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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vorausschauenden Überwachung der Datenübertragung auf zumindest einer Kommunikationsverbindung zwischen einem ersten Feldgerät und einen zweiten Feldgerät. Bevorzugt sind die Feldgeräte in eine Automatisierungsanlage eingebunden.
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In Automatisierungsanlagen, insbesondere in Prozess- und Fabrikautomatisierungsanlagen, werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen eines gasförmigen, flüssigen oder festen Mediums werden Sensoren verwendet, die beispielsweise in Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, Spektrometer, usw. integriert sind. Diese Geräte messen die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert, Leitfähigkeit, chemische Zusammensetzung des Mediums. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Anhand der Messdaten werden über einen Messalgorithmus Messwerte ermittelt, die Auskunft über die Prozessgröße geben.
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Als Feldgeräte werden in Zusammenhang mit der Erfindung übrigens alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozess- oder geräterelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Feldgeräten also auch Remote I/Os, Funkadapter, Edge Devices bzw. allgemein Geräte verstanden, die in einer Automatisierungsanlage angeordnet sind. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
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In Industrieanlagen erfolgt die Kommunikation zwischen zumindest einer übergeordneten Steuereinheit und den Feldgeräten oder auch zwischen den einzelnen Feldgeräten selbst in der Regel über ein Bussystem, wie beispielsweise Profibus® PA, Foundation Fieldbus® oder HART®. Die Bussysteme können sowohl drahtgebunden als auch drahtlos ausgestaltet sein. Die übergeordnete Steuereinheit dient zur Prozesssteuerung, zur Prozessvisualisierung, zur Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme und Bedienung der Feldgeräte und wird auch als Konfigurier-/Managementsystem bezeichnet. Darüber hinaus ist es bekannt geworden, Feldgeräte mit Internetschnittstellen zwecks Kommunikation und/oder Energieversorgung auszurüsten.
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In zunehmendem Maße sind Feldgeräte der Automatisierungstechnik mit einer Nahfeldkommunikationsschnittstelle ausgestattet. Bevorzugt handelt es sich bei einer entsprechenden Nahfeldkommunikationsschnittstelle (NFC Schnittstelle) um eine standardisierte Schnittstelle, z.B. eine Bluetooth- bzw. eine Bluetooth Low Energy- (BLE) Schnittstelle. Unter Verwendung einer entsprechenden App sind die Feldgeräte dann mittels handelsüblicher Kommunikationstools (Smartphone, Tablet, Laptop, ...) bedienbar.
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Im Zusammenhang mit der Erfindung wird übrigens unter dem Begriff „Bedienen eines Feldgeräts“ die Anzeige von Konfigurations-, Parametrier-, Mess- und Statusdaten oder sonstigen das Feldgerät betreffenden Daten verstanden, ebenso wie das Parametrieren oder Konfigurieren des Feldgeräts im Rahmen einer Inbetriebnahme oder im Rahmen eines Serviceeinsatzes. Weiterhin kann Bedienen das Überspielen eines Firmware- oder Software-Updates in das Feldgerät beinhalten.
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Die digitale Datenkommunikation zwischen zwei Feldgeräten wird üblicherweise über Prüfsummen überwacht. Entsprechende Lösungen sind beispielsweise in der
WO 2010/149 440 A1 und in der
DE 10 2010 003 741 A1 beschrieben. Im Falle eines erkannten Übertragungsfehlers werden wiederholte Übertragungen durchgeführt. Wird ein statistisch definierter Schwellwert von Datenübertragungsfehlern überschritten bzw. erreicht, so wird eine Fehlermeldung generiert.
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Die Ursachen für Übertragungsfehler können sehr unterschiedlich sein. Bei drahtgebundenen Übertragungen kann die Ursache beispielsweise in einer korrodierenden Kommunikationsverbindung liegen, oder die Ursache liegt in einem mechanischen Defekt der Kommunikationsverbindung. So kann sich eine Schraubverbindung lockern; oder es kommt zu einer Materialermüdung, einem Kabelbruch, einer Beschädigung oder Alterung der Isolation eines Kabels, usw. Neben den mechanischen Ursachen können sich auch elektrische Störungen negativ auf die Datenübertragung auswirken. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang insbesondere Erdungsfehler, Kriechströme, Ausgleichsströme, EMV Störungen, die z.B. auf induktive Lasten (Frequenzumformer, Pumpen, usw.) oder auf den Einsatz eines Schweißgeräts in der Nähe der Kommunikationsverbindung zurückzuführen sind.
