von Besonderheiten am Einsatzort oder einer besonders gelagerten Messaufgabe längere Integrationszeiten, z. B. Integrationszeiten von mehreren Stunden, sinnvoll sind. Parameter P_i, die deren Referenzwertebereich R(P_i) überschreiten sind auch dann, wenn diese Überschreitung durch die spezielle Anwendung gerechtfertigte ist, auffällige Parameter, die für die Analyse von Anwendungsproblemen wichtige Hintergrundinformationen und Hinweise zur Problemursache liefern können.
• Während herkömmliche Überwachungs- und/oder Diagnoseeinrichtungen nur solche Bereichsüberschreitungen berücksichtigen, die entweder eine Verletzung eines strikten Ausschlusskriterium bewirken oder eine eindeutige Diagnose zulassen, liefert die erfindungsgemäße Bewertungseinrichtung 1 zusätzlich einen Hinweis auf diejenigen auffälligen und unter Umständen für die Auffindung der Problemursache relevanten Parameter P_k, die weder eine Verletzung eines strikten Ausschlusskriterium bewirken noch eine eindeutige Diagnose zulassen, wie dies z. B. bei durch eine Besonderheit der speziellen Anwendung bedingten Referenzwertebereichsüberschreitungen der Fall ist.
• Darüber hinaus gibt eine Vielzahl von Parametern P_i deren Werte eine durch eine Regel vorgegebene funktionale Abhängigkeit von Werten mindestens eines weiteren Parameters P_j aufweisen. Diese Regeln ergeben sich beispielsweise aus physikalischen Gesetzen, aus logischen Gesetzmäßigkeiten oder Strukturen von im Feldgerät 3 verwendeten Verfahren, oder aus einer gegenseitigen wechselseitigen Abhängigkeit oder Beeinflussung einzelner Parameter P_i, P_j untereinander.
• Ein Beispiel hierfür ist die Abhängigkeit der Amplitude des Reflektionssignals R von der Amplitude des gesendeten Mikrowellensignals S, der Einbauhöhe H des Füllstandsmessgeräts und dem gemessenen Füllstand L.
• Dabei liefert die durch die Regel vorgegebene funktionale Abhängigkeit des Wertes des jeweiligen Parameters P_i von den Werten der anderen Parameter P_j eine Berechnungsvorschrift für einen Erwartungswert EP_i für den Wert des jeweiligen Parameters P_i, mit dem unter Berücksichtigung einer für den jeweiligen Parameter P_i regelmäßig zu erwartenden Toleranzbreite ΔP_i ein Vertrauenswertebereich V(P_i) festgelegt werden kann. Für den Vertrauenswertebereich V(P_i) gilt somit: V(P_i) := [EP_i – ΔP_i, EP_i + ΔP_i] = [f(..., P_j, ...) – ΔP_i; f(..., P_j, ...) + ΔP_i] wobei f( ..., P_j, ...) die durch die funktionale Abhängigkeit gegebene Berechnungsvorschrift für den Erwartungswert EP_i als Funktion der Werte der anderen Parameter P_j ist. Die Toleranzbreiten ΔP_i können als Absolutwerte oder als Funktion des Werts mindestens eines weiteren Parameters P_m vorgegeben werden. Je nach Art des Parameters P_i und der zugehörigen Regel, kann der Vertrauenswertebereich V(P_i) natürlich auch nur durch eine Bereichsobergrenze bzw. nur durch eine Bereichsuntergrenze festgelegt sein.
• Dabei können je nach Art des Parameters P_i und des Feldgeräts 3 auch zwei oder mehr Regeln für ein und denselben Parameters P_i aufgestellt und durch eine entsprechende Anzahl von Vertrauenswertebereichen V_l(P_i) in der Bewertungsvorrichtung 1 hinterlegt werden.
