DE102013010211A1

DE102013010211A1 - Servicevorrichtung

Info

Publication number: DE102013010211A1
Application number: DE102013010211.1A
Authority: DE
Inventors: Markus Dabrowski; Holger Hollenberg
Original assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2014-12-24

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist eine Servicevorrichtung (1) zum Verbinden mit einem Feldgerät (2). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Servicevorrichtung vorzuschlagen, die sich durch eine einfache Bedienbarkeit auszeichnet. Die Aufgabe wird bei der in Rede stehenden Servicevorrichtung dadurch gelöst, dass ein Grundkörper (3), eine erste Schnittstelle (4), eine zweite Schnittstelle (5) und eine Steuereinheit (7) vorgesehen sind. Dabei erkennt die Steuereinheit (7), ob die Servicevorrichtung (1) über die zweite Schnittstelle (5) mit dem Feldgerät (2) verbunden ist, und führt in dem Fall, dass die Servicevorrichtung (1) mit dem Feldgerät (2) verbunden ist, selbständig ein auswählbares Programm aus.

Description

Die Erfindung betrifft eine Servicevorrichtung zum Verbinden mit einem Feldgerät. Bei dem Feldgerät handelt es sich beispielsweise um ein Messgerät zur Bestimmung einer Messgröße (z. B. Durchfluss, Füllstand, Temperatur, pH-Wert usw.) oder um einen Aktor zur Beeinflussung bzw. Einstellung einer Prozessgröße.
In der modernen Prozessautomatisierung dienen Feldgeräte der Überwachung und Steuerung von Prozessen. Die Feldgeräte sind dabei als Sensoren zur Bestimmung oder Überwachung von Messgrößen oder als Aktoren zur Beeinflussung von Prozessgrößen ausgestaltet. Für die eigentliche Steuerung bzw. Überwachung der Prozesse sind die Feldgeräte im Prozess, also in der jeweiligen Prozessanlage, installiert und zumeist über sogenannte Feldbusse mit einer Leitwarte verbunden. An diese Leitwarte werden beispielsweise die Messwerte übermittelt bzw. von dieser werden Steuerkommandos, Abfragen usw. erhalten. Für die Kommunikation hat sich eine ganze Reihe an standardisierten Protokollen entwickelt.
Trotz dieser Einbindung an das übergeordnete System besteht weiterhin der Bedarf und die Erfordernis, auf die Feldgeräte direkt und vor Ort zuzugreifen. Dies ist beispielweise erforderlich, um den Feldbus nicht mit größeren Datenmengen zu strapazieren oder um auch unabhängig vom Feldbus und von einer Leitwarte oder einer anderen übergeordneten Einheit auf das jeweilige Feldgerät zugreifen zu können. Bekannt sind hierfür sogenannte Handhelds, die direkt an das Feldgerät angeschlossen werden und einen Zugriff auf das Feldgerät ermöglichen. Weiterhin sind auch Datenlogger bekannt, die mit einem Feldgerät verbunden werden und gezielt die Messwerte oder internen Daten des Feldgeräts auslesen und aufzeichnen.
Der europäischen Offenlegungsschrift EP 2 063 362 A2 lässt sich eine Servicevorrichtung in Form eines solcher Datenloggers entnehmen, der beeinflussungsfrei auf den internen Datenbus eines Messgeräts zugreift und die darüber kommunizierten Daten aufzeichnet.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass üblicherweise die Servicevorrichtung mit dem Feldgerät verbunden und anschließend ein entsprechender Vorgang, z. B. das Aufzeichnen von Daten oder das Überspielen von Software gestartet werden muss. Da die bestehenden Servicevorrichtungen für eine Vielzahl von Anwendungen ausgestaltet und vorbereitet sind, muss in vielen Fällen auch das entsprechende Programm aus einer Liste ausgewählt, ggf. mit passenden Parametern versehen und ausgelöst werden. Bei Feldgeräten, die sich beispielsweise auf hohen Silos oder an ansonsten nur schwer zugänglichen Orten befinden, ist die Bedienung der Servicegeräte entsprechend umständlich. Auch kann es durch die Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise bei großer Kälte, für die Bedienpersonen schwierig sein, die Servicegeräte zu bedienen und die Funktionalität zu starten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Servicevorrichtung zum Anschluss an ein Feldgerät vorzuschlagen, die sich durch eine einfache Bedienbarkeit auszeichnet.
Die erfindungsgemäße Servicevorrichtung, bei der die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Grundkörper, mindestens eine erste Schnittstelle zur Übertragung von Daten und/oder Energie und mindestens eine zweite Schnittstelle zur Übertragung von Daten und/oder Energie zwischen der Servicevorrichtung und dem Feldgerät vorgesehen sind. Weiterhin ist mindestens eine Steuereinheit vorgesehen. Die Steuereinheit ist dabei allgemein ein Element mit einem Mindestmaß an Rechnerintelligenz zum Ausführen bzw. Starten wenigstens eines Programmes. Zusätzlich ist in einer Ausgestaltung mindestens ein Datenspeicher, der ggf. Teil eines Mikrocontrollers und/oder allgemein der Steuereinheit bzw. eine von der Steuereinheit separate Einheit ist, vorgesehen.
