DE102014007383A1

DE102014007383A1 - Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage

Info

Publication number: DE102014007383A1
Application number: DE102014007383.1A
Authority: DE
Inventors: Dirk Wagener; Christoph Welte; Marcus Heege; Wolfgang Mahnke; Marko SCHLÜTER
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2015-11-26
Also published as: CN105182921A; GB201508653D0; GB2527925A; US20150341208A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlagemit einem Konfigurationswerkzeug, das ausgebildet ist, ein Feldgerät in der Automatisierungsanlage physisch zu erkennen, logisch in die Automatisierungsanlage einzubinden und in der Automatisierungsanlage zu konfigurieren, wobei das Konfigurationswerkzeug hierzu auf einen vorgegebenes erstes feldgerätespezifisches Informationspaket zurückgreift, welches die Funktionen und Daten des Feldgeräts zumindest teilweise beschreibt. Zur Verbesserung der Übersicht wird vorgeschlagen, dass alle Feldgeräte jeweils durch gleichartige Bildschirmelemente (1) in dem Konfigurationswerkzeug dargestellt sind, welche unabhängig von dem Ort der Geräteauswahl denselben Aufbau und dieselben Funktionen aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage. Die Erfindung findet insbesondere Verwendung in der Prozessautomation oder Maschinensteuerung zum Steuern von Prozessen und/oder Anlagenkomponenten.
Automatisierungssysteme zur Steuerung eines technischen Prozesses oder einer technischen Anlage umfassen üblicherweise eine Steuerungseinrichtung (SPS), die in einem Verbund einer Vielzahl von intelligenten elektrischen Geräten integriert werden. Intelligente elektronische Geräte sind mikroprozessorbasierte Geräte wie beispielsweise Schutz- und Steuergeräte, Motorschutzgeräte, intelligente Schalter und Spannungsregler, Frequenzumrichter, Druck- und Temperaturmessumformer, Durchflussmesser und Stellantriebe.
Aus dem Beitrag „FDI Device Integration – Best of Both Worlds", atp edition 6/2010, Seiten 16 bis 19, ist bekannt, Feldgeräte mit dem FDI-Konzept (Field Device Integration IEC-62769) in eine Automatisierungsanlage zu integrieren. Grundlage dieses Konzepts ist die Bereitstellung von Informationen zur Konfiguration von Feldgeräten in einem gerätespezifischen FDI-Paket. Dieses FDI-Paket umfasst eine fest vorgegebene Informationsmenge, welche aus einer Device Definition, Business Logic, User Interface Description und User Interface Plug-In's besteht. Die Device Definition umfasst Verwaltungsinformationen und das Gerätemodell. Die Business Logic beschreibt die Kommunikationslogik zum Gerät und dient der Konsistenzsicherung des Gerätemodells. Die User Interface Description beschreibt die Präsentation der Geräteparameter und Gerätefunktionen. Die User Interface Plug-In's sind programmierte Komponenten von Oberflächenanteilen zur Darstellung der Geräteparameter und Funktionen.
Bei der Konfiguration von Feldgeräten mittels EDD (Electronic Device Description) Technologie IEC 61804 stellt ein Gerätehersteller eine EDD bereit, die Informationen über die Kommunikation mit dem Gerät, die Geschäftslogik und die Benutzerschnittstellen, also welche Eingabemasken sollten einem Benutzer dargestellt werden, beinhaltet. Zur Geschäftslogik gehört beispielsweise, wann welche Parameter geschrieben werden dürfen.
Die FDI Technologie benutzt diese Mechanismen der EDD und stellt das Konzept des FDI Package bereit, bei dem neben einer EDD noch andere Informationen wie Benutzerhandbuch enthalten sein können, aber auch sogenannte UIPs (User Interface PlugIn), die weitere Benutzerschnittstellen in anderen Technologien, wie beispielsweise .NET Assemblies, bereitstellen, welche im Gegensatz zu EDD basierten Benutzerschnittstellen aus programmiertem und zu einer Komponente compilierten Code besteht.
FDI-Pakete werden typischerweise von Geräteherstellern erstellt, und von Systemherstellern verwendet, um die Geräte der Gerätehersteller in ihrem System zu integrieren und konfigurieren.
In der EDD können neben einem einzelnen Benutzerelement mit verschiedenen Parametern, Graphen und anderer Elemente auch neue Fenster und Dialoge definiert sein. Ein Host hat dabei gewisse Freiheiten und kann beispielsweise mehrere in der EDD definierten Menüs gleichzeitig in verschiedenen Fenstern darstellen oder auch Benutzerschnittstellen von verschiedenen Geräteinstanzen.
Bekannte EDD-Host-Systeme schränken entweder die Anzahl der Fenster ein oder öffnen beliebig viele Fenster für die verschiedenen Geräte. Dabei geht die Übersicht über die Zuordnung der Fenster zu den Geräten verloren.
Darüber hinaus erlaubt die EDD Spezifikation, einen Eingabekontext zu definieren, der Änderungen an einer Gerätekonfiguration beinhaltet, die der Benutzer an der Oberfläche bereits durchgeführt hat, aber noch nicht in das Gerät oder die Offline-Konfiguration geschrieben hat. Dabei ist es nach der Spezifikation möglich, das unterschiedliche Fenster und Dialoge auf unterschiedlichen Eingabekontexten desselben Geräts arbeiten. Durch dieses Konzept wird es für einen Benutzer noch schwieriger, die Fenster nicht nur dem Gerät, sondern auch einem bestimmten Eingabekontext zuzuordnen.
