DE102018130649A1 - Method for analyzing the measurement behavior of a field device in automation technology depending on the parameterization of the field device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren des Messverhaltens eines Feldgeräts (F1, F2, F3, F4) der Automatisierungstechnik in Abhängigkeit der Parametrierung des Feldgeräts, wobei das Feldgerät (F1, F2, F3, F4) auf Basis eines Grundparametersatzes betrieben wird, welcher Grundparametersatz zumindest für einen Parameter des Feldgeräts (F1, F2, F3, F4) einen Parameterwert aufweist, und wobei das Feldgerät (F1, F2, F3, F4) auf Basis der Grundparametrierung Werte von Prozessvariablen erfasst und auf Basis der Grundparametrierung aus den erfassten Werten Prozesswerte (PW1) berechnet, umfassend:- Erfassen der von dem Feldgerät (F1, F2, F3, F4) erstellten Prozesswerte (PW1) über einen festgelegten Zeitraum (Δt);- Erfassen der Grundparametrierung des Feldgeräts (F1, F2, F3, F4);- Erstellen eines Simulationsmodells des Feldgeräts (F1, F2, F3, F4) durch Analysieren der erfassten Prozesswerte (PW1) und der erfassten Grundparametrierung des Feldgeräts (F1, F2, F3, F4), wobei das Simulationsmodell eine Abhängigkeit der Prozesswerte (PW1) von der aktuellen Parametrierung des Feldgeräts (F1, F2, F3, F4) beschreibt;- Eingeben, bzw. Ändern eines Parameterwertes von zumindest einem Parameter des Feldgeräts (F1, F2, F3, F4); und- Neuberechnen der erfassten Prozesswerte (PW1) auf Basis des eingegebenen, bzw. geänderten Parameterwerts mittels des Simulationsmodells,sowie eine mobile Bedieneinheit (BE) zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for analyzing the measurement behavior of a field device (F1, F2, F3, F4) in automation technology as a function of the parameterization of the field device, the field device (F1, F2, F3, F4) being operated on the basis of a basic parameter set, which basic parameter set has a parameter value for at least one parameter of the field device (F1, F2, F3, F4), and the field device (F1, F2, F3, F4) records values of process variables on the basis of the basic parameterization and process values on the basis of the basic parameterization (PW1) calculated, comprising: - Detection of the process values (PW1) created by the field device (F1, F2, F3, F4) over a defined period of time (Δt); - Detection of the basic parameterization of the field device (F1, F2, F3, F4) - Creating a simulation model of the field device (F1, F2, F3, F4) by analyzing the detected process values (PW1) and the detected basic parameterization of the field device (F1, F2, F3, F4), the simulate ion model describes a dependency of the process values (PW1) on the current parameterization of the field device (F1, F2, F3, F4) - entering or changing a parameter value of at least one parameter of the field device (F1, F2, F3, F4); and recalculating the detected process values (PW1) on the basis of the entered or changed parameter value by means of the simulation model, and a mobile operating unit (BE) for executing the method according to the invention.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren des Messverhaltens eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik in Abhängigkeit der Parametrierung des Feldgeräts, wobei das Feldgerät auf Basis eines Grundparametersatzes betrieben wird, welcher Grundparametersatz zumindest für einen Parameter des Feldgeräts einen Parameterwert aufweist, und wobei das Feldgerät auf Basis der Grundparametrierung Werte von Prozessvariablen erfasst und auf Basis der Grundparametrierung aus den erfassten Werten Prozesswerte berechnet. Des Weiteren umfasst die Erfindung eine mobile Bedieneinheit zum Ausführen des erfindungsgemäßen VerfahrensThe invention relates to a method for analyzing the measurement behavior of a field device in automation technology as a function of the parameterization of the field device, the field device being operated on the basis of a basic parameter set, which basic parameter set has a parameter value for at least one parameter of the field device, and the field device being based on the basic parameterization Values of process variables are recorded and process values are calculated on the basis of the basic parameterization from the recorded values. The invention further comprises a mobile operating unit for executing the method according to the invention
Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Automatisierungstechnik ebenso wie in der Fertigungsautomatisierung werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Sensoreinheiten. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, pH-Messung, Füllstandmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktorsysteme verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.Field devices which are used in industrial systems have already become known from the prior art. Field devices are widely used in automation technology as well as in production automation. In principle, field devices are all devices that are used close to the process and that supply or process process-relevant information. Field devices are used to record and / or influence process variables. Sensor units are used to record process variables. These are used for example for pressure and temperature measurement, conductivity measurement, flow measurement, pH measurement, level measurement, etc. and record the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH value, level, flow etc. Actuator systems are used to influence process variables. These are, for example, pumps or valves that can influence the flow of a liquid in a pipe or the level in a container. In addition to the measuring devices and actuators mentioned above, field devices are also understood to mean remote I / Os, radio adapters or generally devices which are arranged at the field level.