Die Steuereinheit ist weiterhin derartig ausgestaltet, dass sie erkennt, ob die Servicevorrichtung über die zweite Schnittstelle mit dem Feldgerät verbunden ist. Zudem ist die Steuereinheit auch derartig ausgestaltet, dass sie in dem Fall, dass die Servicevorrichtung mit dem Feldgerät verbunden ist, selbständig mindestens ein auswählbares Programm ausführt. Die Steuereinheit überwacht in einer Ausgestaltung wenigstens eine Schnittstelle und erkennt, ob die Servicevorrichtung mit einem Feldgerät verbunden ist. Hat dies die Steuereinheit erkannt, so führt sie daraufhin wenigstens ein Programm aus. Das Erkennen der Verbindung ist in einer Ausgestaltung dadurch realisiert, dass die Steuereinheit Energie in Folge des Erzeugens der Verbindung erhält und dass die Steuereinheit in diesem eingeschalteten oder aufgeweckten Zustand das besagte Programm ausführt. In der Servicevorrichtung ist daher in einer Ausgestaltung eine Art von Schalter vorgesehen, der in dem Fall, dass die Servicevorrichtung mit dem Feldgerät verbunden wird, die Steuereinheit mit Energie versorgt. In dieser Ausgestaltung erkannt daher auch die Steuereinheit den Zustand des Verbundenseins mit dem Feldgerät dadurch, dass die bzw. dass eine entsprechende Energieversorgung gegeben ist.
Eine andere Bezeichnung für Servicevorrichtung ist auch Servicemodul.
Die erfindungsgemäße Servicevorrichtung verfügt über zwei Schnittstellen, wobei die zweite Schnittstelle dem Anschluss an das Feldgerät dient. Mit der ersten Schnittstelle wird in einer Ausgestaltung der Anschluss an einen Computer – oder Rechner bzw. Recheneinheit, ob in Form von PC, Laptop, Tablet oder PDA usw. – oder einen Feldbus realisiert.
In einer Ausgestaltung fallen die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle zusammen, wodurch die Steuereinheit für die Verbindung mit der ersten und der zweiten Schnittstelle auch nur mit einer einzigen physischen Schnittstelle verbunden ist, über die jedoch gleichsam zwei Schnittstellen für zwei unterschiedliche Anschlussmöglichkeiten realisiert sind.
In einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit mit der ersten Schnittstelle, mit der zweiten Schnittstelle und mit mindestens einem Datenspeicher – insbesondere dem oben bereits erwähnten Datenspeicher – verbunden, wobei der Datenspeicher insbesondere auch ein Teil der Steuereinheit sein kann.
In einer Ausgestaltung ist mindestens die erste oder die zweite Schnittstelle als Funkschnittstelle ausgestaltet.
Die Steuereinheit ist in einer Ausgestaltung zumindest durch mindestens einen Mikrocontroller realisiert bzw. verfügt über mindestens einen Mikrocontroller. In einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere Datenspeicher, wobei ggf. auch mindestens ein Datenspeicher aus mehreren Einzel-Datenspeichern bestehen kann, vorgesehen. Der mindestens eine Datenspeicher und/oder der mindestens eine Mikrocontroller ist dabei je nach Ausgestaltung Teil der Steuereinheit oder separat davon ausgeführt.
Der Datenspeicher ist dabei in einer Ausgestaltung fest als Teil der Servicevorrichtung verbaut und ist in einer weiteren Ausgestaltung reversibel aus der Servicevorrichtung entnehmbar, um z. B. direkt in einen Computer/Rechner usw. eingeführt zu werden.
Die Steuereinheit ist in der Lage zu erkennen, ob die Servicevorrichtung mit dem Feldgerät über die zweite Schnittstelle verbunden ist. Die Verbindung erfolgt beispielsweise, indem ein Stecker als zweite Schnittstelle in eine Serviceschnittstelle des Feldgeräts eingebracht wird. Ist eine solche Verbindung erzeugt, so führt die Steuereinheit selbständig mindestens ein Programm aus. Das auswählbare Programm wird vorzugsweise vor dem Verbinden der Servicevorrichtung mit dem Feldgerät ausgewählt.
Ein Programm ist dabei beispielweise das Aufzeichnen von Daten oder Messwerten oder das Überspielen von Daten in Form von Software aus dem Datenspeicher in das Feldgerät oder das Übermitteln bzw. Eintragen oder Auslesen von Parameterwerten usw. In einer Ausgestaltung handelt es sich insbesondere um ein auswählbares Programm, durch das ein Zugriff auf das Feldgerät – lesend und/oder schreibend – stattfindet. In anderen Ausgestaltungen handelt es sich bei dem Programm um das Auslösen eines Neustarts des Feldgeräts oder um eine Überprüfung der in das Feldgerät übertragenen und/oder im Feldgerät bereits vorhandenen Daten.
Die Servicevorrichtung kann also nicht nur als Datenlogger funktionieren, sondern ermöglicht auch aufwändigere Eingriffe auf das Feldgerät.
Die Steuereinheit ist insgesamt so ausgestaltet, dass das Erzeugen der Verbindung gleichsam das Auslösen des Programmes bewirkt. Daher muss die Bedienperson keine Aktivitäten vornehmen, sondern das Kontaktieren des Feldgeräts mit der Servicevorrichtung ist ausreichend.
In einer Ausgestaltung wird von der Steuereinheit zusätzlich zum Ausführen des Programmes wenigstens ein Protokoll zumindest betreffend des auszuführenden Programms erzeugt und in der Servicevorrichtung und/oder im Feldgerät abspeichert.
In einer Ausgestaltung ist die zweite Schnittstelle derartig ausgestaltet, dass über sie eine Verbindung mit dem Feldgerät herstellbar ist, nach deren Beendigung die Schutzarten des Feldgerätes wieder gegeben sind.
Alternativ wird die Servicevorrichtung so über die zweite Schnittstelle mit dem Feldgerät verbunden, dass auch während der bestehenden Verbindung alle relevanten Schutzarten vorliegen. Hierfür verfügt das Feldgerät in einer Ausgestaltung über Verschlusselemente, die nur für das Einbringen der Servicevorrichtung geöffnet werden müssen, aber anschließend für die Erfüllung der Schutzarten wieder geschlossen werden können. Die Servicevorrichtung ist hierfür vorzugsweise entsprechend klein auszuführen.
