DE102013106098A1

DE102013106098A1 - Verfahren zur Parametrierung eines Feldgerätes

Info

Publication number: DE102013106098A1
Application number: DE102013106098.6A
Authority: DE
Inventors: Niels Donkers; Harald Schäuble
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2014-12-18
Also published as: CN105324726B; US20160124408A1; US9829872B2; CN105324726A; WO2014198491A1; EP3008530A1; EP3008530B1

Abstract

Verfahren zum Parametrieren eines Feldgerätes (1) der Automatisierungstechnik mittels eines Bediengerätes (2), wobei das Feldgerät (1) zumindest eine Batterie (3), ein Funkmodul (4) und einen nicht-flüchtigen-Speicher (5) umfasst, wobei die Batterie (3) das Funkmodul (4) und den nicht-flüchtigen Speicher (5), in dem Parameter des Feldgerätes (1) gespeichert werden, mit Energie versorgt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
– Aufbau einer drahtlosen Verbindung (6) zwischen dem Bediengerät (2) und dem batteriebetriebenen Funkmodul (4) des Feldgerätes, wobei das Feldgerät (1) offline betrieben wird;
– Lesen und/oder Schreiben der in dem nicht-flüchtigen Speicher (5) gespeicherten Parameter des Feldgerätes (1);
– Abbau der drahtlosen Verbindung (6) zwischen dem Bediengerät (2) und dem batteriebetriebenen Funkmodul (4) des Feldgerätes (1);
– Anbindung des Feldgerätes (1) an eine Zweidrahtleitung (7) zur Energieversorgung des Feldgerätes (1);
– Parametrierung des Feldgerätes (1) nach dem dieses an die Zweidrahtleitung (7) angebunden wurde, wobei zur Parametrierung zumindest auf die im nicht-flüchtigen Speicher (5) gespeicherten Parameter zurückgegriffen wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Parametrierung eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik mittels eines Bediengerätes.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Feldgerät der Automatisierungstechnik, sowie ein Bediengerät zur Parametrierung eines solchen Feldgerätes.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massedurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte etc.. Hierbei erfassen Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen, wie bspw. Füllstand, Durchfluss, Druck und/oder Temperatur.
Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, z. B. Ventile oder Pumpen, über die z. B. der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann.
Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
Bekannt sind Feldgeräte, die über eine 4...20 mA Stromschnittstelle bzw. Zweidrahtleitung in eine Automatisierungsanlage eingebunden sind. Durch die Einbindung wird das Feldgerät mit Energie versorgt und kann Messwerte oder auch Stellwerte mit dem Leitsystem austauschen.
Neben derartigen Feldgeräten gibt es auch so genannte Vier-Draht-Feldgeräte die aufgrund ihres höheren Energiebedarfes über zwei separate Energieversorgungs-Leitungen in die Automatisierungsanlage eingebunden sind.
Dieser Zustand, also, dass das Feldgerät über die Zweidrahtleitung oder auch eine Vier-Draht-Leitung mit Energie versorgt wird, soll nachfolgend als „Online“ bezeichnet werden. Im Gegensatz dazu soll der Zustand, bei dem ein Feldgerät nicht an eine Zweidrahtleitung angebunden ist und folglich auch nicht mit Energie über diese versorgt werden kann, als „Offline“ bezeichnet werden. Es versteht sich von selbst, dass ein Feldgerät, welches „Offline“ ist auch keine Messwerte oder Stellwerte mit dem Leitsystem austauscht.
Ebenfalls bekannt ist, dass die Arbeitsweise eines Feldgeräts mit Hilfe von Parametern festgelegt wird, die in hierfür vorgesehene Module bzw. spezifische Speicherstellen des Feldgeräts geschrieben werden. Durch das Speichern von geeigneten Parameterwerten in den jeweiligen Modulen bzw. Speicherstellen wird die Arbeitsweise des Feldgeräts festgelegt. Dieser Vorgang wird als „Parametrieren bzw. Parametrierung" bezeichnet. Die Festlegung der Parameter wird beispielsweise vom Kunden durchgeführt. Durch die Auswahl geeigneter Parameterwerte kann der Kunde das Feldgerät an seine jeweilige Applikation anpassen. Derartige Parameter sind beispielsweise im Falle eines Füllstandsmessgerätes, welches den Füllstand eines Mediums in einem Tank messen soll, die Höhe oder auch der Durchmesser des Tankes.
Die Parametrierung derartiger Feldgeräte findet dabei heutzutage im „Online“ Zustand des Feldgerätes statt. Hierzu wird zuerst das Feldgerät physikalisch an die Zweidrahtleitung angeschlossen und anschließend wird das Feldgerät mittels eines Bediengerätes parametriert.
Dieses Vorgehen weist den Nachteil auf, dass sich ein Servicetechniker für die gesamte Parametrierung an dem für ihn möglicherweise ungünstigen Einbauort des Feldgerätes, an dem das Feldgerät zur Energieversorgung mittels der Zweidrahtleitung angebunden ist, befinden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, dass die einfachere Parametrierung eines Feldgerätes durch einen Bediener ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren gelöst, das in Anspruch 1 beschrieben ist. Desweitern wird ein Feldgerät beschrieben, welches zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Parametrieren eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik mittels eines Bediengerätes gelöst, wobei das Feldgerät zumindest eine Batterie, ein Funkmodul und einen nicht-flüchtigen-Speicher umfasst, wobei die Batterie das Funkmodul und den nicht-flüchtigen Speicher, in dem Parameter des Feldgerätes gespeichert werden, mit Energie versorgt und wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