In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Kommunikationsnetzwerke wie beispielsweise Feldbusse (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. Bei den übergeordneten Einheiten handelt es sich um Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder einen PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, insbesondere von den Sensoreinheiten, erfassten Messwerte werden über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt, die die Messwerte gegebenenfalls weiterverarbeiten und an den Leitstand der Anlage weiterleiten. Der Leitstand dient zur Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung und Prozessteuerung über die übergeordneten Einheiten. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfiguration und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren.In modern industrial plants, field devices are usually connected to higher-level units via communication networks such as field buses (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.). The higher-level units are control units, such as a PLC (programmable logic controller) or a PLC (programmable logic controller). The higher-level units are used, among other things, for process control and for commissioning the field devices. The measured values recorded by the field devices, in particular by the sensor units, are transmitted via the respective bus system to one (or possibly several) higher-level unit (s), which process the measured values if necessary and forward them to the control center of the system. The control center is used for process visualization, process monitoring and process control via the higher-level units. In addition, data transmission from the higher-level unit via the bus system to the field devices is required, in particular for the configuration and parameterization of field devices and for the control of actuators.
Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung hinsichtlich der Schlagworte „Internet of Things (IoT)“ und „Industrie 4.0“, welche auch vor Komponenten von Prozessanlagen nicht Halt macht, besteht aber auch ein erhöhter Bedarf, Daten von Feldgeräte, insbesondere Messdaten, Diagnosedaten, Parameterwerte, etc. an zentraler Stelle verfügbar zu machen und aus diesen Daten einen Mehrwert zu schaffen (Schlagworte hierfür sind „Big Data Analysis“, „Predictive Maintenance“, etc.). Unter der zentralen Stelle wird häufig eine über das Internet kontaktierbare Datenbank, insbesondere eine sogenannte Cloud-fähige Datenbank, verstanden.In the course of advancing digitization with regard to the keywords "Internet of Things (IoT)" and "Industry 4.0", which does not stop at components of process plants, there is also an increased need, data from field devices, in particular measurement data, diagnostic data, parameter values, etc. to make them available at a central location and to create added value from these data (keywords for this are "Big Data Analysis", "Predictive Maintenance", etc.). The central location is often understood to mean a database that can be contacted via the Internet, in particular a so-called cloud-compatible database.
Feldgeräte weisen mitunter eine Vielzahl von Parametern auf, mit deren Hilfe sie an eine Applikation, bzw. an den in der Anlage gefahrenen verfahrenstechnischen Prozess angepasst, beziehungsweise deren Funktionen eingestellt werden können. Die Parameter sind hierbei unterteilt in statische und dynamische Parameter. Statische Parameter stellen zeitlich unveränderliche Parameter dar. Dynamische Parameter enthalten nicht modellierte Prozesscharakteristika, die vom Kunden manuell eingegeben werden, wie beispielsweise die Tankgröße eines mit Medium gefüllten Tanks.Field devices sometimes have a large number of parameters, with the aid of which they can be adapted to an application or to the process engineering process carried out in the system, or their functions can be set. The parameters are divided into static and dynamic parameters. Static parameters represent parameters that cannot be changed over time. Dynamic parameters contain non-modeled process characteristics that are entered manually by the customer, such as the tank size of a tank filled with medium.
Ein sogenanntes Parametrieren, bei welchem den einzelnen Parametern eines Feldgeräts Parameterwerte zugewiesen werden, wird insbesondere sowohl bei der Inbetriebnahme eines Feldgeräts, als auch mitunter im Rahmen der Instandhaltung eines Feldgeräts, beispielsweise bei einer Wartung, durchgeführt.A so-called parameterization, in which parameter values are assigned to the individual parameters of a field device, is carried out in particular both during the commissioning of a field device and sometimes during the maintenance of a field device, for example during maintenance.