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Ursachen für Datenübertragungsfehler bei drahtloser Datenkommunikation sind u.a.: EMV Störungen, Alterung der Pufferkapazitäten eines Funkmoduls, Verschlechterung der Ausbreitungsbedingungen der Datensignale durch z.B. Gegenstände im Kommunikationsweg, Verschlechterung des Funkkanals.
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Mit den bekannten Methoden wird ein Fehler in der Datenkommunikation zwischen zwei Feldgeräten bzw. zwei Teilnehmern zu dem Zeitpunkt des Auftretens erkannt, also zu einem Zeitpunkt, wenn sich der Schaden bereits dauerhaft manifestiert hat. Bis die Fehlerquelle geortet und ausgeschaltet ist, ist die Datenkommunikation unterbrochen. Bei einer tragenden Funktion des Feldgeräts in einer Automatisierungsanlage kann der Ausfall der Datenkommunikation im Extremfall zu einem Stillstand der Automatisierungsanlage führen. Ein ungeplanter Stillstand einer Automatisierungsanlage ist natürlich in hohem Maße unerwünscht, da er zu hohen finanziellen Einbußen führen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, das die frühzeitige Erkennung eines sich anbahnenden Fehlers in der Datenübertragung zwischen zwei Feldgeräten ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Überwachung der Datenübertragung auf zumindest einer Kommunikationsverbindung zwischen einem ersten Feldgerät und einen zweiten Feldgerät in einer Automatisierungsanlage gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf:
- - Erfassen der auf der Kommunikationsverbindung auftretenden fehlerbehafteten Datenübertragungen und/oder der fehlerfreien Datenübertragungen während eines ersten definierten Zeitintervalls,
- - Abspeichern der Anzahl der auf der Kommunikationsverbindung auftretenden fehlerfreien Datenübertragungen und/oder der fehlerbehafteten Datenübertragungen während des ersten Zeitintervalls, oder Abspeichern der Zeitpunkte des Auftretens der fehlerfreien Datenübertragungen und/oder der fehlerbehafteten Datenübertragungen während des ersten Zeitintervalls,
- - Wiederholen der beiden zuvor beschriebenen Verfahrensschritte während einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zeitintervallen,
- - Berechnen der Anzahl der fehlerbehafteten Datenübertragungen oder der Anzahl der fehlerfreien Datenübertragungen pro Zeiteinheit, die während der zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitintervalle auf der Kommunikationsverbindung auftreten,
- - Generieren einer Meldung, dass sich die Qualität der Datenübertragung auf der Kommunikationsverbindung verschlechtert, wenn die Anzahl der fehlerbehafteten Datenübertragungen innerhalb der zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitintervalle über die Zeit gesehen zunimmt und/oder wenn die Anzahl der fehlerfreien Datenübertragungen innerhalb der zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitintervalle über die Zeit gesehen abnimmt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, bereits eine sich anbahnende Fehlfunktion bei der Datenübertragung, die auf einer Kommunikationsverbindung zwischen zwei Feldgeräten auftritt, zu erkennen. Es handelt sich um eine vorausschauende Erkennung einer sich anbahnenden Fehlfunktion bei der Datenübertragung auf der überwachten Kommunikationsverbindung. Da eine sich anbahnende Fehlfunktion auf der Kommunikationsverbindung bereits erkennbar wird, bevor sich der Datenübertragungsfehler endgültig manifestiert hat, können frühzeitig Gegenmaßnahmen zur Behebung der Fehlfunktion in die Wege geleitet und vorgenommen werden. Ein Ausfall eines Feldgeräts, was evtl. den Stillstand der Automatisierungsanlage nach sich zieht, kann durch die vorausschauende - frühzeitige - Erkennung einer Fehlfunktion bei der Datenübertragung auf einer Kommunikationsverbindung effektiv vermieden werden.
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Eine fehlerbehaftete Datenübertragung wird übrigens bevorzugt dadurch erkannt, dass während des definierten ersten Zeitintervalls und der nachfolgenden Zeitintervalle wiederholte Datenübertragungen ausgelöst werden, oder wenn ein Prüfsummen- bzw. Checksummen-Fehler erkannt wird. Die Detektion einer fehlerbehafteten Datenübertragung oder einer fehlerfreien Datenübertragung kann auf der Grundlage aller aus dem Stand der Technik bekannt gewordenen Überprüfungsmethoden erfolgen und wird bei den in der Automatisierungstechnik gängigen Kommunikationsprotokollen auf den unteren Protokollschichten automatisch behandelt.