– Aufbau einer drahtlosen Verbindung zwischen dem Bediengerät und dem batteriebetriebenen Funkmodul des Feldgerätes, wobei das Feldgerät offline betrieben wird;
– Lesen und/oder Schreiben der in dem nicht-flüchtigen Speicher gespeicherten Parameter des Feldgerätes;
– Abbau der drahtlosen Verbindung zwischen dem Bediengerät und dem batteriebetriebenen Funkmodul des Feldgerätes;
– Anbindung des Feldgerätes an eine Zweidrahtleitung zur Energieversorgung des Feldgerätes;
– Parametrierung des Feldgerätes nach dem dieses an die Zweidrahtleitung angebunden wurde, wobei zur Parametrierung zumindest auf die im nicht-flüchtigen Speicher gespeicherten Parameter zurückgegriffen wird.

Erfindungsgemäß wird die einfachere Parametrierung dadurch erreicht, dass das Feldgerät ein Funkmodul aufweist, welches bspw. gemäß dem Bluetooth-low-energy Protokoll arbeitet, wobei das Funkmodul über eine Batterie auch in dem Fall mit Energie versorgt wird, dass das Feldgerät sich im „offline“ Modus befindet, also keine Energie über die Zweidrahtleitung bekommt. Hierdurch kann eine Vorparametrierung des Feldgerätes mittels Parametern die zu diesem Zeitpunkt bereits festgelegt sind bzw. feststehen, außerhalb des vorgesehenen Einbauortes des Feldgerätes stattfinden. Hierzu werden die Parameter in einen nicht-flüchtigen Speicher des Feldgerätes geschrieben, der ebenfalls mittels der Batterie im Offline Zustand mit Energie versorgt wird.
Anschließend wird das vorparametrierte Feldgerät an die Zweidrahtleitung angebunden und das Feldgerät führt eine „vollständige“ Parametrierung durch, in dem es auf die Parameter des nicht-flüchtigen Speichers zugreift und die Parameter entsprechend ihrer Zugehörigkeit in die vorgesehenen Module bzw. spezifischen Speicherstellen des Feldgeräts schreibt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird über einen Schalter die Energieversorgung zumindest des Funkmoduls durch die Batterie aktiviert. Auf diese Weise lässt sich die Entladedauer und somit die Standzeit der Batterie erhöhen, da das Funkmodul nicht kontinuierlich, sondern bedarfsabhängig bzw. spezifisch mit Energie versorgt wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird mit einem in das Funkmodul integrierten Mikroprozessor die Übertragung der Parameter zwischen dem Funkmodul und dem nicht-flüchtigen-Speicher durchgeführt. Funkmodule mit einem integrierten Mikroprozessor erlauben eine besonders einfache Realisierung der Übertragung der Parameter zwischen dem Funkmodul und dem nicht-flüchtigen-Speicher.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform weist das Feldgerät einen außerhalb des Funkmoduls angeordneten Mikroprozessor auf, mit dem die Übertragung der Parameter zwischen dem Funkmodul und dem nicht-flüchtigen-Speicher durchgeführt wird. Eine derartige Realisierung der Übertragung der Parameter zwischen dem Funkmodul und dem nicht-flüchtigen-Speicher bietet den Vorteil, dass der Energieverbrauch der Batterie weiter reduziert werden kann, da ein Mikroprozessor eingesetzt werden kann, der noch weniger Energie aufnimmt, als bspw. ein in das Funkmodul integrierter Mikroprozessor dies tut.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Funkmodul nach der Anbindung des Feldgerätes an die Zweidrahtleitung über diese mit Energie versorgt, wobei weitere Parametrierungen des Feldgerätes mittels des Funkmoduls durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die drahtlose Verbindung mittels des Funkmoduls gemäß dem Bluetooth-Low-Energy oder dem ANT+ oder dem WLAN Protokoll durchgeführt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die drahtlose Verbindung mittels des Funkmoduls gemäß einem proprietären Funkprotokoll durchgeführt.