In einer Ausgestaltung ist der Grundkörper als Gehäuse und in einer alternativen Ausgestaltung als Leiterplatte ausgeführt. In einer ergänzenden oder alternativen Ausgestaltung ist der Grundkörper auf einem Display des Feldgerätes befestigbar.
In einer Ausgestaltung ist mindestens eine Anzeigevorrichtung vorgesehen. Eine Anzeigevorrichtung erlaubt eine direkte Interaktion zwischen der Bedienperson vor Ort und der Servicevorrichtung. Die Art der Anwendung bzw. Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung wird in den folgenden Ausgestaltungen beschrieben.
In einer Ausgestaltung steuert die Steuereinheit die Anzeigevorrichtung in Abhängigkeit von einem Zustand des von der Steuereinheit ausgeführten Programms an. In dieser Ausgestaltung signalisiert die Steuereinheit über die Anzeigeeinheit den Status des Programms, z. B. die Anzahl der übertragenen Daten. So signalisiert in einer Ausgestaltung die Steuereinheit in dem Fall, dass es sich bei dem von der Steuereinheit ausgeführten Programm um das Übertragen von Daten handelt, über die Anzeigevorrichtung die Menge der bereits übertragenen und/oder der noch zu übertragenden Daten.
Hierbei und auch für die Ausgabe von anderen Informationen ist in einer Ausgestaltung die Anzeigevorrichtung mit mindestens einer Leuchtdiode realisiert.
In einer alternativen Ausgestaltung ist die Anzeigevorrichtung zumindest teilweise als Display ausgestaltet, so dass auch komplexere Informationen ausgegeben werden können.
Zusätzlich oder alternativ ist mindestens eine Eingabevorrichtung vorgesehen. Die Eingabevorrichtung erlaubt es, im direkten Kontakt mit der Servicevorrichtung eine Auswahl – z. B. des auszuführenden Programms – vorzunehmen oder Daten – z. B. Parameter – einzugeben.
Die Eingabevorrichtung ist dabei in einer Ausgestaltung fest mit der Servicevorrichtung verbunden und ist in einer alternativen Ausgestaltung reversibel mit der Servicevorrichtung kontaktiert, kann also bei Bedarf angesteckt bzw. abgenommen werden. Dies erfolgt in einer Ausgestaltung über die erste oder zweite Schnittstelle und in einer alternativen Ausgestaltung über eine zusätzliche dritte Schnittstelle.
Der Begriff Schnittstelle sei dabei ganz allgemein als ein beliebig ausgeformter Übergangsbereich in Bezug auf Daten bzw. Energie zwischen zwei Abschnitten oder ganzen Komponenten verstanden. Für die Übertragung von Daten bzw. Energie können beispielsweise Steckkontakte, elektrische Leitungen oder elektromagnetische Wellen Verwendung finden.
In einer Ausgestaltung verfügt die Eingabevorrichtung über mindestens eine Taste und in einer weiteren Ausgestaltung über mehrere Tasten.
In einer ergänzenden oder alternativen Ausgestaltung weist die Eingabevorrichtung mindestens einen DIP-Schalter auf. Mehrere DIP-Schalter erlauben in einer ergänzenden Ausgestaltung über einen Binärcode eine Darstellung einer ggf. größeren Anzahl von Varianten.
In einer Ausgestaltung sind die Eingabevorrichtung und die Steuereinheit miteinander verbunden, so dass die Steuereinheit die Eingaben über die Eingabevorrichtung empfängt. Dabei ist in dieser Ausgestaltung über die Eingabevorrichtung das von der Steuereinheit auszuführende Programm auswählbar bzw. mindestens ein Parameter für das von der Steuereinheit auszuführende Programm vorgebbar.
Die Eingabe oder Auswahl über die Eingabevorrichtung erfolgt in einer Variante bevor die Servicevorrichtung mit dem Feldgerät verbunden wird.
Die Eingabevorrichtung erlaubt es der Bedienperson in einer Ausgestaltung, dass nach dem selbsttätigen Ausführen eines – damit ersten – Programms noch mindestens ein weiteres Programm ausgewählt wird, das von der Steuereinheit anschließend gestartet und durchgeführt wird. Alternativ ergibt sich in Folge oder durch das von der Steuereinheit automatisch auszuführende Programm eine Liste von Möglichkeiten, aus denen wiederum wenigstens eine Variante ausgewählt werden muss. Hierfür ist ggf. auch die Anzeigeeinheit an der Servicevorrichtung hilfreich.
In einer Ausgestaltung ist mindestens ein Energiespeicher vorgesehen, bei dem es sich um beispielsweise um mindestens eine Batterie oder einen Akku handelt.
Über die erste Schnittstelle ist es in einer Ausgestaltung der Servicevorrichtung möglich, Energie zu beziehen. In einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung bezieht die Servicevorrichtung über die zweite Schnittstelle Energie. Die beiden letzten Ausgestaltungen erlauben es der Servicevorrichtung, Energie zu beziehen und ggf. auch zu speichern.
In einer Variante wird die Servicevorrichtung nur dann mit Energie versorgt, wenn die Servicevorrichtung über die entsprechende Schnittstelle mit einer Energiequelle, beispielweise in Form eines Feldgeräts oder eines Computers usw. verbunden ist. Dabei verfügt die Servicevorrichtung entweder über einen eigenen Energiespeicher oder es mangelt ihr an einem solchen. Der Datenspeicher ist insbesondere im letzteren Fall nicht-flüchtig ausgestaltet.
In einer Ausgestaltung ist mindestens ein Ortungselement – insbesondere ein GPS-Modul – zur Positionsbestimmung der Servicevorrichtung vorgesehen. Ist die Position der Servicevorrichtung bekannt und wird die Servicevorrichtung mit einem Feldgerät verbunden, so ergibt sich auch der Ort des Feldgeräts, worüber ggf. über hinterlegte Daten bezüglich einer Verteilung von Feldgeräten innerhalb einer Prozessanlage auch erkannt werden kann, um welches Feldgerät es sich handelt.