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Das Abspeichern der Anzahl der auf der Kommunikationsverbindung auftretenden fehlerfreien Datenübertragungen und/oder der fehlerbehafteten Datenübertragungen erfolgt in einer Datenbank. Bevorzugt kommt in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine cloudfähige Datenbank zum Einsatz: Um sicherzustellen, dass alle Übertragungsfehler erkannt werden, müssen alle Kommunikationsverbindungen auf Übertragungsfehler hin überwacht werden. In einer Automatisierungsanlage können tausende Feldgeräte installiert sein, darüber hinaus gibt es weltweit tausende Automatisierungsanlagen. Die Anzahl der überwachenden Kommunikationsverbindungen erreicht daher recht schnell den Bereich, der heute allgemein mit Big Data bezeichnet wird.
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Im Rahmen von „Industrial Internet of Things (IIoT)“ und „Industrie 4.0“ gewinnen cloudfähige Datenbanken zur Speicherung und Verarbeitung großer Datenmengen (Big Data), die aus industriellen Automatisierungsanlagen stammen, zunehmend an Bedeutung. Als cloudfähige Datenbank wird eine Datenbank bezeichnet, die kompatibel zur Cloud-Computing-Technologie ist. Unter Cloud Computing wird in diesem Fall das Verarbeiten und Speichern von Informationen und das Zugreifen auf die gespeicherten Informationen über das Internet verstanden.
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Zum Zugriff auf eine cloudfähige Datenbank und zum Austausch der Daten werden sogenannte Schnittstellen zur Anwendungsprogrammierung (engl.: „Application Programm Interface“, kurz „API“) verwendet. Diese definieren die erlaubten Befehle und Zugriffsarten auf die cloudfähige Datenbank. Vor dem Zugriff verlangt die API eine Authentifikation des Benutzers. Diese Authentifikation wird üblicherweise über einen Schlüssel (einen sogenannten „API key“) realisiert.
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Es versteht sich, dass in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch anderweitige Datenbanken zum Abspeichern der fehlerbehafteten Datenübertragungen und/oder der fehlerfreien Datenübertragungen geeignet sind. Obwohl die cloudfähige Datenbank als bevorzugte Lösung gelten darf, ist es natürlich auch möglich, dass die Datenbank in einem Edge Device, zumindest einem der Feldgeräte oder einem lokalen Server integriert ist. Ein Edge Device stellt übrigens die Kommunikation zwischen den in einem definierten Raumbereich einer Automatisierungsanlage angeordneten Feldgeräten und zumindest einem internen oder externen Server sicher. Es hat also die Funktion eines zwischengeschalteten Datensammlers und ggf. Übersetzers von einem Kommunikationsprotokoll auf ein anderes, z.B. zwischen einem Feldbusprotokoll einer Automatisierungsanlage und einem Internet-/Intranet-Protokoll.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht folgenden Verfahrensschritt vor: Die erfassteAnzahl von auf der Kommunikationsverbindung pro Zeitintervall auftretenden fehlerfreien Datenübertragungen und/oder die fehlerbehafteten Datenübertragungen werden mittels eines statistischen mathematischen Modell ausgewertet, wobei das statistische Modell die Anzahl der fehlerbehafteten Datenübertragungen als Ausreißer pro Zeiteinheit innerhalb der definierten Zeitintervalle ermittelt. Bevorzugt kommen in Verbindung mit der Erfindung also Methoden der Künstlichen Intelligenz zum Einsatz; bevorzugt wird die Methode der Erkennung von Ausreißern eingesetzt. Hierbei ist ein Ausreißer dadurch gekennzeichnet wird, dass er außerhalb des Streuungsbereichs um den Erwartungswert der fehlerbehafteten Datenübertragungen (oder fehlerfreien Datenübertagungen) liegt, der in dem jeweiligen Zeitintervall ermittelt wird. Anhand der zeitlichen Entwicklung des Auftretens von fehlerbehafteten Datenübertragungen auf einer Kommunikationsverbindung lassen sich auch Aussagen darüber treffen, welche Art von Fehlfunktion sich auf der Kommunikationsverbindung anbahnt. Somit kann ein Servicetechniker entscheidende Hinweise auf die Ursache für die sich anbahnende Fehlfunktion erhalten.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Zeitspannen zwischen zwei aufeinanderfolgenden fehlerbehafteten Datenübertragungen innerhalb der einzelnen definierten Zeitintervalle ermittelt; anschließend erfolgt die Normierung auf die Anzahl der fehlerfreien Datenübertragungen.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass eine Meldung, dass sich die Qualität der Datenübertragung auf der Kommunikationsverbindung verschlechtert, generiert wird, sobald die Anzahl der Ausreißer während einer vorgegebenen Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeitintervallen mit der Zeit kontinuierlich zunimmt.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass eine Meldung generiert wird, wenn die Anzahl der Ausreißer während zweier oder mehrerer aufeinanderfolgender Zeitintervalle sprunghaft ansteigt.
