DE102012103545A1 - Device for a controlled technical installation and method for identifying a device for a controlled technical installation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (1) für eine gesteuerte technische Anlage, wobei die Einrichtung (1) eine digital-elektronische Verarbeitungsvorrichtung (3) aufweist. Die Verarbeitungsvorrichtung (3) weist eine erste Schnittstelle (4) auf, die mit einem Feldbussystem zur Anlagensteuerung datenleitend verbindbar ist. Die Einrichtung (1) weist eine datenleitend mit der Verarbeitungsvorrichtung (3) verbundene Kommunikationseinrichtung (7) auf, die einem Benutzer Informationen übermittelt. Die Verarbeitungsvorrichtung (3) weist eine Aktivierungseinrichtung (5) zur Aktivierung einer Übertragung einer Identifikationsnachricht durch die Kommunikationseinrichtung (7) an den Benutzer auf. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Identifikation einer Einrichtung (1) für eine gesteuerte technische Anlage mit Hilfe eines tragbaren digital-elektronischen Identifikationsgeräts eines Benutzers. Die Einrichtung (1) und eine Anlage tauschen Steuerungsinformationen über eine erste Schnittstelle (4) gemäß einer vorgegebenen Anlagensteuerungsfeldbusregel aus. Ausgelöst durch ein über eine zweite Schnittstelle (6) empfangenes Aktivierungssignal wird eine Identifikationsnachricht von einer Kommunikationseinrichtung (7) der Einrichtung an das Identifikationsgerät übermittelt.The invention relates to a device (1) for a controlled technical system, wherein the device (1) has a digital-electronic processing device (3). The processing device (3) has a first interface (4) which can be connected to a fieldbus system for system control in a data-conducting manner. The device (1) has a communication device (7) connected to the data processing device (3) and communicating information to a user. The processing device (3) has an activation device (5) for activating a transmission of an identification message by the communication device (7) to the user. The invention also relates to a method for identifying a device (1) for a controlled technical system by means of a portable digital-electronic identification device of a user. The device (1) and a system exchange control information via a first interface (4) according to a predetermined plant control fieldbus rule. Triggered by an activation signal received via a second interface (6), an identification message is transmitted from a communication device (7) of the device to the identification device.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für eine gesteuerte technische Anlage, wobei die Einrichtung eine digital-elektronische Verarbeitungsvorrichtung aufweist, wobei die Verarbeitungsvorrichtung eine erste Schnittstelle aufweist, die mit einem Feldbussystem zur Anlagensteuerung datenleitend verbindbar ist, und wobei die Einrichtung eine datenleitend mit der Verarbeitungsvorrichtung verbundene Kommunikationseinrichtung aufweist, die einem Benutzer Informationen übermittelt.The invention relates to a device for a controlled technical system, wherein the device has a digital-electronic processing device, wherein the processing device has a first interface, which is data conductively connectable to a fieldbus system for system control, and wherein the device is a data-conducting connected to the processing device communication device that conveys information to a user.
Bei solchen Einrichtungen zur Steuerung beispielsweise lebensmitteltechnischer oder pharmatechnischer Produktionsanlagen kann es sich zum einen um Sensoren, wie z. B. Füllstandsensoren, Abstandsensoren, Drucksensoren und Temperatursensoren und zum anderen um Aktoren, wie z. B. elektrisch ansteuerbare bzw. betätigbare Ventile, Pumpen, Heiz- und Kühlgeräte und Förderer handeln.In such devices for controlling, for example, food or pharmaceutical production plants, it may be on the one hand to sensors such. B. level sensors, distance sensors, pressure sensors and temperature sensors and on the other to actuators such. B. electrically controllable or actuatable valves, pumps, heaters and coolers and conveyors act.