Alternativ oder ergänzend ist in einer Ausgestaltung mindestens eine Zeiteinheit vorgesehen, die beispielsweise als Real Time Clock oder als Funkuhr-Modul ausgestaltet ist. Eine solche Einheit zur Zeitangabe ist beispielsweise relevant für das Erstellen von Protokollen oder das Auslösen bzw. Verarbeiten von Programmen, die eine Zeit- oder beispielsweise Datumsabhängigkeit aufweisen.
In einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit – ergänzend oder alternativ zur vorhergehenden Ausgestaltung – derartig ausgeführt, dass die Steuereinheit das Feldgerät identifiziert, wenn die Servicevorrichtung mit dem Feldgerät verbunden ist. Hierfür liest die Steuereinheit in einer Ausgestaltung die Seriennummer des Feldgeräts aus und erkennt dadurch, um welches Feldgerät es sich handelt. Hierfür ist ggf. ein Zugriff auf eine Produktionsdatenbank erforderlich. Ergänzend oder alternativ greift die Steuereinheit auf andere Eigenschaften des Feldgeräts zu, über die zumindest der Typ des Feldgeräts (z. B. Messung eines Füllstands nach dem Radar-Prinzip oder Messung eines Durchflusses nach dem Coriolis-Prinzip oder ganz grundlegend der Unterschied zwischen einem Sensor und einem Aktor) erkennbar ist. Einige Merkmale des Feldgeräts, die zur Identifikation heranziehbar und die entsprechend von der Servicevorrichtung auszulesen sind, sind: der Typ des Feldgeräts, Angaben über vorhandene Optionen im Feldgerät bzw. die Optionen selbst, der Stand der Soft- bzw. Firmware der einzelnen Komponenten des Feldgeräts, der Stand der Hardware der einzelnen Komponenten, das Fertigungsdatum, das Kalibrierdatum oder das Datum einer – zumindest der letzten – Prüfung des Feldgeräts.
Ausgehend von der Identifizierung führt die Steuereinheit in einer Ausgestaltung aus einer Liste von ausführbaren Programmen das dem Feldgerät zugehörige aus oder meldet, wenn das vorher ausgewählte und damit nach dem Erzeugen der Verbindung mit dem Feldgerät automatisch von der Steuereinheit auszuführende Programm nicht passend für das Feldgerät ist.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit in Abhängigkeit von mindestens einer Eigenschaft des Feldgeräts, mit dem die Servicevorrichtung verbunden ist, eine Auswahl von ausführbaren Programmen anbietet oder in dem Fall, dass nur ein Programm passend für das Feldgerät ist, dieses Programm ausführt. Falls – beispielweise in dem Datenspeicher hinterlegt – der Steuereinheit nur ein Programm zur Ausführung zur Verfügung steht, so erkennt in dieser Ausgestaltung die Steuereinheit, ob eine Verbindung mit einem Feldgerät besteht und um was für ein Feldgerät es sich handelt. Davon ausgehend wählt dann ggf. die Steuereinheit das für das spezifische Feldgerät passende Programm aus und führt es dann auch selbsttätig aus.
In einer Ausgestaltung ist zumindest die Steuereinheit oder der Datenspeicher separat vom Grundkörper ausgestaltet. In dieser Ausgestaltung ist die Servicevorrichtung mehrteilig ausgeführt, wobei vorzugsweise der Grundkörper für die direkte physische Verbindung mit dem Feldgerät vorgesehen ist. Die Servicevorrichtung ist dabei in einer Variante als Dongel ausgeführt und hat in einer anderen Ausgestaltung im Wesentlichen die Abmessungen einer Kreditkarte. Für die Steuereinheit und/oder den Datenspeicher sind ggf. zusätzliche Träger- oder Schutzelemente vorgesehen. Alternativ sind die Steuereinheit und/oder der Datenspeicher auch über entsprechende Kartenleser direkt mit einem Rechner bzw. Computer bzw. einen PC usw. verbindbar.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen der Steuereinheit und mindestens der zweiten Schnittstelle eine Funkverbindung besteht. Die zweite Schnittstelle dient der Verbindung der Servicevorrichtung mit dem Feldgerät. Daher ist die Ausgestaltung mit einer Funkverbindung insbesondere dafür geeignet, dass die Steuereinheit örtlich entfernt von der zweiten Schnittstelle und damit auch von dem Feldgerät ist.
Alternativ ist die Funkverbindung innerhalb einer Einheit, z. B. innerhalb eines Gehäuses vorgesehen, wodurch eine galvanische Trennung erzeugt wird, wie sie beispielsweise bei der Anwendung in explosionsgefährdeten Zonen erforderlich ist.
In einer Ausgestaltung ist über die zweite Schnittstelle in Verbindung mit dem Grundkörper und einer getrennt von der zweiten Schnittstelle ausgeführten Steuereinheit auch lediglich ein Zugriff über Funk auf das Feldgerät verwirklicht, so dass die zweite Schnittstelle und eine entsprechende Funkkommunikationseinheit an das Feldgerät angesteckt werden und die Steuereinheit mit dem Datenspeicher sich an einem anderen Ort, beispielsweise außerhalb des Prozesses, in dem das Feldgerät angeordnet ist, befinden und über die Funkverbindung und die zweite Schnittstelle auf das Feldgerät zugreifen. Die zweite Schnittstelle wäre daher auch als Umsetzung der Funkverbindung von der Steuereinheit auf das Feldgerät zu verstehen.
In einer Ausgestaltung befinden sich dabei die Steuereinheit und der Datenspeicher in einem Computer, wobei es sich bei einem Computer allgemein beispielsweise um einen Laptop, einen Desktop-Rechner, um einen PC, ein Tablet oder einen PDA (Personal Digital Assistant) handelt.