• Hier können ganz bewusst auch solche Regeln berücksichtigt werden, die nicht auf einem Ausschlusskriterium beruhen und/oder keine Diagnose ermöglichen. Ebenso können Regeln eingesetzt werden, die im Standardbetrieb üblicher Weise eingehalten werden, deren Verletzung aber z. B. in besonders gelagerten Anwendungen durch aus sinnvoll sein kann. Ein Beispiel hierfür ist die Bewertung der Einbauhöhe H des Füllstandsmessgerät in Relation zu einer Reichweite innerhalb deren das Gerät Messungen ausführen kann. Im Standardbetrieb wird die Einbauhöhe H immer geringer als die Reichweite des Feldgerät 3 sein. In Anwendungen, in denen der Füllstand L im Behälter 9 nicht unter einen vorgegebenen Mindestwert L_min, z. B. auf der Hälfte der Einbauhöhe H, absinken kann oder darf, kann diese Regelverletzung jedoch gewollt und zur auf den Behälterboden bezogenen Messung des Füllstands L auch sinnvoll und richtig sein.
• Liegt der Wert eines Parameters P_i außerhalb eines der für diesen Parameter P_i hinterlegten Vertrauenswertebereiche V_l(P_i), so ist der Wert unregelmäßig. Genau wie die zuvor beschriebenen auffälligen Parameter P_k ^R liefern auch die unregelmäßigen Parameter P_k ^V unter Umständen für die Analyse von Anwendungsproblemen wichtige Hintergrundinformationen und Hinweise zur Problemursache, und zwar auch dann, wenn die jeweilige Bereichsüberschreitung durch die spezielle Anwendung begründet und gerechtfertigt ist.
• Alternativ und/oder zusätzlich zum Referenzwertebereich R(P_i) und den Vertrauenswertebereichen V(P_i) kann für jeden Parameter P_i ein Maximalwertebereich M(P_i) im zugehörigen Parameterstandard ST(P_i) hinterlegt werden. Die Maximalwertebereiche M(P_i) umfassen jeweils den größtmöglichen Wertebereich, den die Werte des jeweiligen Parameters P_i einnehmen können, ohne dass dadurch die Funktionsfähigkeit des Feldgeräts 3 von vorneherein ausgeschlossen ist. D. h. im Umkehrschluss, dass die Funktionsfähigkeit des Feldgeräts 3 nicht mehr gewährleistet ist, wenn der jeweiligen Parameter P_i seinen Maximalwertebereich M(P_i) überschreitet. Parameter P_i, deren Werte den zugehörigen Maximalwertebereich M(P_k) überschreiten, sind unzulässige Parameter P_k ^M, und damit bei der Analyse von Anwendungsproblemen unbedingt zu berücksichtigen.
• Diese maximal zulässigen Wertebereiche M(P_i) können genau wie die Referenzwertebereiche R(P_i) durch im Speicher 15 zahlenmäßig abgelegte Werte für eine Untergrenze, eine Obergrenze oder eine Unter- und eine Obergrenze für den Wert des jeweiligen Parameters P_i vorgegeben werden. Die Werte der einzelnen Ober- bzw. Untergrenzen ergeben sich regelmäßig aus den Grundvoraussetzungen für die Funktionsfähigkeit des Feldgeräts 3. So darf beispielsweise die Dielektrizitätskonstante des Füllguts 7 eine vorgegebene Mindestgrenze nicht unterschreiten, da die Amplituden der an diesem Füllgut 7 reflektierten Mikrowellensignale andernfalls unter einen messtechnisch erfassbaren Wert absinken würde.