In einer technischen Anlage sind eine Vielzahl solcher Sensoren und Aktoren sowohl gleicher als auch verschiedener Bauart zur Steuerung der technischen Anlage vorgesehen und üblicherweise über ein Feldbussystem untereinander und mit einem Steuergerät datenleitend verbunden. Bei dem Steuergerät kann es sich beispielsweise um einen Leitrechner oder ein Leitsystem handeln, der/das in einer Leitwarte angeordnet ist. Bei der Verarbeitungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller oder einen ASIC handeln, mit dem Messwerte verarbeitet, über den Feldbus empfangene Steuerungsbefehle verarbeitet oder andere Funktionen der Einrichtung gesteuert werden.In a technical system, a large number of such sensors and actuators of the same type as well as of a different design are provided for controlling the technical system and are usually connected to one another in terms of data via a fieldbus system and with a control unit. The control device can be, for example, a master computer or a control system which is arranged in a control room. The processing device can be, for example, a microprocessor, a microcontroller or an ASIC, with which measured values are processed, control commands received via the fieldbus are processed or other functions of the device are controlled.
Oftmals ist es erforderlich, eine bestimmte in einer technischen Anlage eingesetzte Einrichtung zu identifizieren, um beispielsweise eine Reparatur der Einrichtung vorzunehmen, die Einrichtung zu warten oder die technische Anlage in Betrieb zu nehmen.Often, it is necessary to identify a particular device used in a technical installation, for example to perform a repair of the device, to maintain the device or to put the technical system into operation.
Zu diesem Zweck ist es bekannt, einen geeigneten Steuerungsbefehl über den Feldbus an die erste Schnittstelle der zu identifizierenden Einrichtung zu senden und die Einrichtung zu veranlassen, sich beispielsweise durch ein blinkendes Display einem Benutzer zu identifizieren.For this purpose, it is known to send a suitable control command via the fieldbus to the first interface of the device to be identified and to cause the device to identify itself to a user, for example by means of a flashing display.
Eine solche manuelle Manipulation einer Einrichtung über den Feldbus kann zu einer Störung der Anlagensteuerungskommunikation beispielsweise durch einen Bedienfehler führen. Aus Sicherheitsgründen ist ein solcher Zugriff daher im laufenden Betrieb üblicherweise nicht zulässig. Zur Identifikation einer Einrichtung muss die Anlage daher zunächst angehalten werden, wodurch hohe Kosten verursacht werden.Such a manual manipulation of a device via the fieldbus can lead to a disruption of the plant control communication, for example due to an operator error. For security reasons, such access is therefore usually not permitted during operation. To identify a device, therefore, the system must first be stopped, which causes high costs.
In einer technischen Anlage sind häufig mehrere Einrichtungen desselben Typs verbaut. Bei einer Identifizierung einer dieser Einrichtungen über den Feldbus besteht daher immer die Möglichkeit, dass ein Bediener fälschlicherweise eine Einrichtung über den Feldbus manipuliert und identifiziert, die nicht der eigentlich zu identifizierenden Einrichtung entspricht.In a technical system often several devices of the same type are installed. Therefore, when identifying one of these devices via the fieldbus, there is always the possibility that an operator will falsely manipulate and identify a device over the fieldbus that does not correspond to the device actually to be identified.