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Um die zeitliche Entwicklung einer sich anbahnenden Fehlfunktion auf der Kommunikationsverbindung besser nachverfolgen zu können, werden zumindest die fehlerbehafteten Datenübertragungen auf der Kommunikationsverbindung mit einem Zeitstempel versehen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens schlägt vor, dass Informationen aus der Umgebung der Kommunikationsverbindung ermittelt oder gemessen werden, wobei die Umgebungsinformationen von Einflussgrößen oder Stressparametern herrühren, die Einfluss auf die Datenübermittelung auf der Kommunikationsverbindung haben. Bevorzugt werden auch diese Umgebungsinformationen mit Zeitstempel versehen und abgespeichert. Eine Weiterbildung sieht vor, dass netzwerkfähige, festinstallierte Messsysteme eingesetzt werden, um die relevanten Umweltinformationen bereitzustellen. Die Messsysteme können selbstverständlich auch in die Feldgeräte integriert oder ihnen zugeordnet sein. Bei den Einflussgrößen oder Stressparametern handelt es sich um zumindest einen der nachfolgend beispielhaft genannten Größen: Temperatur, EMV-Niveau, Luftfeuchte, Vibrationen, Lärm, Luftdruck, usw.
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Als vorteilhaft wird es erachtet, wenn die mit Zeitstempel versehenen fehlerfreien Datenübertragungen und/oder fehlerbehafteten Datenübertragungen auf der Kommunikationsverbindung mit den gespeicherten, mit Zeitstempel versehenen Umgebungsinformationen der Einflussgrößen korreliert werden. Hierdurch lassen sich Aussagen über die möglichen Ursachen von Datenübertragungsfehlern gewinnen. Diese können genutzt werden, um rechtzeitig Vorkehrungen zu treffen, dass sich die Fehlfunktion nicht manifestiert.
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Es wurde bereits an vorhergehender Stelle erwähnt, dass die Daten auf der Kommunikationsverbindung drahtlos oder drahtgebunden übertragen werden.
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Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Automatisierungsanlage gelöst, bei der die Kommunikationsverbindungen über das erfindungsgemäße Verfahren und/oder seine Ausgestaltungen überwacht werden. Die Automatisierungsanlage besteht aus einer Vielzahl von Feldgeräten, die in zumindest ein drahtgebundenes Netzwerk und/oder in zumindest ein Funknetzwerk eingebunden sind. Über Kommunikationsverbindungen erfolgen die Datenübertragungen zwischen den Feldgeräten.
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Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, handelt es sich bei den Feldgeräten insbesondere um Messgeräte zur Bestimmung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße, um Aktoren zur Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße, um Edge Devices, um Steuerungseinheiten, um Gateways oder um Bedientools.
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Als vorteilhaft wird es darüber hinaus angesehen, wenn die Vielzahl der Feldgeräte nach Einheiten geclustert ist, insbesondere nach Netzwerksegmenten, nach Prozesseinheiten oder nach geographischen Standorten. Um geografisch verlässliche Aussagen über die Position einer Kommunikationsverbindung zu machen, wird entweder GPS Ortung oder ein Inhouse-Positionsbestimmungssystem verwendet. Zum Einsatz kommt die Multilateration, insbesondere die Triangulation.