Ferner wird ein Feldgerät der Automatisierungstechnik beschrieben, welches zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ausführungsformen geeignet ist, wobei das Feldgerät zumindest ein Funkmodul, eine Batterie und einen nicht-flüchtigen Speicher aufweist, wobei die Batterie das Funkmodule und den nicht-flüchtigen Speicher mit Energie versorgt, wenn sich das Feldgerät im offline Zustand befindet. Auf diese Weise kann eine Offline-Parametrierung des Feldgerätes durchgeführt werden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung eines Feldgerätes sowie eines Bediengerätes, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind,
2: eine alternative schematische Darstellung eines Feldgerätes sowie eines Bediengerätes, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Feldgerätes 1 sowie eines Bediengerätes 2, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind.
Das Feldgerät 1 umfasst hierbei eine Batterie 3, ein Funkmodul 4, bspw. ein Bluetooth Low Energy (Abkürzung: BLE) Modul und einen nicht-flüchtigen Speicher 5, in dem Parameter die dem Feldgerät 1 bei der Offline Parametrierung zugeführt werden, gespeichert sind.
Die Batterie 3 ist derartig in das Feldgerät 1 eingebaut, dass sie das Funkmodul 4 und den nicht-flüchtigen Speicher 5 mit Energie versorgt, auch wenn das Feldgerät 1 nicht an eine Zweidrahtleitung 7 angeschlossen ist, also sich im Offline Zustand befindet. Mittels eines Schalters 8 kann das Funkmodul 4 aktiviert bzw. deaktiviert werden. Somit lässt sich die Energieversorgung des Funkmodules 4 durch die Batterie 3 auf den Zeitraum der Offline Parametrierung beschränken. Auf diese Weise lässt sich die Entladezeit bzw. Standzeit der Batterie 3 erhöhen. Die Batterie 3 versorgt neben dem Funkmodul 4 auch den nicht-flüchtigen Speicher 5 des Feldgerätes.
Der nicht-flüchtigen Speicher 5 dient dazu, Parameter die während der Offline Parametrierung des Feldgerätes übertragen werden zu speichern, so dass die Parameter nach der Anbindung des Feldgerätes 1 an die Zweidrahtleitung 7 und der damit einhergehenden vollständigen Energieversorgung des Feldgerätes 1 zur Verfügung stehen.
Durch das Anschließen bzw. Anbinden des Feldgerätes 1 an die Zweidrahtleitung 7 werden weitere Module 12, 13 des Feldgerätes 1, wie beispielsweise ein Hauptprozessor 13 und/oder auch ein Sensor/Aktor-Modul 12 mit Energie versorgt, die im Offline Zustand des Feldgerätes 1 nicht mit Energie durch die Batterie 3 versorgt werden.
2 zeigt eine alternative schematische Darstellung eines Feldgerätes 1 sowie eines Bediengerätes 2, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind. Hierbei weist das Funkmodul 4 des Feldgerätes 1 keinen integrierten Mikroprozessor 9 auf, sondern einen außerhalb des Funkmoduls 4 angeordneten Mikroprozessor 10, der die Übertragung der Parameter zwischen dem Funkmodul 4 und dem nicht-flüchtigen-Speicher 5 durchführt.
Ferner zeigen sowohl 1 als auch 2 ein Bediengerät 2, welches ein zu dem Funkmodul 4 des Feldgerätes 1 kompatibles Funkmodul 11 aufweist, das je nach Ausgestaltung des Funkmoduls 4 des Feldgerätes 1 nach dem Bluetooth-Low-Energy- oder dem ANT+- oder dem WLAN-Protokoll oder einem proprietären Funkprotokoll arbeitet. Ein derartiges Bediengerät kann bspw. ein Smartphone, Mobiltelefon, Laptop, Tablet-PC, PDA, Netbook, etc. darstellen.
Im Folgenden wird auf das erfindungsgemäße Verfahren eingegangen. Dieses unterteilt sich im Prinzip in zwei Parametrierschritte, einen ersten Offline Parametrierschritt, in dem Teile das Feldgerät 1 ausschließlich durch die Batterie 3 mit Energie versorgt werden und einen zweiten Online Parametrierschritt, in dem das Feldgerät 1 vollständig mit Energie über die Zweidrahtleitung 7 gespeist wird und mit den Parametern, die bei der Offline Parametrierung im nicht-flüchtigen Speicher 5 hinterlegt wurden, parametriert wird.
Die Offline Parametrierung weist dabei folgende Schritte auf:

