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Die Erfindung betrifft ein Feldgerät der Automatisierungstechnik. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum sicheren Bedienen eines Feldgeräts.
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In der Automatisierungstechnik, insbesondere in deren Untergruppen Prozessautomatisierung und Fertigungsautomatisierung, werden vielfach Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von physikalischen, chemischen oder biologischen Prozessgrößen eingesetzt. Zur Erfassung der Prozessgrößen dienen Messgeräte. 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 der Prozessgrößen werden Aktorsysteme verwendet. Beispiele für Aktoren sind 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. Als Feldgeräte werden -allgemein gesprochen- Geräte bezeichnet, die in der Nähe des Prozesses oder der Anlage eingesetzt werden und die prozess- oder anlagerelevante Informationen liefern oder verarbeiten.
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Soll ein Feldgerät gewartet oder repariert werden, so erhält ein Servicetechniker einen entsprechenden Arbeitsauftrag. Der Arbeitsauftrag wird händisch übergeben, oder er gelangt über ein geeignetes System, z.B. ein Asset Management-System oder ein ERP-System zu dem Servicetechniker. Bei dem System kann es sich jedoch auch durchaus noch um einen Karteikasten handeln.
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Jedes Feldgerät der Automatisierungstechnik hat üblicherweise eine dauerhaft vorhandene Bedienschnittstelle (bzw. Zugriffschnittstelle), über die das Feldgerät bedienbar ist. Der Begriff „Bedienen des Feldgeräts“ ist in Verbindung mit der Erfindung breit auszulegen. So kann das Bedienen ein Funktionstest, ein Parametrier- oder Kalibriervorgang oder eine Reparatur des Feldgeräts sein. Das Bedienen des Feldgeräts kann jedoch auch das Ergänzen eines Parameters, das Aufspielen eines Software-/Firmware-Updates oder einfach das Anzeigen von gewünschten Informationen aus dem Feldgerät beinhalten. Ein Servicetechniker nutzt diesen Zugriff für die Durchführung des Arbeitsauftrags. Nach beendeter Durchführung des Arbeitsauftrags bleibt der Zugriff an dem Feldgerät unverändert bestehen.
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Der dauerhafte Zugriff auf dem Feldgerät kann über eine Nutzerverwaltung und/oder eine Zugriffskontrolle geschützt sein. Die Zugriffskontrolle kann mittels Eingabe eines PINs oder eines Passworts, oder mittels Auslesen von auf einem RFID-Chips gespeicherten Informationen durchgeführt werden, so dass nur bestimmte Personen, bzw. Personengruppen Zugriff auf ein Feldgerät erhalten. In vielen Fällen ist der dauerhafte Zugriff auf die Feldgeräten jedoch völlig ungeschützt.
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Betrachten wir den Fall, dass der Zugriff auf ein Feldgerät mit Nutzerverwaltung und/oder Zugriffskontrolle dauerhaft vorhanden ist. Hat der Nutzer die Zugriffsberechtigung, so kann er das Feldgerät uneingeschränkt bedienen. Eine Berechtigung zur Durchführung eines einzigen speziellen Arbeitsauftrags existiert nicht. Folglich ist es jedem autorisierten Nutzer möglich, auch über den eigentlichen Arbeitsauftrag hinaus -unbeabsichtigt oder beabsichtigt- weitergehende Einstellungen und/oder Manipulationen an dem Feldgerät vorzunehmen.
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Zwar existieren heutzutage Lösungen, bei denen ein Benutzermanagementsystem vorgesehen ist. Die
DE 10 2019 131 860 A1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren, in welchem Auftragstickets erstellt werden, über welche Auftragstickets sich Servicetechniker am Feldgerät anmelden und über welche Auftragstickets die Berechtigungen des Servicetechnikers definiert sind (bspw. das Recht auf das Ausführen bestimmter Bedienaktionen am Feldgerät). Jedoch beziehen sich die Zugriffsrechte und Zugriffsbeschränkungen in den heutzutage bekannten Lösungen einzig auf den konfigurierten Anwender, bzw. Benutzer, der entsprechend seiner Rechte ein Gerät teils- oder vollumfänglich bedienen kann. Diese Zugriffsreche und -beschränkungen sind permanent verfübar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zugriff auf ein Feldgerät zwecks einer Bedienung des Feldgeräts weiter abzusichern.