Ein Zugriff auf die Einrichtungen über den Feldbus kann zudem nur von speziell geschulten Technikern durchgeführt werden. Die beispielsweise zur Wartung der Einrichtungen eingesetzten Techniker verfügen häufig nicht über die für einen Zugriff auf den Feldbus notwendigen Kenntnisse. Daher muss eine Wartung üblicherweise durch mindestens zwei Spezialisten vorgenommen werden, wobei ein erster die Kommunikation mit der Einrichtung über den Feldbus vornimmt und ein zweiter die eigentliche Wartung der Einrichtung durchführt. Dies erhöht die Wartungskosten erheblich. Weiterhin ist der Fall der Inbetriebnahme betroffen und der damit im Zusammenhang stehende sog. ”Loop Checks”, bei dem geprüft wird, ob jedes Feldgerät an der richtigen Stelle mit dem Leitsystem verdrahteet wurde.In addition, access to the devices via the fieldbus can only be carried out by specially trained technicians. For example, technicians who are used to maintain the equipment often lack the knowledge necessary to access the fieldbus. Therefore, maintenance usually needs to be performed by at least two specialists, with a first communicating with the device via the fieldbus and a second performing the actual maintenance of the device. This increases the maintenance costs considerably. Furthermore, the case of commissioning is affected and the related so-called "loop checks", in which it is checked whether each field device has been wired to the right place with the control system.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur Steuerung einer technischen Anlage und ein Verfahren zur Identifikation einer Einrichtung zur Steuerung einer technischen Anlage bereitzustellen, wodurch eine Identifikation der Einrichtung einfach und kostengünstig unter Vermeidung der voranstehend beschriebenen Nachteile des Stands der Technik ermöglicht wird.The object of the invention is therefore to provide a device for controlling a technical system and a method for identifying a device for controlling a technical system, whereby an identification of the device is easily and inexpensively while avoiding the disadvantages of the prior art described above.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verarbeitungsvorrichtung eine Aktivierungseinrichtung zur Aktivierung einer Übertragung einer Identifikationsnachricht durch die Kommunikationseinrichtung an den Benutzer aufweist. Auf diese Weise kann ein Benutzer vor Ort eine Einrichtung ohne Zugriff auf den Feldbus dazu veranlassen, sich gegenüber dem Benutzer mit der Kommunikationseinrichtung zu identifizieren. Bei der Aktivierungseinrichtung kann es sich sowohl beispielsweise um einen selbstständigen, für die Aktivierung vorgesehenen Mikroprozessor, ASIC oder ähnliches als auch um mit der Verarbeitungsvorrichtung verarbeitete Funktion handeln. Um die Zuordnung einer Einrichtung für den Benutzer weiter zu vereinfachen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Identifikationsnachricht ein zu einem tragbaren Identifikationsgerät kompatibles Datenformat aufweist. Auf diese Weise kann die Identifikationsnachricht an das Identifikationsgerät des Benutzers übertragen werden und beispielsweise Informationen über die Einrichtung auf einem Display des Informationsgerätes dem Benutzer angezeigt werden.This object is achieved in that the processing device has an activation device for activating a transmission of an identification message by the communication device to the user. In this way, a local user can cause a device without access to the fieldbus to identify itself to the user with the communication device. The activation device may be, for example, a self-contained activation microprocessor, ASIC or the like, as well as a function processed by the processing device. In order to further simplify the assignment of a device to the user, it is provided according to the invention that the identification message has a data format that is compatible with a portable identification device. In this way, the identification message can be transmitted to the identification device of the user and, for example, information about the device can be displayed to the user on a display of the information device.
Über die Kommunikationseinrichtung können auch weitere Informationen an den Benutzer bzw. das Identifikationsgerät übertragen werden. Bei diesen weiteren Informationen kann es sich beispielsweise um aktuelle oder in einem Speicher hinterlegte Messwerte oder auch automatisch von der Einrichtung ermittelte Informationen über den technischen Zustand der Einrichtung handeln.The communication device can also provide further information to the user or the identification device are transmitted. This further information may be, for example, current or stored in a memory measurements or automatically determined by the device information about the technical condition of the device.
Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass es sich bei der Kommunikationseinrichtung um ein digital-elektronisches Anzeigegerät handelt. Bei diesem Anzeigegerät kann es sich beispielsweise um ein an einem Gehäuse der Einrichtung angeordnetes LCD-Display handeln. Auf diesem LCD-Display können zum einen für den Benutzer lesbare Identifikationsnachrichten und andere Informationen angezeigt werden, und zum anderen die Identifikationsnachricht und auch andere Informationen in einem Datenformat angezeigt werden, das von einem Identifikationsgerät interpretiert werden kann.According to the invention, it is advantageously provided that the communication device is a digital-electronic display device. This display device can be, for example, an LCD display arranged on a housing of the device. On this LCD display can be displayed for a user readable identification messages and other information, and on the other hand, the identification message and other information displayed in a data format that can be interpreted by an identification device.