• Die gesonderte Ausgabe der Parameter P_k deren Wert mindestens einen Werbebereich des zugehörigen Parameterstandards ST(P_i) überschreitet erfolgt beispielsweise graphisch über eine in der Bewertungsvorrichtung 1 vorgesehene oder daran angeschlossene Anzeige 17. Alternativ oder zusätzlich hierzu erfolgt die Ausgabe beispielsweise über eine an die Bewertungseinheit 13 angeschlossene Ausgabevorrichtung 19, über die die Information über die ermittelten Parameter P_k in digitaler oder analoger Form einer weiteren Anzeige, Auswertung und oder Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden.
• Vorzugsweise unterteilt die Bewertungseinheit 13 die auffälligen Parameter P_k in den unterschiedlichen Wertebereichsarten zugeordnete Gruppen, und bewirkt deren gesonderte Ausgabe gruppenweise. Dabei werden alle Parameter P_k ^M, deren Werte außerhalb der für sie geltenden Maximalwertebereiche M(P_k) liegen, in einem Ausgabeblock A1 als unzulässige Parameter zusammengefasst und ausgegeben. Entsprechend werden alle Parameter P_k ^R, deren Werte außerhalb der für sie geltenden Referenzwertebereiche R(P_k) liegen, in einem Ausgabeblock A2 als auffällige Parameter zusammengefasst und ausgegeben, und alle Parameter P_k ^V, deren Werte außerhalb mindestens eines der für sie geltenden Vertrauenswertebereiche V(P_k) liegen, in einem Ausgabeblock A3 als von der Regel abweichende Parameter zusammengefasst und vorzugsweise zusammen mit der bzw. den durch diesen Parameter P_k jeweils verletzten Regel ausgegeben. Innerhalb eines Ausgabeblocks A1, A2, A3 werden die einzelnen Parameter P_k vorzugsweise der Größen ihrer jeweiligen Bereichsüberschreitung nach sortiert angeführt.
• Vorzugsweise bestimmt die Bewertungseinheit 13 darüber hinaus diejenigen Parameter P_k, die mehr als einen Wertebereich des zugehörigen Parameterstandarts ST(P_k) überschreiten, und dementsprechend parallel in mehr als einem Ausgabeblock A1, A2, A3 enthalten sind. Diese werden vorzugsweise innerhalb der einzelnen Ausgabeblock A1, A2, A3 mit einem entsprechenden Hinweis N auf die unterschiedlichen von dem Wert dieses Parameters P_k überschrittenen Wertebereiche versehen, und/oder in einem weiteren Ausgabeblock A_# gesondert angegeben. Der Hinweis N kann ein zusammen mit dem jeweiligen Parameter P_k ausgegebener und/oder angezeigter Kommentar und/oder – wie hier dargestellt – eine in der Anzeige 17 angezeigte besondere grafische Kennzeichnung oder Hervorhebung sein.
• 1 zeigt in der Anzeige 19 ein Bewertungsergebnis, bei dem die Parameter P₁, P₇, P₂₅ außerhalb des jeweils zugehörigen Maximalwertebereichs M(P_i), die Parameter P₃, P₁₁, P₂₅ außerhalb des jeweils zugehörigen Referenzwertebereichs R(P_i) und die Parameter P₁, P₄ außerhalb mindestens eines der zugehörigen Vertrauenswertebereiche V_l(P_i) liegen.
• Die einzelnen Parameter P_k sind in den zugehörigen Ausgabeblöcken A1, A2, A3 jeweils der Größe der Bereichsüberschreitung nach sortiert aufgelistet. Zusätzlich ist in der Anzeige 17 vorzugsweise die Größe der jeweiligen Bereichsüberschreitung angezeigt. Dies erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form einer prozentualen auf die jeweils über- bzw. unterschrittene Bereichsgrenze bezogene Angabe, die bei Überschreitung einer Bereichsobergrenze mit einem positiven und bei Unterschreitung einer Bereichsuntergrenze mit einem negativen Vorzeichen angegeben ist.