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Die Aufgabe wird durch ein Feldgerät der Automatisierungstechnik gemäß Patentanspruch 1, sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Hinsichtlich des Feldgeräts der Automatisierungstechnik ist vorgesehen, wobei das Feldgerät zumindest einen zum Erfassen einer physikalischen Größe eines verfahrenstechnischen Prozesses ausgestalteten Sensor und/oder zumindest einen zum Beeinflussen einer physikalischen Größe eines verfahrenstechnischen Prozesses ausgestalteten Aktor aufweist, bzw. dem Feldgerät ein solcher Sensor und/oder Aktor zugeordnet ist, wobei das Feldgerät zumindest eine Elektronikeinheit zum Betreiben des Feldgeräts aufweist, wobei im Feldgerät mindestens zwei Betriebsphasen definiert sind, wobei jeder der Betriebsphasen eine oder mehrere Berechtigungsinformationen zugeordnet sind, wobei die Berechtigungsinformationen mindestens einen zum Zugriff auf das Feldgerät zugelassenen Benutzer und/oder mindestens eine erlaubte Bedienaktion am Feldgerät definieren, und wobei die Elektronikeinheit dazu ausgestaltet ist, das Feldgerät in einer aktuellen Betriebsphase zu betreiben, wobei die aktuelle Betriebsphase eine der definierten Betriebsphasen ist.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass Zugriffsberechtigungen und Zugriffsbeschränkungen zeitlich veränderbar definiert sind. Hierfür ist vorgesehen, dass dem Feldgerät mehrere Betriebsphasen zugeordnet werden, wobei sich je nach aktueller Betriebsphase, in welchem das Feldgerät aktuell betrieben wird, die Berechtigungsinformationen, welche Zugriffsberechtigungen und- beschränkungen beinhalten, ändern. Dadurch wird sichergestellt, dass nur die in der jeweiligen Betriebsphase erlaubten Bedienaktionen am Feldgerät durchgeführt werden können und/oder dass diese Bedienaktionen nur von einem bestimmten Benutzer oder einer bestimmten Benutzergruppe durchgeführt werden können, wodurch die Betriebssicherheit erhöht wird.
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Beispiele für Feldgeräte, welche die Erfindung implementieren können, sind bereits im einleitenden Teil der Beschreibung aufgeführt worden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Feldgeräts ist es vorgesehen, dass die Elektronikeinheit dazu ausgestaltet ist, eine Zugriffsanfrage dahingehend zu überprüfen, ob in der Zugriffsanfrage enthaltene Informationen bezüglich des Benutzers und/oder enthaltene Bedienaktionen in den der aktuellen Betriebsphase zugeordneten Berechtigungsinformationen enthalten sind. Die Zugriffsanfrage wird nur zugelassen, wenn die Überprüfung erfolgreich ist. Das bedeutet, dass die in der Zugriffsanfrage enthaltene Informationen bezüglich des Benutzers und/oder enthaltene Bedienaktionen tatsächlich in den der aktuellen Betriebsphase zugeordneten Berechtigungsinformationen enthalten sind - beispielsweise darf also ein Benutzer bestimmte Bedienaktionen am Feldgerät ausführen, wenn zumindest eine der Berechtigungsinformationen, in denen seine Information enthalten sind, der aktuellen Betriebsphase zugeordnet ist.
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Vorteilhafterweise ist die Elektronikeinheit des erfindungsgemäßen Feldgeräts dazu ausgestaltet, die aktuelle Betriebsphase zu ändern. „Ändern“ in diesem Sinne bedeutet, dass die aktuelle Betriebsphase, in welcher das Feldgerät betriebe wird, mit einer der definierten Betriebsphasen, welche nicht die aktuelle Betriebsphase ist, ersetzt wird. Dadurch ändern sich die aktuellen Berechtigungsinformationen, da nur diejenigen Berechtigungsinformationen gültig sind, welche der neuen aktuellen Betriebsphase zugeordnet sind. So kann ein Benutzer den Zugriff komplett verlieren, oder es können andere Bedienaktionen erlaubt oder eingeschränkt sein.