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Darüber hinaus ist eine zentrale Speicher-und/oder Recheneinheit vorgesehen, in der alle erfassten fehlerfreien Datenübertragungenereignisse und fehlerbehafteten Datenübertragungsereignisse auf den Kommunikationsverbindungen - bevorzugt mit Zeitstempel versehen - gespeichert werden und in der mittels Methoden der Künstlichen Intelligenz vorausschauende Aussagen hinsichtlich einer sich anbahnenden Fehlfunktion auf der Kommunikationsverbindung gewonnen werden. Indiz für die sich anbahnende Fehlfunktion sind fehlerbehaftete Datenübertragungen, deren Anzahl über die Zeit kontinuierlich oder sprunghaft steigt.
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Bevorzugt handelt es sich bei der zentralen Speicher- und/oder Recheneinheit um eine Cloudanwendung. Die Vorteile von Cloudanwendungen liegen angesichts der großen Anzahl miteinander zu verknüpfender Daten auf der Hand.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
- 1: eine schematische Darstellung einer Automatisierungsanlage, in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt, und
- 2: eine schematische Darstellung zur Überwachung der Datenübertragung auf einer Kommunikationsverbindung zwischen zwei Feldgeräten.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Automatisierungsanlage AL, in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt. Die Automatisierungsanlage besteht aus einer Vielzahl von Feldgeräten FGn (n=1, 2, ....n), die über Segmentkoppler SK1 und SK2 mit einer übergeordneten Steuereinheit PLC verbunden sind. Bei den Feldgeräten FGn handelt es sich insbesondere um Messgeräte zur Bestimmung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße oder um Aktoren zur Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße. Wie bereits zuvor erwähnt, werden als Feldgeräte jedoch alle Geräte bezeichnet, die prozessnah oder in Verbindung mit dem Prozess zum Einsatz kommen. Zu den Feldgeräten sind neben den Messgeräten/Überwachungsgeräten Fn im gezeigten Fall auch die Segmentkoppler SK1, SK2 und die Steuerungs-/Überwachungseinheit PLC hinzuzurechnen.
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Die Feldgeräte Fn, SK1, SK2, PLC sind nach Raumbereichen geclustert. Insbesondere handelt es sich bei den Clustern um Netzwerksegmente - hier beispielsweise durch die Segmentkoppler SK1, SK2 definiert - oder um Prozesseinheiten, z.B. alle Messgeräte, die einem definierten Behälter der Automatisierungsanlage zugeordnet sind. Bevorzugt kommt in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung jedoch eine Clusterung nach geographischen Bereichen/Standorten zum Einsatz.
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Im gezeigten Fall sind die Feldgeräte Fn, SK1, SK2, PLC in ein drahtgebundenes Netzwerk eingebunden. Alternativ kann es sich auch um ein Funknetzwerk handeln, oder das Netzwerk kann in Teilen drahtgebunden und/oder in Teilen drahtlos ausgestaltet sein. Erfindungsgemäß werden die Kommunikationsverbindungen KV, auf denen Daten zwischen den Feldgeräten Fn, SK1, SK2, PLC übertragen werden, bezüglich fehlerbehafteter Datenübertragungen überwacht. Entweder sind die Standorte der Feldgeräte durch die Topologie der Automatisierungsanlage bereits bekannt, oder die Lokalisierung erfolgt über GPS oder ein Indoor-Positionsbestim m ungssystem.
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Die Überwachungsdaten der fehlerbehafteten/fehlerfreien Übertragungen auf den einzelnen Kommunikationsverbindungen KV werden bevorzugt einer zentralen Speicher-und/oder Recheneinheit PLC zugeführt und dort gespeichert und weiterverarbeitet. Anhand der fehlerfreien Datenübertragungen und/oder fehlerbehafteten Datenübertragungen auf den einzelnen Kommunikationsverbindungen KV werden bevorzugt über Methoden der Künstlichen Intelligenz Aussagen hinsichtlich einer frühzeitigen Erkennung von sich anbahnenden Fehlfunktionen auf den Kommunikationsverbindungen KV getroffen. Basis für die Berechnungen sind die auf den Kommunikationsverbindungen über die Zeit auftretenden fehlerbehafteten Datenübertragungen. Tritt über die Zeit gesehen eine zunehmende Anzahl von fehlerbehafteten Datenübertragungen pro Zeiteinheit auf einer der Kommunikationsverbindungen KV auf, so wird eine entsprechende Meldung generiert. Frühzeitig - also vor dem Ausfall der Informationsübermittelung auf der Kommunikationsverbindung KV - können dann geeignete Gegenmaßnahmen zur Behebung der Störung bzw. der sich anbahnenden Fehlfunktion eingeleitet werden. Weiterhin ist es möglich, anhand der zeitlichen Entwicklung der Zunahme der fehlerbehafteten Datenübertragungen im Rahmen einer sich anbahnenden Fehlfunktion Rückschlüsse darauf zu ziehen, welche Ursache die Störung der Datenübertragung auf der Kommunikationsverbindung KV hat. Hierzu ist es ggf. erforderlich, dass auch Umgebungsinformationen aus der Umgebung der Feldgräte FGn bzw. der Kommunikationsverbindungen zur Verfügung stehen.