• Vorzugsweise wird zusammen mit jedem der gesondert ausgegebenen Parameter P_k eine Kurzbeschreibung oder ein Kurztitel K des dem jeweiligen Wertebereich M(P_k), R(P_k), V_l(P_k) zugrunde liegenden Sachverhalts, wie z. B. 'Einbauhöhe größer als Reichweite' ausgegeben.
• Parallel in mehreren Anzeigeblöcken auftretende Parameter sind durch den Hinweis N – hier Verbindungspfeile – in Verbindung zueinander gesetzt und optisch hervorgehoben, und darüber hinaus im Ausgabeblock A#, vorzugsweise ebenfalls sortiert nach der Größe der jeweiligen Bereichsüberschreitung und/oder der Anzahl der durch den jeweiligen Parameter P_k überschrittenen Wertebereiches, zusammengefasst angezeigt.
• Dem Anwender der Bewertungseinrichtung 1 steht damit eine übersichtliche, strukturierte Zusammenfassung aller vom Standart abweichenden Parameter P_k zur Verfügung, die aufgrund der regelmäßig sehr geringen Anzahl hier enthaltenen Parameter P_k einen guten Überblick liefert, der es deutlich leichter macht, dass Anwendungsproblem zu verstehen. Aufgrund der geringen Anzahl der Parameter P_k können Abhängigkeiten und Zusammenhänge zwischen den diesen Parametern P_k, die gegebenenfalls Ursache des Anwendungsproblem sein können, leichter erkannt und verstanden werden. Da die Bewertungseinrichtung 1 neben Verletzungen von Ausschlusskriterien über die Referenzwertebereiche R(P_i) auch Abweichungen vom Standartbetrieb, und über die Vertrauenswertebereiche V(P_i) auch Abweichungen vom regelkonformen Verhalten registriert, umfassen die von der Bewertungseinrichtung 1 gesondert ausgegebenen Parameter P_k in der Regel alle für das Verständnis und die Analyse des Anwendungsproblems relevanten Parameter P_k.
• Die für die Bewertung erforderliche Übertragung der Parameter P_i des Feldgeräts 3 zur Bewertungseinrichtung 1 kann auf vielfältige Weise geschehen. Einige Varianten, die sich durch die Anordnung und die Ausgestaltung der Bewertungsvorrichtung 1 und die Form der Übertragung unterscheiden sind in 1 parallel zueinander schematisch dargestellt.
• Eine Variante besteht darin, die Bewertungsvorrichtung 1 als integralen Bestandteil des Feldgeräts 1 auszubilden, und dort beispielsweise bedarfsabhängig über eine entsprechende Bedienoberfläche des Feldgeräts 3 in Betrieb zu nehmen. In dem Fall ist die Schnittstelle 11 eine feldgerät-interne Schnittstelle, die im Feldgerät 3 beispielsweise – wie hier durch den Pfeil X1 dargestellt unmittelbar an dessen Feldgerätelektronik 21 angebunden ist. Die Ausgabevorrichtung 19 der Bewertungsvorrichtung 1 kann zumindest in Teilen aus ohnehin im Feldgerät 3 vorgesehene für die Ausgabe vorgesehenen Einrichtungen aufgebaut sein. Entsprechend kann die Anzeige 17 eine ohnehin vorhandene Vorortanzeige des Feldgeräts 3 sein.