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Die aktuelle Betriebsphase wird gemäß einer Ausgestaltung des Feldgeräts dann von der Elektronikeinheit geändert, wenn eine oder mehrere der folgenden Ereignisse eintreten:
- - Empfang eines externen Steuersignals durch das Feldgerät, insbesondere über eine Steuerleitung oder ein Kommunikationsnetzwerk, bevorzugt ein Feldbussystem. Das Steuersignal wird von einer externen Einheit ausgesendet und von einer Kommunikationsschnittstelle des Feldgeräts empfangen. Eine Steuerleitung ist eine, insbesondere proprietäre, Verbindung zwischen einem Bediengerät und einem Feldgerät, beispielsweise über die von der Anmelderin angebotene Schnittstelle „CDI“. Ein Feldbus ist ein spezielles Kommunikationsnetzwerk für eine Automatisierugsanlage. Bekannte Feldbusprotokolle sind beispielsweise HART, Foundation Fieldbus oder Profibus, oder ein ethernetbasiertes Feldbusprotokoll wie beispielsweise Ethernet/IP. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Kommunikationsnetzwerk, bzw. die Steuerleitung drahtlos ausgestaltet ist und bspw. Bluetooth oder WiFi als Kommunikationsprotokoll verwendet.
- - Dediziertes Auswählen oder Ändern einer der Betriebsphasen durch einen Benutzer, insbesondere über ein Bedienelement des Feldgeräts. Ein solches Bedienelement können beispielsweise ein oder mehrere Tasten sein, die am Gehäuse des Feldgeräts angeordnet sind. Es kann auch die Anzeigeeinheit, bzw. das Display, des Feldgeräts als Anzeigeelement ausgestaltet sein, wenn das Display eine Touchfunktionalität aufweist.
- - Empfang eines Auftragstickets über eine Kommunikationsschnittstelle des Feldgeräts, welches Auftragsticket einen Befehl zum Ändern der Betriebsphasen enthält. Ein Auftragsticket, wie es beispielsweise in der DE 10 2019 131 860 A1 beschrieben ist, beinhaltet eine bzw. entspricht einer Transaktion. Eine Transaktion ist eine Folge von Programmschritten, die als eine logische Einheit betrachtet werden, weil sie den Datenbestand nach fehlerfreier und vollständiger Ausführung in einem konsistenten Zustand hinterlassen. Im Auftragsticket sind, neben dem Befehl zum Ändern der Betriebsphasen, Auftragsdaten für den durchzuführenden Arbeitsauftrag definiert. Bei den Auftragsdaten kann es sich z.B. um folgende Daten handeln: eindeutige Kennzeichnung des Service-Mitarbeiten den bzw. des Nutzers, des Feldgeräts, des Arbeitsauftrags, z.B. Wartungsmaßnahme, Freischaltung eines definierten Parameters, Kalibrierung, Austausch des Feldgeräts, usw., und ggf. des Zeitraums, in dem der Arbeitsauftrag durchzuführen ist. Zusätzlich kann das Auftragsticket verschlüsselt sein, so dass es nur von dem vorhergesehenen Empfänger geöffnet und dessen Inhalt verarbeitet werden kann.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass das Feldgerät seine Betriebsphase uhrzeit- oder datumsabhängig ändert. Beispielsweise wird das Feldgerät nachts in einer anderen Betriebsphase als tagsüber betrieben. So hat beispielsweise nachts nur die Nachtschicht der Servicetechniker Zugriff, aber nicht die Tagschicht, und andersherum.
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In einer Ausgestaltung des Feldgeräts ist vorgesehen, dass die definierten Betriebsphasen mindestens zwei der folgenden sind:
- - Eine Produktionsphase, also diejenige Phase im Lebenszyklus des Feldgeräts, in welcher das Feldgerät produziert wird und eine initale Konfigurierung, bzw. Parametrierung erhält.
- - Eine Installationsphase, also diejenige Phase im Lebesnzyklus des Feldgeräts, in welcher das Feldgerät in die vorgesehene Messstelle eingebaut wird und diejenige Konfigurierung, bzw. Parametrierung erhält, mit der das Feldgerät seine bestimmungsgemäßen Aufgaben in der Messstelle ausführen kann.