Durch die Komplexität der Parameter und aufgrund der mitunter sehr großen Anzahl an statischen und dynamischen Parametern eines Feldgeräts ist das Parametrieren eines Feldgeräts ein komplexes Verfahren. Neben detaillierten Kenntnissen der Bedeutungen und der Wirkung der einzelnen Parameter benötigt der Anlagenbetreiber genaue Kenntnisse über die spezifischen Applikationen, in denen seine Feldgeräte eingesetzt sind, um ein Feldgerät applikationsspezifisch zu parametrieren.Due to the complexity of the parameters and due to the sometimes very large number of static and dynamic parameters of a field device, parameterizing a field device is a complex process. In addition to detailed knowledge of the meanings and effects of the individual parameters, the system operator needs precise knowledge of the specific applications in which his field devices are used in order to parameterize a field device application-specifically.
Oftmals werden Parametrierungen durchgeführt, ohne über detaillierte Informationen bezüglich des Messverhaltens des Feldgeräts im Prozess der Anlage zu verfügen. Die Optimierung eines Parameters erfordert in diesem Fall den Durchlauf des Prozesses nach jeder Eingabe eines neuen Parameterwerts, um zu sehen, ob das gewünschte Ergebnis erzielt wurde.Parameterizations are often carried out without having detailed information regarding the measurement behavior of the field device in the process of the system. In this case, the optimization of a parameter requires the process to be run through each time a new one is entered Parameter value to see if the desired result has been achieved.
Ausgehend von dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Optimierung der Parametrierung eines Feldgeräts zu vereinfachen.Based on this problem, the object of the invention is to simplify the optimization of the parameterization of a field device.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Analysieren des Verhaltens eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik in Abhängigkeit der Parametrierung des Feldgeräts gelöst, wobei das Feldgerät auf Basis eines Grundparametersatzes betrieben wird, welcher Grundparametersatz zumindest für einen Parameter des Feldgeräts einen Parameterwert aufweist, und wobei das Feldgerät auf Basis der Grundparametrierung Werte von Prozessvariablen erfasst und auf Basis der Grundparametrierung aus den erfassten Werten Prozesswerte berechnet, umfassend:
- - Erfassen der von dem Feldgerät erstellten Prozesswerte über einen festgelegten Zeitraum;
- - Erfassen der Grundparametrierung des Feldgeräts;
- - Erstellen eines Simulationsmodells des Feldgeräts durch Analysieren der erfassten Prozesswerte und der erfassten Grundparametrierung des Feldgeräts, wobei das Simulationsmodell eine Abhängigkeit der Prozesswerte von der aktuellen Parametrierung des Feldgeräts beschreibt;
- - Eingeben, bzw. Ändern eines Parameterwertes von zumindest einem Parameter des Feldgeräts; und
- - Neuberechnen der erfassten Prozesswerte auf Basis des eingegebenen, bzw. geänderten Parameterwerts mittels des Simulationsmodells.
- - Acquisition of the process values created by the field device over a defined period of time;
- - Detecting the basic parameterization of the field device;
- - Creating a simulation model of the field device by analyzing the acquired process values and the acquired basic parameterization of the field device, the simulation model describing a dependence of the process values on the current parameterization of the field device;
- - Entering or changing a parameter value of at least one parameter of the field device; and
- - Recalculation of the recorded process values based on the entered or changed parameter value using the simulation model.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält ein Bediener eine unmittelbare Rückmeldung über die Auswirkungen einer durchgeführten Parameteränderung an dem Feldgerät. In einem ersten Verfahrensschritt werden Rohdaten des Feldgeräts (Prozesswerte basierend auf der Grundparametrierung erhoben). In einem zweiten Verfahrensschritt wird die Parametrierung des Feldgeräts geändert. Die geänderten Parameterwerte werden jedoch nicht auf das Feldgerät geschrieben. Es wird nämlich eine Simulation durchgeführt, welche anzeigt, wie sich die erhobenen Prozesswerte des Feldgeräts aufgrund der geänderten Parameterwerte ändern. Der verfahrenstechnische Prozess muss hierzu nicht durchlaufen werden, so dass das Verfahren den Vorteil der Kosten- und Zeiteinsparung gegenüber den geläufigen Parametriermethoden bietet.By means of the method according to the invention, an operator receives immediate feedback about the effects of a parameter change carried out on the field device. In a first process step, raw data of the field device (process values based on the basic parameterization) are collected. In a second step, the parameterization of the field device is changed. However, the changed parameter values are not written to the field device. This is because a simulation is carried out, which shows how the collected process values of the field device change due to the changed parameter values. The process engineering process does not have to be run through, so that the process offers the advantage of saving costs and time compared to the usual parameterization methods.