Nach Stand der Technik zeigen EDD-Host-Systeme die in der EDD beschriebenen Fenster als Fenster der Anwendung an, sodass der Anwender mehrere Fenster-Inhalte miteinander vergleichen kann. Die Fenster sind aber lediglich schwer einer bestimmten Geräteinstanz und noch schwerer einem bestimmten Eingabekontext dieser Geräteinstanz zuzuordnen. Wenn ein Anwender einen Eingabekontext anwenden oder verwerfen will, ist damit schwer zu erkennen, welche Fenster davon betroffen sind.
In einem solchen Programmierwerkzeug werden Informationen zu den Geräten visualisiert und Funktionen, wie Parametrierungen, ausgeführt. Hierzu ist zunächst durch den Anwender ein Gerät aus einer Vielzahl von Geräten auszuwählen.
In bekannten Programmierwerkzeugen wird darüber hinaus in nachteiliger Weise ein und dasselbe Gerät in unterschiedlicher Weise dargestellt. So wird in der Baumstruktur ein anderes Geräteobjekt und Symbol angezeigt als in der Listendarstellung der Geräte. Auch unterscheidet sich die Gerätefunktionalität basierend auf der Darstellungsform. Die Darstellung ist nicht einheitlich und daher für den Anwender schwierig zu erlernen. Auch unterscheiden sich die verschiedenen Darstellungen in Bezug auf Gerätefunktionalität die der Anwender ausführen kann. Somit kann der Anwender in der Listendarstellung nicht die gleichen Gerätefunktionen ausführen als wenn er das Geräteobjekt im Tree nehmen würde. Der Anwender muss also wissen in welcher Darstellung er welche Gerätefunktionen findet und ausführen kann.
Aus der DE 102 45 890 B4 ist ein Bildschirmelement, HMI Gerät, Automatisierungssystem und Computerprogrammprodukt zur Visualisierung und Projektierung von einfach und mehrfach verwendeten Anwendertexten und der in einem Datenverarbeitungssystem zugeordneten Verwendungsstellen bekannt. Der Offenbarung ist zu entnehmen, dass die Geräte in einer hierarchischen Baumstruktur zur Auswahl angeboten werden, wobei jedem weiterverzweigenden Zweig ein Anwendertext und jedem nichtweiterverzweigenden Zweig eine Kombination aus einem Anwendertext und einer Verwendungsstelle zugeordnet ist. Einzelheiten zu einem Gerät sind in verschachtelten Menüebenen hinterlegt. Damit gestaltet sich die Bedienung und insbesondere die Suche nach Einzelheiten zu einem Gerät zu einem zeitaufwändigen Prozess.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage anzugeben, deren Übersichtlichkeit auch bei einer Vielzahl simultan bearbeiteter Geräte und Funktionen erhalten bleibt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage mit einem Konfigurationswerkzeug, das ausgebildet ist, ein Feldgerät in der Automatisierungsanlage physisch zu erkennen, logisch in die Automatisierungsanlage einzubinden und in der Automatisierungsanlage zu konfigurieren, wobei das Konfigurationswerkzeug hierzu auf einen vorgegebenes erstes feldgerätespezifisches Informationspaket zurückgreift, welches die Funktionen und Daten des Feldgeräts zumindest teilweise beschreibt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass alle Feldgeräte jeweils durch gleichartige Bildschirmelemente in dem Konfigurationswerkzeug dargestellt sind, welche unabhängig von dem Ort der Geräteauswahl denselben Aufbau und dieselben Funktionen aufweisen.
Vorteilhafterweise ist der Anwender somit unabhängig von der Art der Geräteauswahl und es ist unerheblich ob, das Gerät über eine hierarchischen Baumstruktur oder eine Geräteliste ausgewählt wird, da bei beiden exakt das gleiche Geräteobjekt mit der gleichen Funktionalität vorgefunden wird.
Jedes Bildschirmelement umfasst mindestens aber nicht abschließend einen Bezeichner und ein Bedienelement.
Der Bezeichner ist eine eindeutige Identifikation des Feldgeräts innerhalb der Automatisierungsanlage. Dieser Bezeichner, ein sogenannter „TAG name”, ist eine alphanumerische Beschreibung einer physikalischen Entität innerhalb eines Bezeischnungsschemas der jeweiligen Automatisierungsanlage.
Das Bedienelement ist ein sensitiver Bereich des Bildschirmelements zum Aufruf erweiterterter Darstellungen und/oder Funktionen des Feldgeräts. Bei Betätigung des Bedienelements wird das Bedienelement flächig erweitert. Die zusätzliche Anzeigefläche ist geeignet zur Anzeige weiterer Geräteinformationen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die gesamte Fläche des Bildschirmelements als sensitiver Bereich ausgebildet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Bildschirmelement ein topologisches Kennzeichen auf.
Das topologische Kennzeichen bezeichnet die Adresse des Feldgeräts in der Automatisierungsanlage, wobei unter dieser Adresse jede topologische Information verstanden wird, über die das jeweilige Feldgerät kommunikativ ansprechbar ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Bildschirmelement ein Statussymbol auf.
Das Statussymbol ist eine wechselbare grafische Darstellung des aktuellen Verfügbarkeitszustands des Feldgeräts innerhalb der Automatisierungsanlage.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines Bildschirmelements in dem Konfigurationswerkzeug
2 eine Prinzipdarstellung einer Geräteliste in dem Konfigurationswerkzeug