- - Eine Phase des regulären Betriebs des Feldgeräts. In dieser Phase erfüllt das Feldgerät seine Aufgaben, bspw. Erhebung von Messwerten oder Beeinflussen der Größen des verfahrenstechnischen Prozesses.
- - Eine Phase des validierten Betriebs des Feldgeräts. Es kann vorgesehen sein, bspw. wenn das Feldgerät Messaufgaben übernimmt, die Werttransaktionen in großer Höhe umfassen (bspw. Transfer von Öl von einem Tankschiff im Rahmen einer Custody-Transfer-Messstelle), dass die vom Feldgerät erfassten Messwerte unbedingt der geforderten Genauigkeit entsprechen.
- - Eine Wartungsphase. In dieser Phase wird das Feldgerät auf Fehler und/oder Genauigkeit überprüft und/oder es werden Fehler des Feldgeräts behoben.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Feldgeräts ist vorgesehen, dass die mindestens eine Bedienaktion eine oder mehrere der folgenden ist:
- - Eine Kalibrierung des Feldgeräts. Hier wird das Feldgerät derart eingestellt, dass dessen Messwerte unter bekannten Bedingungen vorbestimmten Referenzwerten entsprechen. Hierfür werden unter anderem Parameterwerte des Feldgeräts gesetzt und/oder geändert.
- - Eine Konfiguration, bzw. Parametrierung des Feldgeräts. Hierbei werden unter anderem Parameterwerte des Feldgeräts gesetzt und/oder geändert.
- - Eine Wartungsaktionen am Feldgerät, bzw. an einer Komponente des Feldgeräts. Hierfür werden Komponenten des Feldgeräts ersetzt und/oder repariert. Hierfür kann es vorgesehen sein, den Betrieb des Feldgeräts kurzzeitig zu beenden oder einzuschränken.
- - Zugriff auf zumindest eine Kommunikationsschnittstelle des Feldgeräts. Hierbei wird dem Benutzer die Kommunikationsschnittstelle freigeschaltet, so dass er mittels eines weiteren Geräts über die Kommunikationsschnittstelle auf das Feldgerät zugreifen kann und weitere Bedienaktionen initiieren kann.
- - Zugriff über zumindest ein Bedienelement auf das Feldgerät. Hierbei wird dem Benutzer das Bedienelement freigeschaltet, so dass er mittels des Bediengeräts auf das Feldgerät zugreifen kann und weitere Bedienaktionen initiieren kann.
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Eine weitere Ausgestaltung des Feldgeräts sieht vor, dass die in den Berechtigungsinformationen definierten und zum Zugriff auf das Feldgerät zugelassenen Benutzer mindestens eine Benutzergruppe umfasst. Es kann also vorgesehen sein, dass nicht nur dedizierte Einzelbenutzer in den Berechtigungsinformationen definiert sind, sondern mehrere Benutzer, denen ein spezifisches Attribut oder eine spezifische Eigenschaft zugewiesen wird, beispielsweise Produktionsmitarbeiter oder Servicetechniker. So könnten z.B. während der Installationsphase die Gruppe aller Handwerker und Servicetechniker Zugriff bekommen, aber nach der Geräteabnahme nur noch die Gruppe alle Servicetechniker.
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Hinsichtlich des Verfahrens ist vorgesehen, dass dieses dem sicheren Bedienen eines erfindungsgemäßen Feldgeräts dient. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Verfahrensschritte:
- - Empfangen einer Zugriffsanfrage durch das Feldgerät, wobei in der Zugriffsanfrage zumindest eine Information bezüglich eines Benutzers und/oder zumindest eine Bedienaktion enthalten ist;
- - Überprüfen, ob die in der Zugriffsanfrage enthaltene zumindest eine Information bezüglich des Benutzers und/oder die zumindest eine Bedienaktion in den der aktuellen Betriebsphase zugeordneten Berechtigungsinformationen enthalten sind; und
- - Erlauben des Zugriffs auf das Feldgerät im Falle einer erfolgreichen Überprüfung.