Die Simulation erfolgt mithilfe eines Simulationsmodells. Dieses wird im Laufe des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der erfassten Prozesswerte, welche das Feldgerät auf Basis der Grundparametrierung erstellt hat, erstellt.The simulation is carried out using a simulation model. This is created in the course of the method according to the invention on the basis of the acquired process values which the field device has created on the basis of the basic parameterization.
Feldgeräte, welche im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt werden, sind bereits im einleitenden Teil der Beschreibung beispielhaft beschrieben worden.Field devices which are mentioned in connection with the method according to the invention have already been described by way of example in the introductory part of the description.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Grundparametrierung des Feldgeräts mit dem eingegebenen, bzw. geänderten Parameterwert aktualisiert wird. Falls das Bediener das simulierte Messverhalten des Feldgeräts als ausreichend gut empfindet, insbesondere durch Überprüfen, ob die neu berechneten Prozesswerte den realen Anforderungen ausreichend gut entsprechend, so wird der eingegebene, bzw. geänderte Parameterwert auf das Feldgerät geschrieben.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the basic parameterization of the field device is updated with the entered or changed parameter value. If the operator perceives the simulated measurement behavior of the field device as sufficiently good, in particular by checking whether the newly calculated process values correspond sufficiently well to the real requirements, the entered or changed parameter value is written to the field device.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass für das Erstellen des Simulationsmodells ein Kl-Algorithmus verwendet wird. Ein KI(„Künstliche Intelligenz“)-Algorithmus berechnet ein Ergebnis für eingegebene Daten anhand von Erfahrungswerte. Im vorliegenden Fall sind dem Kl-Algorithmus eine Vielzahl von Simulationsmodellen eines Feldgeräts auf Basis unterschiedlicher Parametrierungen des Feldgeräts bekannt.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that a Kl algorithm is used to create the simulation model. An AI (“Artificial Intelligence”) algorithm calculates a result for entered data based on empirical values. In the present case, the KL algorithm knows a large number of simulation models of a field device based on different parameterizations of the field device.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist das Verwenden eines jeden geeigneten Kl-Algorithmus vorgesehen, bspw. ein neuronales Netzwerk.The use of any suitable Kl algorithm, for example a neural network, is provided for the method according to the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zusätzlich der Typ des Feldgeräts erfasst wird und wobei der Kl-Algorithmus entsprechend des Typs des Feldgeräts gewählt wird. Verschiedene Typen von Feldgeräten weisen mitunter ein zueinander verschiedenes Messverhalten für ein und denselben Parameter auf. Durch Auswahl eines Kl-Algorithmus, welcher auf den spezifischen Feldgerätetyp eingelernt ist, wird ein für das Feldgerät passendes Simulationsmodell erstellt - das Erstellen eines Simulationsmodells, welches ein unkorrektes Messverhalten eines Feldgeräts für eingegebene, bzw. geänderte Parameterwerte simuliert, wird dadurch vermieden.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the type of the field device is additionally detected and the KL algorithm is selected according to the type of the field device. Different types of field devices sometimes have different measurement behavior for one and the same parameter. By selecting a KL algorithm that is trained for the specific field device type, a simulation model suitable for the field device is created - the creation of a simulation model that simulates an incorrect measurement behavior of a field device for entered or changed parameter values is avoided.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass vorab Sollwerte für die Prozesswerte des festgelegten Zeitraums definiert werden, wobei das Simulationsmodell die Parameterwerte derart anpasst, bzw. ändert, dass die neuberechneten Prozesswerte den Sollwerten zumindest näherungsweise entsprechen, wobei die derart angepassten, bzw. geänderten Parameterwerte als optimaler Parametersatz gespeichert werden. Auf diese Art und Weise wird ein nahezu optimaler Parametersatz des Feldgeräts passend für die Applikation erstellt.According to an advantageous development of the method according to the invention, it is provided that setpoints for the process values of the specified period are defined in advance, the simulation model adapting or changing the parameter values such that the recalculated process values at least approximately correspond to the setpoints; changed parameter values are saved as an optimal parameter set. In this way, a Almost optimal parameter set of the field device created for the application.