Zur Erfassung der auf dem Anzeigegerät angezeigten Identifikationsnachrichten bzw. weiteren Informationen durch das Identifikationsgerät kann das Identifikationsgerät beispielsweise mit einer geeigneten Kamera ausgestattet sein.For detecting the identification messages displayed on the display device or other information by the identification device, the identification device can be equipped, for example, with a suitable camera.
Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass es sich bei der Kommunikationseinrichtung um ein optisches oder akustisches Sendemodul handelt. Beispielsweise kann es sich bei der Kommunikationseinrichtung um eine geeignete Signallampe oder um einen Lautsprecher handeln, der ein für einen Benutzer sichtbares oder hörbares und interpretierbares Signal aussendet.However, it is also possible and provided according to the invention that the communication device is an optical or acoustic transmission module. For example, the communication device may be a suitable signal lamp or a speaker that emits a signal that is visible or audible and interpretable to a user.
Es ist aber auch möglich, dass es sich bei der Kommunikationseinrichtung beispielsweise um einen Infrarotsender oder um einen Lautsprecher handelt, der ein hochfrequentes akustisches Signal aussendet. Dieses Signal kann dann mit geeigneten Erfassungsvorrichtungen von dem Identifikationsgerät des Benutzers erfasst, verarbeitet und beispielsweise auf einem Display des Informationsgerätes in Textform dargestellt werden.But it is also possible that it is the communication device, for example, an infrared transmitter or a speaker that emits a high-frequency acoustic signal. This signal can then be detected by suitable means of detection of the user's identification device, processed and displayed for example on a display of the information device in text form.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass es sich bei der Kommunikationseinrichtung um ein Funkmodul handelt. Beispielsweise kann zur Übertragung der Informationen auf Funkmodule die auf Grundlage bekannter Mobilfunkstandards wie GSM, UMTS oder HSDPA oder auch auf kostengünstig verfügbare WLAN-Funkmodule zurückgegriffen werden.In a particularly advantageous embodiment of the inventive concept, it is provided that the communication device is a radio module. For example, for the transmission of the information on radio modules based on known mobile radio standards such as GSM, UMTS or HSDPA or on low-cost available wireless radio modules can be used.
Um die Übermittlung der Identifikationsnachricht zu aktivieren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verarbeitungsvorrichtung mindestens eine zweite Schnittstelle aufweist, um ein Aktivierungssignal von dem Benutzer zu empfangen. Auf diese Weise kann die Übertragung der Identifikationsnachricht vor Ort von einem Benutzer ausgelöst werden.In order to activate the transmission of the identification message, it is provided according to the invention that the processing device has at least one second interface in order to receive an activation signal from the user. In this way, the transmission of the identification message can be triggered locally by a user.
Zu diesem Zweck ist vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die zweite Schnittstelle datenleitend mit einer manuell betätigbaren Betätigungsvorrichtung verbunden ist. Bei der Betätigungsvorrichtung kann es sich beispielweise um ein an dem Gehäuse der Einrichtung angeordneten Schalter oder Taster handeln. Bei Betätigung des Schalters oder Tasters durch den Benutzer wird die Kommunikationseinrichtung von der Aktivierungseinrichtung dazu veranlasst, die Identifikationsnachricht an den Benutzer bzw. an das tragbare Identifikationsgerät des Benutzers zu übermitteln.For this purpose, it is advantageously provided that the second interface is data-conducting connected to a manually operable actuator. The actuating device may, for example, be a switch or pushbutton arranged on the housing of the device. Upon actuation of the switch or button by the user, the communication device is caused by the activation device to transmit the identification message to the user or to the portable identification device of the user.
Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zweite Schnittstelle datenleitend mit der Kommunikationseinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise kann das Aktivierungssignal auch über die Kommunikationseinrichtung an die zweite Schnittstelle übermittelt werden.However, it is also possible and provided according to the invention that the second interface is data-conducting connected to the communication device. In this way, the activation signal can also be transmitted via the communication device to the second interface.
Beispielsweise kann es sich bei dem digital-elektronischen Anzeigegerät um einen berührungsempfindlichen Bildschirm handeln. Durch Betätigung eines entsprechenden Bereichs des berührungsempfindlichen Bildschirms durch den Benutzer wird das Aktivierungssignal von der Kommunikationseinrichtung an die zweite Schnittstelle übermittelt.For example, the digital-electronic display device may be a touch-sensitive screen. By actuating a corresponding area of the touch-sensitive screen by the user, the activation signal is transmitted from the communication device to the second interface.
Es ist aber auch möglich, dass das Aktivierungssignal von dem Identifikationsgerät des Benutzers beispielsweise über ein als Kommunikationseinrichtung eingesetztes Funkmodul an die zweite Schnittstelle übermittelt wird.But it is also possible that the activation signal is transmitted from the identification device of the user, for example via a wireless communication module used as a radio module to the second interface.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die zweite Schnittstelle datenleitend mit einer Überwachungseinrichtung verbunden ist, wobei die Überwachungseinrichtung zur Bestimmung eines unüblichen oder fehlerhaften Zustands der Einrichtung geeignet ist.In a particularly advantageous embodiment of the inventive idea it is provided that the second interface is data-conducting connected to a monitoring device, wherein the monitoring device is suitable for determining an unusual or faulty state of the device.
Bei der Überwachungseinrichtung kann es sich sowohl beispielsweise um ein getrennt von der Verarbeitungsvorrichtung angeordneten Mikroprozesser, ASIC oder ähnliches als auch um eine Funktion handeln, die mit der Verarbeitungsvorrichtung verarbeitet wird. Auf der Verarbeitungsvorrichtung können auch sämtliche erforderlichen Funktionen der Einrichtung verarbeitet werden.The monitoring device may be, for example, a microprocessor separate from the processing device, ASIC or the like, as well as a function that is processed by the processing device. All necessary functions of the device can also be processed on the processing device.
Moderne Einrichtungen weisen üblicherweise geeignete Diagnosefunktionen zur Überwachung des technischen Zustands der Einrichtung auf. Beispielsweise ist es möglich und häufig vorgesehen, dass Sensoren bei Erfassung eines außerhalb eines sensorspezifischen Messbereichs liegenden Messwerts ein entsprechendes Überwachungs- bzw. Diagnosesignal erzeugen.Modern devices usually have suitable diagnostic functions for monitoring the technical condition of the device. For example, it is possible and frequently provided for sensors to detect a measured value lying outside of a sensor-specific measuring range generate a corresponding monitoring or diagnostic signal.