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Die Zugriffsanfrage wird nur zugelassen, wenn die Überprüfung erfolgreich ist. Das bedeutet, dass die in der Zugriffsanfrage enthaltene Informationen bezüglich des Benutzers und/oder enthaltene Bedienaktionen tatsächlich in den der aktuellen Betriebsphase zugeordneten Berechtigungsinformationen enthalten sind - beispielsweise darf also ein Benutzer bestimmte Bedienaktionen am Feldgerät ausführen, wenn zumindest eine der Berechtigungsinformationen, in denen seine Information enthalten sind, der aktuellen Betriebsphase zugeordnet ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Zugriffsanfrage in einem Auftragsticket enthalten ist. Ein Auftragsticket, wie es beispielsweise in der
DE 10 2019 131 860 A1 beschrieben ist, beinhaltet eine bzw. entspricht einer Transaktion. Eine Transaktion ist eine Folge von Programmschritten, die als eine logische Einheit betrachtet werden, weil sie den Datenbestand nach fehlerfreier und vollständiger Ausführung in einem konsistenten Zustand hinterlassen. Im Auftragsticket sind, neben dem Befehl zum Ändern der Betriebsphasen, Auftragsdaten für den durchzuführenden Arbeitsauftrag definiert. Bei den Auftragsdaten kann es sich z.B. um folgende Daten handeln: eindeutige Kennzeichnung des Service-Mitarbeiten den bzw. des Nutzers, des Feldgeräts, des Arbeitsauftrags, z.B. Wartungsmaßnahme, Freischaltung eines definierten Parameters, Kalibrierung, Austausch des Feldgeräts, usw., und ggf. des Zeitraums, in dem der Arbeitsauftrag durchzuführen ist. Zusätzlich kann das Auftragsticket verschlüsselt sein, so dass es nur von dem vorhergesehenen Empfänger geöffnet und dessen Inhalt verarbeitet werden kann.
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Hinsichtlich der Zugriffsanfrage ist vorgesehen, dass diese von einer ersten externen Einheit erstellt und an das Feldgerät übermittelt wird.
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In einer ersten Variante des Verfahrens ist dabei vorgesehen, dass es sich bei der ersten externen Einheit um eine Rechnereinheit, insbesondere einen PC oder ein Laptop, oder um ein mobiles Endgerät, insbesondere ein Smartphone oder ein Tablet, handelt. Die Bedieneinheit weist hierbei vorteilhafterweise ein passendes Bedienprogramm auf, beispielsweise eine Bedienapp bei Verwendung eines mobilen Endgeräts (beispielsweise die von der Anmelderin zur Verfügung gestellte App „SmartBlue“), oder beispielsweise eine Rahmenapplikation, welche insbesondere gemäß des FDT-Standards ausgestaltet ist, bei Verwendung einer Rechnereinheit als erste externe Einheit (beispielsweise die von der Anmelderin vertrieben FDT-Rahmenapplikation „FieldCare“).
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Insbesondere übermittelt die erste externe Einheit die Zugriffsanfrage über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung an das Feldgerät. Für eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung wird beispielsweise ein Feldbus verwendet. Ein Feldbus ist ein spezielles Kommunikationsnetzwerk für eine Automatisierugsanlage. Bekannte Feldbusprotokolle sind beispielsweise HART, Foundation Fieldbus oder Profibus, oder ein ethernetbasiertes Feldbusprotokoll wie beispielsweise Ethernet/IP. Bei drahtloser Ausgestaltung der Komunikationsverbindung kann beispielsweise Bluetooth oder WiFi als Kommunikationsprotokoll verwendet werden.
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In einer zweiten Variante des Verfahrens ist dabei vorgesehen, dass es sich bei der ersten externen Einheit um einen Auftragsserver handelt, welcher nach Anfrage eines Benutzers das Auftragsticket erstellt und, insbesondere per Internet, an das Feldgerät übermittelt. Der Auftragsserver kann Teil einer cloudbasierten Plattform sein, oder ein eigenständiger Server sein. Eine cloudbasierte Plattform (auch vereinfacht „Cloud“ genannt) ist ein Server, auf welchen per Internet Daten gesendet und von diesem empfangen werden können und auf welchem sich eine oder mehrere Applikationen befinden. Der Auftragsserver kann beispielsweise als Applikation auf der cloudbasierten Plattform realisiert sein.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass im Zuge des Überprüfens zusätzlich überprüft wird, über welche Kommunikationsschnittstelle des Feldgeräts die Zugriffsanfrage empfangen wurde, wobei der Zugriff nur dann erlaubt wird, falls der Benutzer zum Zugriff über diese Kommunikationsschnittstelle berechtigt ist und/oder falls das Ausführen der Bedienaktion über diese Kommunikationsschnittstelle erlaubt ist. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass bestimmte Bedienaktionen nur über eine Bedieneinheit, bzw. über die erste externe Einheit, und die dieser zugeordnete Kommunikationsschnittstelle am Feldgerät erlaubt sind und dass der Zugriff über andere Kommunikationsschnittstellen nicht erlaubt wird, oder andersherum.