• Gemäß einer zweiten Variante kann die Bewertungsvorrichtung 1 über deren Schnittstelle 11 – wie in 1 durch den Pfeil X2 angedeutet – an eine entsprechende Ausgabeeinrichtung 23 einer dem Feldgerät 3 in der jeweiligen Anwendung übergeordneten Einheit 25, wie z. B. eine Warte oder ein Prozessleitsystems des Anwenders, angeschlossen sein, die ihrerseits wiederum über eine drahtlose oder leitungsgebundene Kommunikationseinrichtung 27 mit dem Feldgeräts 3 verbunden ist. Als Kommunikationseinrichtung 27 eignen sich insb. alle üblicher Weise für den Anschluss von Feldgeräten an übergeordnete Einheiten verwendeten Einrichtungen, wie z. B. Datenbusanbindungen oder Funkverbindungen. Diese Arten von Kommunikationseinrichtungen können auch für die drahtlose oder leitungsgebundene Verbindung X2 zwischen der Bewertungsvorrichtung 1 und der übergeordneten Einheit 25 verwendet werden.
• Alternativ hierzu kann die Bewertungsvorrichtung 1 auch als integraler Bestandteil der übergeordneten Einheit 25 ausgebildet sein. Bei dieser Variante ist die Schnittstelle 11 eine interne Schnittstelle innerhalb der übergeordneten Einheit 25.
• Eine weitere Variante besteht darin, die Bewertungsvorrichtung 1 als ein tragbares autonomes Gerät auszubilden. Über eine entsprechende Ausgestaltung der Schnittstelle 11 dieses tragbaren Geräts kann es unmittelbar – wie durch den Pfeil X3 dargestellt – an eine entsprechende Ausgabeeinrichtung 29 des Feldgeräts 3 angeschlossen werden. Alternativ kann es bei entsprechender Ausgestaltung der Schnittstelle 11 – wie hier durch den Pfeil X4 dargestellt an die das Feldgerät 3 mit der übergeordneten Einheit 25 verbindende Kommunikationseinrichtung 27, insb. eine Datenbusleitung, angeschlossen werden.
• Eine weitere Variante besteht darin, das tragbare Gerät wie bereits oben beschrieben über dessen entsprechend ausgestaltete Schnittstelle 11 an die Ausgabeeinrichtung 23 der übergeordneten Einheit 25 anzuschließen.
• Alternativ hierzu kann die Schnittstelle 11 mit einer Internetanbindung 31 ausgestattet sein, über die die Parameter P über das Internet in die Bewertungsvorrichtung 1 übertragbar sind. In dem Fall können die Parameter P über eine eine Datenübertragung über das Internet ermöglichende Ausgabeeinrichtung 33 des Feldgeräts 3 oder eine eine Datenübertragung über das Internet ermöglichende Ausgabeeinrichtung 35 der übergeordneten Einheit 25 unmittelbar über das Internet an die Bewertungsvorrichtung 1 übertragen werden. Alternativ können die Parameter P über eine hier nicht dargestellte an das Feldgerät 3 anschließbare Ausleseeinrichtung ausgelesen, und als Datei, z. B. über einen internetfähigen PC an die Bewertungsvorrichtung 1 übertragen werden. Die Übertragung der Parameter P über das Internet ist insb. dann von besonderem Vorteil, wenn Service-Techniker für die Behebung von Anwendungsproblemen von an weit voneinander entfernten Orten, insb. weltweit, eingesetzten Feldgeräten 3 zuständig sind.
• Um den Einsatz der erfindungsgemäßen Bewertungseinrichtung 1 für die Bewertung der Parameter P unterschiedlicher Feldgeräte 3 einsetzen zu können, können in dem Speicher 15 der Bewertungseinrichtung 1 parallel zueinander die Parameterstandards ST(P) für die Parameter P der unterschiedlichen Feldgeräte 3 abgelegt werden, und die Bewertungseinrichtung 1 mit einer Bedienoberfläche 37 ausgestattet werden, über die der Verwender der Bewertungseinrichtung 1 dasjenige Feldgerät 3 vorgibt, für dessen Parameter P er eine Bewertung benötigt.
• Bezugszeichenliste