Die Funkverbindung ist dabei beispielweise über Standards wie Bluetooth, Wi-Fi, WLAN (Wireless Local Area Network), NFC (Near Field Communication) oder IrDA (Infrared Data Association) realisiert.
In einer Variante ist die Servicevorrichtung derartig ausgestaltet, dass sie in dem Fall, dass sie mit dem Feldgerät verbunden ist, unerkennbar für das Feldgerät ist. In dieser Ausgestaltung findet keine Anmeldung der Servicevorrichtung beim Feldgerät statt, sondern die Servicevorrichtung führt autonom das mindestens eine Programm aus.
Für die vorgenannte Ausgestaltung ist vorzugsweise das Feldgerät derartig realisiert, dass die Komponenten des Feldgeräts über ein internes Bussystem miteinander verbunden sind. Die Komponenten werden über eine Anmeldeprozedur in die Buskommunikation aufgenommen, wobei nur solche Komponenten, die in den internen Busverkehr aufgenommen worden sind, aktiv kommunizieren – also insbesondere Daten senden oder Aktionen auslösen – können. Für eine Serviceanwendung, wie sie mit der Servicevorrichtung realisiert ist, ist ein freier Teilnehmer vordefiniert. Dieser freie Teilnehmer kann zu einem beliebigen Zeitpunkt in den Busverkehr eingekoppelt werden und dann aktiv am Busverkehr teilnehmen, ohne dass das Feldgerät die Servicevorrichtung erkennt.
Wird eine neue Software aufgespielt oder werden Parameter verändert oder löst die Servicevorrichtung bei dem Feldgerät einen Neustart aus, so passiert dies insbesondere in Verbindung mit der vorhergehenden Ausgestaltung ohne das Zutun des Feldgeräts. Daher kann die Servicevorrichtung in einer Ausgestaltung insbesondere auch Messungen des Feldgeräts oder die Steuerung von Prozessgrößen durch das Feldgerät stoppen oder anderweitig darauf eingreifen. Die Servicevorrichtung ist damit ähnlich einem Master relativ zu dem Feldgerät als Slave ausgestaltet.
Im Zusammenhang mit einer der vorgehenden Ausgestaltungen bedeutet dies in einer Ausgestaltung, dass zwar die Servicevorrichtung das Feldgerät identifiziert, dass jedoch das Feldgerät nicht umgekehrt auch die Servicevorrichtung identifiziert.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Servicevorrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Servicevorrichtung als Blockschaltbild,
2 eine schematische Darstellung eines Anwendungsfalls einer erfindungsgemäßen Servicevorrichtung gemäß einer ersten Variante und
3 eine schematische Darstellung eines Anwendungsfalls einer erfindungsgemäßen Servicevorrichtung gemäß einer zweiten Variante.
Die 1 zeigt rein schematisch in der Art eines Blockschaltbilds eine erfindungsgemäße Servicevorrichtung 1 zur Verbindung mit einem Feldgerät 2, wie es beispielhaft in den 2 und 3 dargestellt ist. Gezeigt ist dabei eine beispielhafte Ausführung der Servicevorrichtung 1.
Die Servicevorrichtung 1 verfügt in der Darstellung der 1, die rein zur Verdeutlichung des Zusammenwirkens der einzelnen Komponenten dienen soll und nicht im Sinne eines Schaltplans zu verstehen ist, über einen Grundkörper 3, auf dem die einzelnen Komponenten und funktionellen Einheiten angeordnet und hier insbesondere teilweise reversibel befestigt sind.
Vorgesehen ist eine erste Schnittstelle 4, über die die Servicevorrichtung 1 mit einen – nicht dargestellten – Computer oder mit einem Feldbus verbunden werden kann. Die Schnittstelle 4 ist damit beispielweise als USB-Schnittstelle oder mit Klemmen bzw. Kontakten für den Feldbus ausgestaltet. Alternativ ist die erste Schnittstelle 4 für eine drahtlose Kommunikation mit einer Funkverbindung ausgestaltet, wobei auch ein Rückgriff auf die RFID-Technik möglich ist.
Für die Verbindung mit einem Feldgerät – dabei handelt es sich entweder um ein Messgerät oder um einen Aktor – ist eine zweite Schnittstelle 5 vorgesehen.
Die Servicevorrichtung 1 der 1 verfügt über zwei separate Schnittstellen 4, 5, so dass darauf Rücksicht genommen werden kann, dass auch die Kommunikation bzw. die Verbindung mit zwei unterschiedlichen Gegen-Schnittstellen möglich ist. Die zweite Schnittstelle 5 ist beispielweise für den Anschluss an der Serviceschnittstelle des betroffenen Feldgerätes ausgelegt, wobei die erste Schnittstelle 4 – wie bereits erwähnt – der Verbindung mit einem Computer (PC, Tablet, Laptop usw.) dient.
In einer – hier nicht gezeigten – Ausgestaltung fallen die erste Schnittstelle 4 und die zweite Schnittstelle 5 in einer – physischen – Schnittstelle zusammen. Dabei lässt sich jedoch auch insofern eine Anpassung an die Bedürfnisse der Gegenschnittstellen – des Feldgeräts bzw. des Computers oder des Feldbusses – vornehmen, insofern die Datenkommunikation über die gemeinsame Schnittstelle der Servicevorrichtung 1 gemäß unterschiedlichen Protokollen bzw. Kommunikationsstandarten erfolgt.