– Aufbau einer drahtlosen Verbindung 6 zwischen einem Bediengerät 2 und
dem batteriebetriebenen Funkmodul 4 des Feldgerätes, wobei das Feldgerät 1 offline betrieben wird;
– Lesen und/oder Schreiben der in dem nicht-flüchtigen Speicher 5 gespeicherten Parameter des Feldgerätes 1;
– Abbau der drahtlosen Verbindung 6 zwischen dem Bediengerät 2 und dem batteriebetriebenen Funkmodul 4 des Feldgerätes 1.

Dieser erste Offline Parametrierschritt muss nicht zwingend an dem vorgesehenen Einsatzort des Feldgerätes 1 stattfinden, sondern kann bspw. auch an einem Ort außerhalb der Automatisierungsanlage stattfinden. Auf diese Weise lässt sich auf besonders einfache Weise die Parametrierung des Feldgerätes 1 durch einen Bediener durchführen.
Anschließend wird das vorparametrierte Feldgerät 1 an eine Zweidrahtleitung 7 der Automatisierungsanlage angebunden bzw. angeschlossen und somit auch vollständig, d.h. alle dem Feldgerät 1 zugehörigen Module 4, 5, 8, 9, 10, 12, 13 mit Energie gespeist.
Die folgende Online Parametrierung sieht vor, dass das Feldgeräte 1 nach dem dieses an die Zweidrahtleitung 7 angebunden wurde, zumindest auf die im nicht-flüchtigen Speicher 5 hinterlegten Parameter zurückgreift, umso die Parametrierung aller dem Feldgerät 1 zugehörigen Module 4, 5, 8, 9, 10, 12, 13 durchzuführen. Denkbar an dieser Stelle ist auch, dass während der Online Parametrierung neben dem im nicht-flüchtigen Speicher 5 hinterlegten Parametern auch weitere Parameter über ein Bediengerät 2 dem Feldgerät 1 zu dessen Parametrierung zugeführt werden. Dies kann beispielsweise wiederum über das Funkmodul 4 des Feldgerätes 1 mittels eines entsprechend ausgebildeten Bediengerätes 2 durchgeführt werden, wobei in dem Fall das Funkmodul des Feldgerätes über die Zweidrahtleitung 7 und nicht mittels der Batterie 3 mit Energie versorgt wird.
Bezugszeichenliste