3 eine Prinzipdarstellung zur Wirkungsweise der erweiterten Darstellung eines Bildschirmelements in dem Konfigurationswerkzeug
In der 1 ist ein Bildschirmelement 1 in dem Konfigurationswerkzeug prinzipiell dargestellt. In einfachster Ausführungsform umfasst jedes Bildschirmelement 1 mindestens ein topologisches Kennzeichen 11, ein Statussymbol 12, einen Bezeichner 13 und ein Bedienelement 14.
In dem Konfigurationswerkzeug sind alle Feldgeräte jeweils durch gleichartige Bildschirmelemente 1 dargestellt, welche unabhängig von dem Ort der Geräteauswahl denselben Aufbau und dieselben Funktionen aufweisen.
Das topologische Kennzeichen 11 bezeichnet die Adresse des Feldgeräts in der Automatisierungsanlage, wobei unter dieser Adresse jede topologische Information verstanden wird, über die das jeweilige Feldgerät kommunikativ ansprechbar ist.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein analoges Feldgerät an eine analoge Eingabeschnittstelle mit einer Mehrzahl von Kanälen angeschlossen. Dann gibt das topologische Kennzeichen 11 denjenigen Kanal der analogen Eingabeschnittstelle an, an welchen das jeweilige Feldgerät angeschlossen ist.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist ein digitales Feldgerät an einen Feldbus angeschlossen. Dann gibt das topologische Kennzeichen 11 die physikalische Adresse an, unter der das jeweilige Feldgerät über den Feldbus erreichbar ist.
Das Statussymbol 12 ist eine wechselbare grafische Darstellung des aktuellen Verfügbarkeitszustands des Feldgeräts innerhalb der Automatisierungsanlage. In einfachster Ausführung der Erfindung wird ein Statussymbol „online” angezeigt, sobald eine Gerätekommunikation zwischen der Gerätemanagementsoftware und dem Feldgerät zustande gekommen ist, während anderenfalls ein Statussymbol „offline” angezeigt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, das Statussymbol 12 als Indikator gemäß NAMUR-Empfehlung NE 107 auzubilden. Dazu gehören Symbole zur Signalisierung von Fehlerzuständen, Wartungsanforderungen, Funktionsprüfungen des Feldgeräts oder zur Anzeige, dass das Feldgerät außerhalb seiner Spezifikation betrieben wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Bildschirmelement 1 eine Farbmarkierung 15 aufweist, welche in der 1 schraffiert dargestellt ist. In bevorzugter Ausgestaltung stimmen die Farbmarkierung 15 farblich mit den Indikatoren gemäß NAMUR-Empfehlung NE 107 überein.
Der Bezeichner 13 ist eine eindeutige Identifikation des Feldgeräts innerhalb der Automatisierungsanlage. Dieser Bezeichner, ein sogenannter „TAG name”, ist eine alphanumerische Beschreibung einer physikalischen Entität innerhalb eines Bezeischnungsschemas der jeweiligen Automatisierungsanlage.
Das Bedienelement 14 ist ein sensitiver Bereich des Bildschirmelements 1 zum Aufruf erweiterterter Darstellungen und/oder Funktionen des Feldgeräts. Bei Betätigung des Bedienelements 14 wird das Bildschirmelement 1 flächig erweitert. Die zusätzliche Anzeigefläche ist geeignet zur Anzeige weiterer Geräteinformationen.
Das in der 1 dargestellte Bildschirmelement 1 zeigt für ein Feldgerät mit dem Bezeichner „34-LRS-PIX-007S” das ein Statussymbol „online” und das topologische Kennzeichen „Ch.2”, welches angibt, dass das Feldgerät am Kanal 2 einer analogen Schnittstelle angeschlossen ist.
In 2 ist eine Geräteliste mit einer Mehrzahl von Bildschirmelementen 1, welche jeweils ein Feldgerät der Automatisierungsanlage in dem Konfigurationswerkzeug vertreten, prinzipiell dargestellt. Jedes Bildschirmelement 1 weist für das zugehörige Feldgerät, welches jeweils einen eindeutigen Bezeichner 13 trägt, ein anderes topologische Kennzeichen 11, „Ch.1” bis „Ch.7”, aus. Darüber hinaus zeigen die Statussymbole 12 der Feldgeräte mit den topologische Kennzeichen „Ch.2” bis „Ch.7” die Indikatoren gemäß NAMUR-Empfehlung NE 107.
In der 3 ist die Wirkungsweise der erweiterten Darstellung eines Bildschirmelements in dem Konfigurationswerkzeug prinzipiell dargestellt.
Ausgehend von der Listendarstellung der Bildschirmelemente 1 gemäß 3a wird durch Betätigung eines Bedienelements 14 das jeweilige Bildschirmelement 1 flächig um einen Detailbereich 10 erweitert. Die erweiterte Darstellung gemäß 3b ist geeignet, dem Anwender zusätzliche Informationen zu dem jeweiligen Feldgerät bereitzustellen, welche im Detailbereich 10 angezeigt werden. Dazu können Protokollinformationen, Revisionsdaten, Herstellerangaben sowie eine bildliche Darstellung des Feldgeräts gehören. Eine nochmalige Betätigung des Bedienelements 14 des jeweiligen Bildschirmelements 1 reduziert die Darstellung des jeweiligen Bildschirmelements 1 in den Ausgangszustand.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, die reduzierte Darstellung des Bildschirmelements 1 gemäß 3c als Anschlussliste, bei der die Bildschirmelemente 1 zumindest ausschnittweise in ihrer topologischen Struktur angezeigt werden, wobei die freien Kanäle eines übergeordneten Verteilers 2 in Form topologischer Kennzeichen 11 ausgewisen sind. Dabei kann der Verteiler 2 eine analoge Schnittstelleneinrichtung oder ein digitaler Feldbus sein.
Bezugszeichenliste