Weiterhin ist ein Datenspeicher 6 vorgesehen, in dem vorzugsweise nicht flüchtig Daten speicherbar sind. Bei den Daten handelt es sich beispielsweise um Soft- oder Firmware, die in das Feldgerät übertragen werden soll. Umgekehrt kann es sich bei den Daten auch um Messdaten oder beliebige Betriebsdaten des Feldgeräts handeln, die in dem Datenspeicher 6 abgelegt werden. Insofern dient für diese Art von Daten die Servicevorrichtung 1 als Datenlogger. Welche Daten des Datenspeichers 6 genutzt werden oder welche Daten dorthin geschrieben werden, richtet sich danach, welches Programm von der Steuereinheit 7 ausgeführt wird.
Hierdurch ergibt sich auch eine Anwendung der Servicevorrichtung 1, bei der für den jeweiligen Benutzungsfall gezielt nur das jeweilige Programm oder nur die jeweils erforderlichen Daten in den Datenspeicher 6 eingebracht werden, um für das jeweilige Feldgerät vorzuliegen. Damit geht dann auch einher, dass die Steuereinheit 7 in einer Ausgestaltung so einfach ausgeführt ist, dass sie lediglich das Programm, das in dem Datenspeicher 6, abgespeichert ist, ausführt und dass sie über keine anderen Funktionalitäten verfügt.
Die Steuereinheit 7 ist hier ein Mikrocontroller, der mit den Komponenten der Servicevorrichtung 1 verbunden ist. Die Steuereinheit 7 ist dabei derartig ausgestaltet, dass sie erkennt, ob die Servicevorrichtung 1 über die zweite Schnittstelle 5 mit einem Feldgerät verbunden ist. Liegt dieser Fall vor, so startet die Steuereinheit 7 selbsttätig und hier insbesondere ohne Anmeldung beim Feldgerät, dessen – hier nicht dargestellte – Komponenten über einen internen Bus miteinander kommunizieren und das einen freien Teilnehmer ohne Anmeldung vorsieht, ein ausgewähltes Programm und führt es damit aus.
Das auszuführende Programm wurde dabei in einer Variante vorab von einem Nutzer oder durch eine andere Steuerung ausgewählt bzw. für die Ausführung vorgegeben oder – wie zuvor beschrieben – gezielt in den Datenspeicher 6 abgelegt.
In einer Variante führt die Steuereinheit 7 in dem Fall, dass in Bezug auf das Feldgerät ihr nur ein Programm zur Verfügung steht, dieses eine Programm nach der Verbindung mit dem Feldgerät automatisch und ohne weitere Vorauswahl aus.
In einer alternativen Variante, die noch einen Eingriff vor Ort – d. h. beim Feldgerät – zulässt, erkennt die Steuereinheit 7, beispielsweise anhand einer von der Steuereinheit 7 aus dem Feldgerät ausgelesenen Seriennummer, um was für ein Feldgerät es sich handelt und welche Programme zur Anwendung kommen können bzw. über welche Programme die Servicevorrichtung 1 für die Anwendung bei diesem speziellen Feldgerät verfügt, und bietet dem Nutzer bzw. der Bedienperson vor Ort ausgehend von dieser Analyse eine entsprechende Auswahl an. Diese Auswahl wird in der gezeigten Ausgestaltung insbesondere über die Anzeigevorrichtung 8 dargestellt. Alternativ kommuniziert die Servicevorrichtung 1 die Auswahl z. B. über die erste Schnittstelle 4 mit einer anderen Einheit, z. B. mit einer Leitwarte.
Für die Auswahl des auszuführenden Programmes ist – gleichsam als Human-Machine-Interface – eine Eingabevorrichtung 9 vorgesehen. Die Eingabevorrichtung 9 erlaubt auch im Vorfeld – also vor der Erzeugung der Verbindung zwischen Servicevorrichtung 1 und Feldgerät – die Auswahl des auszuführenden Programms, das nach der erzeugten Kontaktierung von der Steuereinheit 7 selbsttätig ausgeführt wird.
Die Steuereinheit 7 arbeitet dabei in der gezeigten Ausgestaltung und insbesondere mit Rückgriff auf spezielle Feldgeräte, ohne sich vorab beim Feldgerät zu identifizieren oder einen diesbezüglichen Befehl von dem Feldgerät erhalten zu haben. Die Servicevorrichtung 1 wirkt daher direkt auf das Feldgerät ein, ohne dass das Feldgerät vorher eine Kenntnis von der Servicevorrichtung 1 genommen hat. Insbesondere ist die Servicevorrichtung 1 nicht erkennbar für das Feldgerät und wird von dem Feldgerät ggf. nur dann mittelbar durch die Änderungen von Daten oder das Aufspielen von Software etc. erfahren.
Daher ist die Steuereinheit 7 je nach der Art des auszuführenden Programms auch dazu in der Lage, einen laufenden Betrieb des Feldgeräts zu unterbrechen oder das Feldgerät in einen Schlafzustand zu versetzen usw. Die Steuereinheit 7 erlaubt also auch deutliche Eingriffe in das Feldgerät bzw. in dessen Steuerung.
Im gezeigten Fall verfügt die Servicevorrichtung 1 über einen Energiespeicher 10 in Form eines Akkus, der der Servicevorrichtung 1 eine gewisse Unabhängigkeit erlaubt. In einer – nicht dargestellten – alternativen Ausgestaltung bezieht die Servicevorrichtung 1 ihre Energie lediglich über die zweite Schnittstelle 5 vom Feldgerät selbst.
Die Steuereinheit 7 arbeitet unterschiedliche Programme ab, wozu es ggf. auch gehört, den Erfolg von Schritten oder Abfolgen der Programme zu überprüfen und auch Protokolle zu erzeugen und diese passend – teilweise im Feldgerät selbst und teilweise im Datenspeicher 6 – abzulegen. Für diese Protokolle verfügt die Steuereinheit 7 in der hier dargestellten Variante über eine Zeiteinheit 18, die eine Angabe über den Zeitpunkt erlaubt.