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das erstellte Simulationsmodell gespeichert wird, insbesondere in einer cloudfähigen Datenbank, wobei das Simulationsmodell für das Analysieren des Verhaltens eines weiteren Feldgeräts in Abhängigkeit der Parametrierung des weiteren Feldgeräts verwendet wird, wobei der Typ des weiteren Feldgeräts dem Typ des Feldgeräts, für welches das Simulationsmodell berechnet wurde, entspricht. Ein einmal erstelltes Simulationsmodell kann so für weitere Feldgeräte, insbesondere typengleiche Feldgeräte, verwendet werden, welche zur Anwendung in einer ähnlichen Applikation für einen ähnlichen verfahrenstechnischen Prozess vorgesehen sind. Das Simulationsmodell muss somit nicht erneut erstellt werden. Die cloudfähige Datenbank ist insbesondere auf einem Server implementiert, welcher kompatibel zur Cloud-Computing-Technologie ist. Unter Cloud-Computing wird in diesem Fall das Speichern von Informationen und das Zugreifen auf die gespeicherten Informationen über das Internet verstanden.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the simulation model created is stored, in particular in a cloud-compatible database, the simulation model being used for analyzing the behavior of a further field device depending on the parameterization of the further field device, the type of the further field device corresponds to the type of field device for which the simulation model was calculated. Once a simulation model has been created, it can be used for further field devices, in particular field devices of the same type, which are intended for use in a similar application for a similar process engineering process. The simulation model therefore does not have to be created again. The cloud-compatible database is implemented in particular on a server that is compatible with cloud computing technology. In this case, cloud computing means the storage of information and access to the stored information via the Internet.
Des Weiteren wird die Aufgabe durch eine mobile Bedieneinheit, welche mit einem Feldgerät der Automatisierungstechnik über einen Datenkanal verbindbar ist, gelöst, wobei die mobile Bedieneinheit ausgestaltet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Die mobile Bedieneinheit weist zum Ausführen des Verfahrens eine Elektronikeinheit mit einer Prozessoreinheit auf. Die Prozessoreinheit ist beispielsweise ein Mikroprozessor, ein ASIC oder ein FPGA.Furthermore, the object is achieved by a mobile operating unit which can be connected to a field device of automation technology via a data channel, the mobile operating unit being designed to carry out the method according to the invention. The mobile control unit has an electronic unit with a processor unit for executing the method. The processor unit is, for example, a microprocessor, an ASIC or an FPGA.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen mobilen Bedieneinheit ist vorgesehen, dass die mobile Bedieneinheit dazu ausgestaltet ist, die von dem Feldgerät erstellten Prozesswerte über den festgelegten Zeitraum via dem Datenkanal zu erfassen oder die bereits vom Feldgerät erfassten Prozesswerte via dem Datenkanal abzurufen, und wobei die mobile Bedieneinheit dazu ausgestaltet ist, den Grundparametersatz des Feldgeräts via dem Datenkanal abzurufen.According to an advantageous embodiment of the mobile operating unit according to the invention, it is provided that the mobile operating unit is designed to acquire the process values created by the field device over the defined period of time via the data channel or to retrieve the process values already acquired by the field device via the data channel, and the mobile Control unit is designed to retrieve the basic parameter set of the field device via the data channel.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen mobilen Bedieneinheit ist vorgesehen, dass die mobile Bedieneinheit eine Anzeigeeinheit aufweist, wobei die Anzeigeeinheit dazu ausgestaltet ist, die erfassten Prozesswerte über den festgelegten Zeitraum anzuzeigen und wobei die Anzeigeeinheit dazu ausgestaltet ist, die neuberechneten Prozesswerte über den definierten Zeitraum anzuzeigen, insbesondere die Änderung der neuberechneten Prozesswerte zu den erfassten Prozesswerten.According to an advantageous embodiment of the mobile control unit according to the invention, it is provided that the mobile control unit has a display unit, the display unit being designed to display the acquired process values over the defined period and the display unit being designed to display the newly calculated process values over the defined period , especially the change of the recalculated process values to the recorded process values.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen mobilen Bedieneinheit ist vorgesehen, dass die mobile Bedieneinheit eine Kommunikationsschnittstelle zum Anschluss an ein drahtloses oder drahtgebundenes Kommunikationsnetzwerk aufweist, wobei die mobile Bedieneinheit dazu ausgestaltet ist, den Datenkanal über das Kommunikationsnetzwerk auszubilden. Zumindest die mobile Bedieneinheit und das Feldgerät bilden Teilnehmer des Kommunikationsnetzwerks.According to an advantageous embodiment of the mobile control unit according to the invention, it is provided that the mobile control unit has a communication interface for connection to a wireless or wired communication network, the mobile control unit being designed to form the data channel via the communication network. At least the mobile control unit and the field device form participants in the communication network.