1: Bildschirmelement
10: Detailbereich
11: topologisches Kennzeichen
12: Statussymbol
13: Bezeichner
14: Bedienelement
15: Farbmarkierung
2: Verteiler

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

DE 10245890 B4 [0013]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Beitrag „FDI Device Integration – Best of Both Worlds”, atp edition 6/2010, Seiten 16 bis 19, ist bekannt, Feldgeräte mit dem FDI-Konzept (Field Device Integration IEC-62769) [0003]
IEC 61804 [0004]

Claims

Einrichtung zur Verwaltung und Konfiguration von Feldgeräten einer Automatisierungsanlage mit einem Konfigurationswerkzeug, das ausgebildet ist, ein Feldgerät in der Automatisierungsanlage physisch zu erkennen, logisch in die Automatisierungsanlage einzubinden und in der Automatisierungsanlage zu konfigurieren, wobei das Konfigurationswerkzeug hierzu auf einen vorgegebenes erstes feldgerätespezifisches Informationspaket zurückgreift, welches die Funktionen und Daten des Feldgeräts zumindest teilweise beschreibt, dadurch gekennzeichnet, dass alle Feldgeräte jeweils durch gleichartige Bildschirmelemente (1) in dem Konfigurationswerkzeug dargestellt sind, welche unabhängig von dem Ort der Geräteauswahl denselben Aufbau und dieselben Funktionen aufweisen.
Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bildschirmelement (1) mindestens einen Bezeichner (13) und ein Bedienelement (14) umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bildschirmelement (1) ein topologisches Kennzeichen (11) umfasst.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bildschirmelement (1) ein Statussymbol (12) umfasst.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bildschirmelement (1) eine Farbmarkierung (15) aufweist, welche zum Statussymbol (12) korrespondiert.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass jedem Bildschirmelement (1) ein Detailbereich (10) aufrufbar zugeordnet ist, welcher durch Betätigung des Bedienelements (14) aktivierbar ist.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Fläche des Bildschirmelements (1) als sensitive Fläche des Bedienelement (14) ausgebildet ist.