Weiterhin verfügt die Servicevorrichtung 1 über ein Ortungselement 11, bei dem es sich hier insbesondere um eine GPS-Einheit zur Bestimmung der Position der Servicevorrichtung 1 und damit auch der Position des Feldgeräts handelt. Der Ort des Feldgeräts erlaubt es dabei in einer Variante der Steuereinheit 7, ausgehend von passend in dem Datenspeicher 6 hinterlegten Daten das Feldgerät zu identifizieren oder zumindest den Typ des Feldgeräts zu erkennen.
Auf den Datenspeicher 6 kann – für das Ablegen bzw. Abrufen von Daten – über die erste Schnittstelle 4 und damit auch über die Steuereinheit 7 ein Datenzugriff erfolgt.
In einer alternativen – nicht dargestellten – Ausgestaltung ist eine direkte Verbindung zwischen der ersten Schnittstelle 4 und dem Datenspeicher 6 vorgesehen.
Andererseits ist in der dargestellten Ausführung der Datenspeicher 6 reversibel in der Servicevorrichtung 1 angeordnet und kann daher für einen Datenzugriff aus der Servicevorrichtung 1 und insbesondere aus dem Grundkörper 3 entnommen werden.
Insgesamt sind die einzelnen Komponenten der Servicevorrichtung 1 zusammen auf dem Grundkörper 3 angeordnet bzw. sind von einem entsprechenden – hier jedoch nicht dargestellten – Gehäuse umgeben.
In der Anordnung gemäß der 2 handelt es sich bei dem Feldgerät 2 um ein Messgerät zur Bestimmung des Durchflusses eines Mediums nach dem Coriolis-Prinzip. Das Feldgerät 2 verfügt dabei über ein Display 13 zur Anzeige von Messwerten oder Parametern und auch zur Eingabe von Werten. Weiterhin verfügt das Feldgerät 2 über eine Serviceschnittstelle 12, die sich in einem Hals des Feldgerätes 2 befindet.
Mit der Serviceschnittstelle 12 ist die Servicevorrichtung 1 über die zweite Schnittstelle 5 verbunden. In der gezeigten Ausgestaltung erfolgt diese Verbindung über einen Leiter bzw. ein Kabel.
In einer alternativen – nicht dargestellten – Ausführung kommunizieren die Servicevorrichtung 1 und das Feldgerät 2 kabellos über Funk.
In einer weiteren – ebenfalls nicht dargestellten – Ausführung wird der Grundkörper 3 in die Serviceschnittstelle 12 wie in einen Kartenleser eingeschoben und verschwindet damit in der Serviceschnittstelle 12, wobei eine ggf. vorgesehene Abdeckung über die Serviceschnittstelle 12 verschließend positioniert wird.
Insgesamt ist die Servicevorrichtung 1 so ausgestaltet, dass sie auch in einem explosionsgefährdeten Bereich mit dem Feldgerät 2 verbunden und dass auch die Verbindung wieder aufgehoben werden kann.
In einer – hier nicht dargestellten – Ausgestaltung ist die zweite Schnittstelle 5 mit einem Stecker versehen, der direkt in die Serviceschnittstelle 12 eingebracht werden kann, so dass auch die Servicevorrichtung 1 direkt mit dem Feldgerät 2 verbunden ist.
Dargestellt ist die von einem Gehäuse als Teil des Grundkörpers 3 umgebene Servicevorrichtung 1, so dass die Komponenten der Servicevorrichtung 1, deren Funktionen im Folgenden beschrieben werden, nicht zu sehen sind (vgl. daher die 1).
Die Steuereinheit der Servicevorrichtung 1 erkennt, ob eine Verbindung zu dem Feldgerät 2 besteht und führt selbsttätig ein Programm aus, das vorher ausgewählt und/oder in den Datenspeicher eingebracht worden ist.
Für die Programmauswahl ist die Eingabevorrichtung 9 vorgesehen, die hier aus drei DIP-Schaltern besteht und die Wahl zwischen mehreren Programmen erlaubt. Ein Programm ist dabei insbesondere das Überspielen von Daten in das Feldgerät 2.
Der Fortschritt des Programms, d. h. eine Aussage über die relative übertragene Datenmenge wird dabei über die Anzeigeeinheit 8 signalisiert, die hier über drei Leuchtdioden verfügt. Im gezeigten Zustand leuchten alle drei der drei Leuchten, so dass für diesen gezeigten Zustand die Daten vollständig übertragen worden sind.
Die Servicevorrichtung 1 umfasst hier – wie in der Ausgestaltung der 1 – die wesentlichen Komponenten in einer einteiligen oder einstückigen Einheit.
Dabei wird über die Eingabevorrichtung 9 ein Programm aus einer Mehrzahl von innerhalb des Datenspeichers hinterlegten Programmen ausgewählt. Wird die Servicevorrichtung 1 über die zweite Schnittstelle 5 mit dem Feldgerät 2 verbunden, so startet die Steuereinheit automatisch, selbstständig und – im dargestellten Fall ermöglicht durch die Ausgestaltung des Feldgeräts 2 – ohne sich vorher beim Feldgerät 2 zu identifizieren das ausgewählte Programm und arbeitet es entsprechend ab.
Ist das Programm beendet – wozu ggf. auch eine Kontrolle über den Erfolg des ausgeführten Programms und/oder das Erzeugen und Abspeicherns eines Protokolls gehört –, so kann die Servicevorrichtung 1 wieder von der Serviceschnittstelle 12 abgezogen oder ein anderes Programm ausgewählt werden.
Insgesamt ist die Servicevorrichtung 1 der 2 einteilig ausgeführt.
Eine zweiteilige Servicevorrichtung 1 zeigt die 3.
In der in der 3 dargestellten Ausgestaltung ist ein Teil der Servicevorrichtung 1 über die erste Schnittstelle 4 mit einem Computer 14 verbunden, der von einer Benutzerperson 15 bedient wird. Der mit dem Computer 14 verbundene Grundkörper 3 der Servicevorrichtung 1 umfasst die Steuereinheit 7 und den Datenspeicher 6.