1

Bewertungsvorrichtung

3

Feldgerät

5

Antenne

7

Füllgut

9

Behälter

11

Schnittstelle der Bewertungsvorrichtung

13

Bewertungseinheit

15

Speicher

17

Anzeige

19

Ausgabevorrichtung

21

Feldgerätelektronik

23

Ausgabeeinrichtung der übergeordneten Einheit

25

übergeordnete Einheit

27

Kommunikationseinrichtung

29

Ausgabeeinrichtung des Feldgeräts

31

Internetanbindung

33

Ausgabeeinrichtung des Feldgeräts

35

Ausgabeeinrichtung der übergeordneten Einheit

37

Bedienoberfläche

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• WO 2008/151971 A1 [0006]

Claims (7)

1. Bewertungsvorrichtung (1) zur Bewertung von Parametern (P) eines Feldgeräts (3), mit – einer Schnittstelle (11), über die Parameter (P) des Feldgeräts (3) in die Bewertungsvorrichtung (1) übertragbar sind, – einem Speicher (15), – in dem für jeden Parameter (P_i) des Feldgeräts ein Parameterstandart (ST(P_i)) vorgegeben ist, der für den jeweiligen Parameter (P_i) mindestens einen Wertebereich vorgibt, innerhalb dessen der Wert dieses Parameters (P_i) im Standartbetrieb liegt, und – einer Bewertungseinheit (13), – die anhand der Werte der Parameter (P_i), diejenigen Parameter (P_k) ermittelt, deren Werte außerhalb mindestens eines Wertebereichs des zugehörigen Parameterstandarts (ST(P_k)) liegen, und – eine gesonderte Ausgabe der ermittelten Parameter (P_k) bewirkt.
2. Bewertungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der – jeder Parameterstandart (ST(P_i)) einen als Referenzwertebereich (R(P_i)), einen als Vertrauenswertebereich (V(P_i)) und/oder einen als Maximalwertebereich (M(P_i)) ausgebildeten Wertebereich umfasst, wobei – der Referenzwertbereich (R(P_i)) eines Parameters (P_i) diejenigen Werte umfasst, die dieser Parameter (P_i) im Standardbetrieb in gewöhnlichen Anwendungen aufweist, – der Vertrauenswertebereich (V(P_i)) eines Parameters (P_i) ein durch eine in Abhängigkeit von den Werten mindestens eines weiteren Parameters (P_j) vorgegebene Regel bestimmter Wertebereich ist, der die Werte dieses Parameters (P_i) umfasst, die dieser Abhängigkeit von den Werten der weiteren Parameter (P_j) unter Einhaltung der Regel unter Einrechnung einer für diesen Parameter (P_i) vorgegebenen Toleranz (ΔP_i) annehmen kann, und – der Maximalwertebereich (M(P_i)) eines Parameters (P_i) ein größtmöglicher Wertebereich für den Wert des jeweiligen Parameters (P_i) ist, bei dessen Überschreitung eine Beeinträchtigung einer Funktionsfähigkeit des Feldgeräts (3) auftritt.
3. Bewertungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der mindestens ein Referenzwertebereich R(Pi) und/oder mindestens ein Maximalwertebereich (M(P_i)) durch im Speicher (15) zahlenmäßig abgelegte Werte für dessen Untergrenze, dessen Obergrenze oder dessen Unter- und dessen Obergrenze für den Wert des jeweiligen Parameters (P_i) vorgegeben ist.
4. Bewertungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Parameter (P) im Feldgerät (3) wertmäßig oder qualitativ erfasste zugängliche Informationen, insb. – werkseitig im Feldgerät (3) implementierte Daten, – feldgerät-spezifische Kenndaten, – anwendungs-spezifische Vorgaben, – werkseitig oder im Rahmen einer Inbetriebnahme des Feldgeräts (3) ermittelte Abgleichswerte, – werkseitig oder vom Anwender vorgegebene Betriebsparameter, – vom Anwender vorgenommene Einstellungen, und/oder – Messwerte und/oder deren historischen Verlauf umfassen.
5. Bewertungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Bewertungsvorrichtung (1) integraler Bestandteil des Feldgeräts (3) oder integraler Bestandteil einer an das Feldgerät (3) anschließbaren dem Feldgerät (3) übergeordneten Einheit (25), insb. einer Warte oder eines Prozessleitsystems, ist.
6. Bewertungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Schnittstelle 11 der Bewertungsvorrichtung (1) über eine drahtlose oder leitungsgebundene Verbindung (X2, X3) an eine Ausgabeeinrichtung (29) des Feldgeräts (3) oder eine Ausgabeeinrichtung (23) einer an das Feldgerät (3) anschließbaren dem Feldgerät (3) übergeordneten Einheit (25), insb. einer Warte oder eines Prozessleitsystems, anschließbar ist. 7. Bewertungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Schnittstelle 11 eine Internetanbindung (31) aufweist, über die die Parameter (P) unmittelbar vom Feldgerät (3), von einer an das Feldgerät (3) angeschlossenen übergeordneten Einheit (25) oder auf andere Weise über das Internet in die Bewertungseinrichtung (1) übertragbar sind.
7. Bewertungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Bewertungsvorrichtung (1) ein tragbares Gerät ist, das über die Schnittstelle (11) – an eine Ausgabeeinrichtung (29) des Feldgeräts (3), – an eine an das Feldgerät (3) angeschlossene Kommunikationsvorrichtung (27), insb. eine Datenbusleitung, oder – an eine Ausgabeeinrichtung (23) einer dem Feldgerät (3) übergeordneten Einheit (25), insb. eine Warte oder ein Prozessleitsystem, anschließbar ist.

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