In einer ersten Variante ist die Kommunikationsschnittstelle als Schnittstelle zur Verbindung der mobilen Bedieneinheit mit einem drahtgebundenen Kommunikationsnetzwerk ausgestaltet. Bei dem drahtgebundenen Kommunikationsnetzwerk handelt es sich um eine Standard-IT-Datenverbindung, wie beispielsweise USB oder eine serielle Datenverbindung. Alternativ handelt es sich bei dem Kommunikationsnetzwerk um einen Feldbus, beispielsweise Foundation Fieldbus, Profibus, HART, etc., oder um ein Ethernet-basiertes Kommunikationsnetzwerk.In a first variant, the communication interface is designed as an interface for connecting the mobile operating unit to a wire-bound communication network. The wired communication network is a standard IT data connection, such as USB or a serial data connection. Alternatively, the communication network is a fieldbus, for example Foundation Fieldbus, Profibus, HART, etc., or an Ethernet-based communication network.
In einer zweiten Variante ist die Kommunikationsschnittstelle als Schnittstelle zur Verbindung der mobilen Bedieneinheit mit einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk ausgestaltet. Das drahtlose Kommunikationsnetzwerk basiert insbesondere auf einem der Standards Bluetooth, WiFi, ZigBee oder einem vergleichbaren Standard.In a second variant, the communication interface is designed as an interface for connecting the mobile operating unit to a wireless communication network. The wireless communication network is based in particular on one of the standards Bluetooth, WiFi, ZigBee or a comparable standard.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen mobilen Bedieneinheit ist vorgesehen, dass auf der Bedieneinheit eine Rahmenapplikation ausführbar implementiert ist, insbesondere ein FDT(„Field Device Tool“)-Frame, welche dazu ausgestaltet ist, beim Ausführen einen Gerätetreiber für das Feldgerät zu laden, insbesondere ein DTM („Device Type Manager“), welcher Gerätetreiber den Kl-Algorithmus enthält dazu ausgestaltet ist, das Simulationsmodell des Feldgeräts zu berechnen und das Simulationsmodell zum Neuberechnen der erfassten Prozesswerte auf Basis der eingegebenen, bzw. geänderten Parameterwerten zu verwenden. Alternativ zu der FDT/DTM-Technologie können auch weitere Rahmenapplikation/Gerätetreiber-Systeme verwendet werden, beispielsweise gemäß dem FDI(„Field Device Integration“)-Standard oder Vergleichbarem.According to an advantageous embodiment of the mobile operating unit according to the invention, it is provided that a frame application is implemented on the operating unit, in particular an FDT (“Field Device Tool”) frame, which is designed to load, in particular, a device driver for the field device when it is executed a DTM ("Device Type Manager"), which device driver contains the KL algorithm, is designed to calculate the simulation model of the field device and to use the simulation model to recalculate the recorded process values based on the entered or changed parameter values. As an alternative to FDT / DTM technology, other frame applications / device driver systems can also be used, for example according to the FDI ("Field Device Integration") standard or comparable.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen mobilen Bedieneinheit ist vorgesehen, dass die Rahmenapplikation eine Funktionalität aufweist, welche es erlaubt, die erfassten Prozesswerte und die neu berechneten Prozesswerte über den festgelegten Zeitraum auf der Anzeigeeinheit anzuzeigen.According to an advantageous embodiment of the mobile control unit according to the invention, it is provided that the frame application has a functionality which allows the acquired process values and the newly calculated process values to be displayed on the display unit over the specified period.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen mobilen Bedieneinheit ist vorgesehen, dass die mobile Bedieneinheit ein Notebook, ein Tablet PC, ein Smartphone oder ein PDA ist. Alternativ kann jedes weitere elektronische Gerät verwendet werden, welches zumindest eine Anzeigeeinheit und eine Kommunikationsschnittstelle aufweist und dazu ausgestaltet werden kann, ein Rahmenapplikation/Gerätetreiber-System auszuführen.According to an advantageous embodiment of the mobile control unit according to the invention provided that the mobile control unit is a notebook, a tablet PC, a smartphone or a PDA. Alternatively, any further electronic device can be used which has at least one display unit and a communication interface and can be configured to execute a frame application / device driver system.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen
-
1 : ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und -
2 : ein Beispiel für vom Feldgerät erstellte Prozessvariablen und für neu berechnete Prozessvariable, angezeigt auf einer Anzeigeeinheit der mobilen Bedieneinheit.