In einer – hier nicht dargestellten – Variante stecken die Komponenten des Grundkörpers 3 in dem Computer 14 und sind dessen Komponenten oder sind über den Grundkörper 3 passend in diesen – vorzugsweise reversibel – eingebracht.
Weiterhin ist noch eine Sendeeinheit 16 als Teil auf dem Grundkörper 3 vorgesehen, die mit einem entsprechenden Gegenstück des zweiten Teils der Servicevorrichtung 1 durch das Senden und Empfangen von elektromagnetischen Signalen kommuniziert.
Der zweite Teil der Servicevorrichtung 1 verfügt über eine Klemmvorrichtung 17, die auf dem Display 13 des Feldgerätes 2 vollflächig und insbesondere reversibel befestigt ist.
In einer – nicht gezeigten – Ausgestaltung geht damit auch einher, dass die Servicevorrichtung 1 in dem Fall, dass die Klemmvorrichtung 17 auf dem Display 13 des Feldgerätes 2 angeordnet ist und es damit verdeckt, für das Einsparen von Energie das Display 13 des Feldgerätes 2 abschaltet oder zumindest verhindert, dass etwas auf dem Display des Feldgerätes 2 angezeigt wird.
In der gezeigten Variante überträgt dabei auch die – hier nicht dargestellte – zweite Schnittstelle durch die Abdeckung des Displays 13 und damit durch das geschlossene Feldgerät 2 hindurch Daten zwischen dem Feldgerät 2 und – über die Funkschnittstelle mittels der Sendeeinheit 16 – dem Datenspeicher 6 auf dem Grundkörper 3.
Die Klemmvorrichtung 17 verdeckt vollständig das Display 13 des Feldgerätes 2 und verfügt über die Anzeigevorrichtung 8 und die Eingabevorrichtung 9, die hier in Form einer Tastatur ausgestaltet ist.
In der gezeigten Ausführung der Servicevorrichtung 1 liest die Steuereinheit 7 – über die durch die Sendeeinheit 16 ermöglichte Funkverbindung hin zu den auf der Klemmvorrichtung 17 befindlichen Komponenten – durch die Abdeckung des Displays 13 des Feldgeräts 2 hindurch – wofür beispielsweise ein Zugriff auf eine interne Datenleitung im Feldgerät 2 stattfindet oder wofür auf einen Datenspeicher im Feldgerät 2 zugegriffen wird – die Seriennummer des Feldgeräts 2 aus und bietet passend für das Feldgerät 2 über die Anzeigevorrichtung 8 auf der Klemmvorrichtung 17 eine Auswahl an verfügbaren und ausführbaren Programmen an. Das zunächst von der Steuereinheit 7 ausgeführte Programm ist dabei das Auslesen der Daten zur Identifizierung des Feldgeräts 2.
Die Auswahl des auszuführenden Programms erfolgt dann entweder über die Eingabevorrichtung 9 der Servicevorrichtung 1 oder über den mit der ersten Schnittstelle 4 der Servicevorrichtung 1 verbundenen Computer 14.
Die Ausgestaltung der 3 wird in einer – hier nicht dargestellten – Variante erweitert, indem der zweite Teil der Servicevorrichtung 1, der in der Anordnung der 3 über die Klemmvorrichtung 17 verfügt, im Sinne eines Dongels ausgeführt und damit gleichsam auf die zweite Schnittstelle reduziert ist und sonst nur über eine Kommunikationsgegenstelle für die Sendeeinheit 16 verfügt.
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

EP 2063362 A2 [0004]

Claims

Servicevorrichtung (1) zum Verbinden mit einem Feldgerät (2), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Grundkörper (3) vorgesehen ist, dass mindestens eine erste Schnittstelle (4) zur Übertragung von Daten und/oder Energie vorgesehen ist, dass mindestens eine zweite Schnittstelle (5) zur Übertragung von Daten und/oder Energie zwischen der Servicevorrichtung (1) und dem Feldgerät (2) vorgesehen ist, dass mindestens eine Steuereinheit (7) vorgesehen ist, dass die Steuereinheit (7) derartig ausgestaltet ist, dass die Steuereinheit (7) erkennt, ob die Servicevorrichtung (1) über die zweite Schnittstelle (5) mit dem Feldgerät (2) verbunden ist, und dass die Steuereinheit (7) in dem Fall, dass die Servicevorrichtung (1) mit dem Feldgerät (2) verbunden ist, selbständig mindestens ein auswählbares Programm ausführt.
Servicevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Anzeigevorrichtung (8) vorgesehen ist.
Servicevorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (7) die Anzeigevorrichtung (8) in Abhängigkeit von einem Zustand des von der Steuereinheit (7) ausgeführten Programms ansteuert.
Servicevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Eingabevorrichtung (9) vorgesehen ist.
Servicevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Energiespeicher (10) vorgesehen ist.
Servicevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ortungselement (11) – insbesondere ein GPS-Modul – zur Positionsbestimmung der Servicevorrichtung (1) vorgesehen ist und/oder dass mindestens eine Zeiteinheit (18) vorgesehen ist.
Servicevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (7) das Feldgerät (2) identifiziert.
Servicevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Steuereinheit (7) und/oder ein Datenspeicher (6) separat vom Grundkörper (3) ausgestaltet sind/ist.
Servicevorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Steuereinheit (7) und mindestens der zweiten Schnittstelle (5) eine Funkverbindung besteht.
Servicevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Servicevorrichtung (1) derartig ausgestaltet ist, dass die Servicevorrichtung (1) in dem Fall, dass die Servicevorrichtung (1) mit dem Feldgerät (2) verbunden ist, unerkennbar für das Feldgerät (2) ist.