Wird ein solcher unüblicher oder fehlerhafter Zustand von der Einrichtung festgestellt, so ist eine Überprüfung dieser Einrichtung durch einen Techniker erforderlich. Daher ist es zweckmäßig, die Identifikationsnachricht in diesem Fall automatisch von der Kommunikationseinrichtung beispielsweise kontinuierlich zu übermitteln, bis ein Techniker die Identifikationsnachricht beispielsweise durch Betätigung einer an dem Gehäuse der Einrichtung angeordneten Betätigungsvorrichtung quittiert.If such an unusual or faulty condition is detected by the device, a check of this device by a technician is required. It is therefore expedient for the identification message in this case to be transmitted automatically by the communication device, for example, continuously, until a technician acknowledges the identification message, for example by actuating an actuating device arranged on the housing of the device.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Identifikation einer Einrichtung für eine gesteuerte technische Anlage mit Hilfe eines tragbaren digital-elektronischen Identifikationsgeräts eines Benutzers, wobei die Einrichtung wobei die Einrichtung und eine Anlage Steuerungsinformationen über eine erste Schnittstelle gemäß einer vorgegebenen Anlagensteuerungsfeldbusregel austauschen.The invention also relates to a method for identifying a device for a controlled technical installation by means of a portable digital-electronic identification device of a user, wherein the device wherein the device and a system exchange control information via a first interface according to a predetermined system control fieldbus rule.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ausgelöst durch ein über eine zweite Schnittstelle empfangenes Aktivierungssignal eine Identifikationsnachricht von einer Kommunikationseinrichtung der Einrichtung an das Identifikationsgerät übermittelt wird. Auf diese Weise kann eine Einrichtung einfach und kostengünstig identifiziert werden, ohne eine Manipulation der Einrichtung über den Feldbus vornehmen zu müssen.According to the invention, triggered by an activation signal received via a second interface, an identification message is transmitted from a communication device of the device to the identification device. In this way, a device can be easily and inexpensively identified without having to undertake a manipulation of the device via the fieldbus.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Aktivierungssignal erzeugt wird, sobald von einer digital-elektronischen Überwachungseinrichtung der Einrichtung ein unüblicher oder fehlerhafter Zustand der Einrichtung erkannt wird. Auf diese Weise wird die Übermittlung der Identifikationsnachricht automatisch gestartet, sobald beispielsweise eine entsprechende Diagnosefunktion eines Sensors oder Aktors einen fehlerhaften Zustand des Sensors bzw. Aktors erkennt. Die Übertragung der Identifikationsnachricht kann in diesem Fall beispielsweise kontinuierlich erfolgen, bis ein Benutzer den Empfang der Identifikationsnachricht quittiert.Advantageously, it is provided that the activation signal is generated as soon as a non-standard or faulty state of the device is detected by a digital-electronic monitoring device of the device. In this way, the transmission of the identification message is started automatically as soon as, for example, a corresponding diagnostic function of a sensor or actuator detects a faulty state of the sensor or actuator. The transmission of the identification message can in this case, for example, be continuous until a user acknowledges the receipt of the identification message.
Um die Übermittlung der Identifikationsnachricht von einem Benutzer veranlassen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Aktivierungssignal erzeugt wird, sobald eine Aktvierungsnachricht an die Einrichtung übermittelt wird. Die Aktivierungsnachricht kann beispielsweise von dem Benutzer durch Betätigung eines Schalters an dem Gehäuse der Einrichtung an die Einrichtung übermittelt werden oder mit Hilfe eines Identifikationsgeräts des Benutzers an die Einrichtung übertragen werden.To be able to initiate the transmission of the identification message from a user, the invention provides that the activation signal is generated as soon as an activation message is transmitted to the device. The activation message may, for example, be transmitted to the device by the user by actuation of a switch on the housing of the device or transmitted to the device by means of an identification device of the user.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Aktivierungsnachricht über die zweite Schnittstelle übermittelt wird. Auf diese Weise kann über die Kommunikationseinrichtung sowohl die Identifikationsnachricht als auch das Aktivierungssignal übermittelt werden.Advantageously, it is provided that the activation message is transmitted via the second interface. In this way, both the identification message and the activation signal can be transmitted via the communication device.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.Further advantageous embodiments of the inventive concept will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing.
Es zeigt:It shows:
Zudem weist die Einrichtung
Die Aktivierungseinrichtung
Durch eine Betätigung eines der Schalter der Betätigungsvorrichtung
Die Identifikationsnachricht kann auf der Kommunikationseinrichtung
Darüber hinaus können auf der Kommunikationseinrichtung
Als Kommunikationseinrichtung
Das Funkmodul
Zudem ist die Betätigungsvorrichtung
Das Identifikationsgerät
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