-
1 : an application example of the method according to the invention; and -
2nd : An example for process variables created by the field device and for newly calculated process variables, displayed on a display unit of the mobile control unit.
In
Zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches dem effizienten Parametrieren des Feldgeräts
Die mobile Bedieneinheit
Das Feldgerät
Auf der mobilen Bedieneinheit
- In einem ersten Schritt erfasst die mobile Bedieneinheit
BE über einen ZeitraumΔt die von dem FeldgerätF4 erstellten ProzesswertePW1 . Die ProzesswertePW1 werden von dem FeldgerätF4 auf Basis seiner Grundparametrierung erstellt. Die Erfassung der Prozesswerte PS des FeldgerätsF4 erfolgt über den etablierten DatenkanalDK . In dem festgelegten ZeitraumΔt wird der Prozess definiert gefahren, indem das Messmedium zuerst mit einer linear steigenden Strömungsgeschwindigkeit Q und anschließend mit einer linear abnehmenden Strömungsgeschwindigkeit Q durch die Rohrleitung geleitet wird.
- In a first step, the mobile control unit detects
BE over a period of timeΔt that of the field deviceF4 created process valuesPW1 . The process valuesPW1 are from the field deviceF4 created on the basis of its basic parameterization. The acquisition of the process values PS of the field deviceF4 takes place via the established data channelDK . In the specified periodΔt the process is run in a defined manner by first passing the measuring medium through the pipeline at a linearly increasing flow rate Q and then at a linearly decreasing flow rate Q.
In einem zweiten Schritt überträgt das Feldgerät
In einem dritten Schritt erstellt die mobile Bedieneinheit
In diesem beschrieben Ausführungsbeispiel bewirkt die Parametrierung des Feldgeräts
Die über den Zeitraum
Der Kl-Algorithmus ist mitunter auf den Typ des Feldgeräts
Das für das Feldgerät
In einem vierten Schritt gibt der Bediener zumindest einen neuen Parameterwert für einen Parameter des Feldgeräts
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist bewusst einfach gewählt worden, um die allgemeine Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erläutern. In der Realität ist die Abhängigkeit der Parametrierung des Feldgeräts
BezugszeichenlisteReference symbol list
- AEAE
- AnzeigeeinheitDisplay unit
- BEBE
- Mobile BedieneinheitMobile control unit
- DBDB
- cloudfähige Datenbankcloud-compatible database
- DKDK
- DatenkanalData channel
- F1, F2, F3, F4F1, F2, F3, F4
- FeldgeräteField devices
- GTGT
- GerätetreiberDevice drivers
- KS1, KS2KS1, KS2
- Kommunikationsschnittstellen der mobilen EinheitCommunication interfaces of the mobile unit
- PW1PW1
- vom Feldgerät erfasste ProzesswerteProcess values recorded by the field device
- PW2PW2
- neuberechnete Prozesswerterecalculated process values
- RARA
- RahmenapplikationFrame application
- WS1, WS2WS1, WS2
- Workstation-PCsWorkstation PCs
- ΔtΔt
- festgelegter Zeitraumfixed period
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102018130649.0A DE102018130649A1 (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Method for analyzing the measurement behavior of a field device in automation technology depending on the parameterization of the field device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102019127291A1 (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Device and method for connecting and monitoring processes of a production machine |
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- 2018-12-03 DE DE102018130649.0A patent/DE102018130649A1/en active Pending
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