1: Feldgerät
2: Bediengerät
3: Batterie
4: Funkmodul des Feldgerätes
5: Nicht-flüchtiger Speicher
6: Drahtlose Verbindung
7: Zweidrahtleitung
8: Schalter
9: Integrierter Mikroprozessor
10: Mikroprozessor
11: Funkmodul des Bediengerätes
12: Sensorik/Aktorik-Modul
13: Hauptprozessor

Claims

Verfahren zum Parametrieren eines Feldgerätes (1) der Automatisierungstechnik mittels eines Bediengerätes (2), wobei das Feldgerät (1) zumindest eine Batterie (3), ein Funkmodul (4) und einen nicht-flüchtigen-Speicher (5) umfasst, wobei die Batterie (3) das Funkmodul (4) und den nicht-flüchtigen Speicher (5), in dem Parameter des Feldgerätes (1) gespeichert werden, mit Energie versorgt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Aufbau einer drahtlosen Verbindung (6) zwischen dem Bediengerät (2) und dem batteriebetriebenen Funkmodul (4) des Feldgerätes, wobei das Feldgerät (1) offline betrieben wird; – Lesen und/oder Schreiben der in dem nicht-flüchtigen Speicher (5) gespeicherten Parameter des Feldgerätes (1); – Abbau der drahtlosen Verbindung (6) zwischen dem Bediengerät (2) und dem batteriebetriebenen Funkmodul (4) des Feldgerätes (1); – Anbindung des Feldgerätes (1) an eine Zweidrahtleitung (7) zur Energieversorgung des Feldgerätes (1); – Parametrierung des Feldgerätes (1) nach dem dieses an die Zweidrahtleitung (7) angebunden wurde, wobei zur Parametrierung zumindest auf die im nicht-flüchtigen Speicher (5) gespeicherten Parameter zurückgegriffen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei über einen Schalter (8) vor dem Aufbau der drahtlosen Verbindung die Energieversorgung des Funkmoduls (4) durch die Batterie (3) aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei mit einem in das Funkmodul integrierten Mikroprozessor (9) die Übertragung der Parameter zwischen dem Funkmodul (4) und dem nicht-flüchtigen-Speicher (5) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Feldgerät (1) einen außerhalb des Funkmoduls (4) angeordneten Mikroprozessor (10) aufweist mit dem die Übertragung der Parameter zwischen dem Funkmodul (4) und dem nicht-flüchtigen-Speicher (5) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Funkmodul (4) während der Anbindung des Feldgerätes (1) an die Zweidrahtleitung (7) über diese mit Energie versorgt wird und wobei weitere Parametrierungen des Feldgerätes (1) mittels des Funkmoduls (4) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die drahtlose Verbindung (6) mittels des Funkmoduls (4) gemäß dem Bluetooth-Low-Energy oder dem ANT+ oder dem WLAN Protokoll durchgeführt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die drahtlose Verbindung (6) mittels des Funkmoduls (4) gemäß einem proprietären Funkprotokoll durchgeführt wird.
Feldgerät der Automatisierungstechnik zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Feldgerät zumindest ein Funkmodul, eine Batterie und einen nicht-flüchtigen Speicher aufweist, wobei die Batterie das Funkmodule und den nicht-flüchtigen Speicher mit Energie versorgt, wenn sich das Feldgerät im offline Zustand befindet.