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Als Umgebungsinformationen sind die Positionen der betroffenen Feldgeräte, die Netzwerktopologie, Umweltbedingungen, wie z.B. Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsverlauf, usw. zu nennen. Rückschlüsse auf sich anbahnende Fehlfunktionen sind umso verlässlicher, je mehr Daten für eine Analyse und Evaluierung vorhanden sind. Bevorzugt werden daher Daten aus unterschiedlichen Automatisierungsanlagen zusammengetragen. Als vorteilhaft wird es erachtet, wenn es sich bei der zentralen Speicher- und/oder Recheneinheit PLC um eine Cloudanwendung handelt.
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Im gezeigten Fall liefert die zeitliche Entwicklung der fehlerbehafteten Übertragungen F(t) zwischen den Feldgeräten Fn, die sich im Segment 1 befinden, keinerlei Auffälligkeiten. Anders sieht es im Segment 2 aus. Hier steigt die Anzahl der fehlerbehafteten Übertragungen zum Zeitpunkt x sprunghaft bei allen Feldgeräten Fn an, die mit dem Segmentkoppler SK2 verbunden sind. Auch nachfolgend nimmt die Anzahl der fehlerbehafteten Übertragungen weiter zu. Dies ist ein unmissverständlicher Hinweis darauf, dass im Segment 2 die Anzahl der fehlerbehafteten Datenübertragungen ein von der Norm abweichendes Verhalten aufzeigt. Da auf allen Kommunikationsverbindungen KV zwischen dem Segmentkoppler SK2 und den Feldgeräten Fn vergleichbare Störungen auftreten, ist der Fehler darüber hinaus mit hoher Wahrscheinlichkeit im/am Segmentkoppler zu lokalisieren.
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Die Figuren 2a und 2b zeigen schematische Darstellungen zur Überwachung der Datenübertragung auf einer Kommunikationsverbindung KV zwischen zwei Feldgeräten, hier zwischen einer Steuereinheit PLC und einem Feldgerät/Messgerät FG. Bei der oberen Kommunikationsverbindung KV handelt es sich um eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung KV, bei der unteren um eine drahtlose Kommunikationsverbindung KV bzw. um eine Funkverbindung. Auf beiden Kommunikationsverbindungen KV zeigt der Blitz eine detektierte Störung bezüglich der Datenübertragung an.
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In dem in 2c gezeigten Diagramm ist die Anzahl der Datenübertragungen über die Zeit aufgetragen. Die obere Kurve zeigt die pro Zeitintervall dt gezählten Datenübertragungen N, und zwar sowohl die fehlerbehafteten Datenübertragungen als auch die fehlerfreien Datenübertragungen Nf. Die untere Kurve zeigt die Anzahl der pro Zeitintervall dt fehlerbehafteten Datenübertragungen Nf. Ab dem Zeitpunkt Y steigt die Anzahl der fehlerbehafteten Datenübertragungen Nf kontinuierlich an.
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In 2d ist eine Darstellung mit einer längeren Zeitskala gewählt. Ab dem Zeitpunkt x verlässt die Anzahl der pro Zeiteinheit auftretenden fehlerbehafteten Datenübertragungen F/t den Toleranzrahmen um den Erwartungswert EW für die Anzahl der pro Zeiteinheit auftretenden fehlerbehafteten Übertragungen Nf. Die PLC generiert eine Meldung, dass sich eine Störung in der Datenübertragung auf der Kommunikationsverbindung KV anbahnt. Geeignete Gegenmaßnahmen sind zu ergreifen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/149440 A1 [0007]
- DE 102010003741 A1 [0007]