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Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass nach erlaubtem Zugriff ein Bestätigungsticket von dem Feldgerät erstellt und an die erste externe Einheit oder an eine zweite externe Einheit übermittelt wird, wobei das Bestätigungsticket eine Information über die aktuelle Betriebsphase des Feldgeräts und über die ausgeführte Bedienaktion enthält. Zur Dokumentation in darüberliegende Systeme (Bsp. ERP) für Audits/Inspektoren/FDA oder anderen externen Behörden (z.B. Hafeninspektor für den Nachweis der korrekten Funktion einer Ballastwasser-behandlungsanlage) und zur Datenintegrität enthält das Bestätigungsticket die folgenden Daten:
- - Die Seriennummer und den TAG des Feldgerät und der angeschlossenen Sensoreinheit, bzw. Aktoreinheit.
- - Die Versionsstände der Firmware des Feldgeräts und dessen Komponenten.
- - Das Datum der zuletzt durchgeführten Kalibration, sowie den Kalibrierstatus des Feldgerätes und dessen Sensoreinheit, bzw. Aktoreinheit.
- - Den aktuellen Parametersatz des Feldgeräts.
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Dadurch wird der Dokumentationsaufwand verringert und gleichzeitig die Datenintegrität erhöht, da zusätzlich der Zeitstempel der durchgeführten Bedienaktion am Feldgerät im Bestätigungsticket enthalten ist.
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Die zweite externe Einheit kann ein Server sein, oder eine auf der bereits beschriebenen cloudbasierten Plattform ausgeführte Applikation.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt
- 1: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens, in welchem ein erfindungsgemäßes Feldgerät eingesetzt wird.
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In 1 ist ein Feldgerät FG der Automatisierungstechnik abgebildet. Bei dem Feldgerät FG handelt es sich um ein Radarmessgerät zum berührunglosen Erfassen des Füllstands eines Prozessmediums in einem Behälter. Hierfür ist dem Messgerät ein Sensor SE zugeordnet, welcher sowohl Radarwellen emittiert, als auch reflektierte Radarwellen erfasst.
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In einem ersten Speicherbereich SB1 einer Speichereinheit SP des Feldgeräts sind eine Vielzahl von Berechtigungsinformationen BI1, BI2, ..., BIn gespeichert. Die Berechtigungsinformationen BI1, BI2, ..., BIn definieren, in welchem Umfang ein Benutzer, der das Feldgerät FG über ein Bediengerät BG (bspw. per Drahtlosverbindung oder per Kabelverbindung, insbesondere per Feldbusverbindung, mit dem Feldgerät FG verbunden) oder per am Feldgerät direkt angebrachten Bedienelement (Tasten und/oder Touchscreen am Display DS) am Feldgerät FG bedienen möchte, Zugriff auf das Feldgerät FG erlangen kann. Die Berechtigungsinformationen BI1, BI2, ..., BIn beinhalten hierfür zugelassene Benutzer und/oder dem Benutzer erlaubte Bedienaktionen. Die Bedienaktionen sind beispielsweise ein Initiieren von Diagnosetests, ein Lesen und/oder Setzen von Parameterwerten, etc.
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In einem zweiten Speicherbereich SB2 der Speichereinheit SP sind eine Vielzahl von Betriebsphasen BP1, BP2, ..., BPn gespeichert. Das Feldgerät FG weist neben einem Display DS, welches eine Elektronikeinheit EL auf, welche zum Betreiben des Feldgeräts FG ausgestaltet ist. Betreiben bedeutet, dass die Elektronikeinheit EL eine aktuelle Betriebsphase ausführt, wobei die aktuelle Betriebsphase aus den definierten, bzw. in der Speichereinheit SP gespeicherten, Betriebsphasen BP1, BP2, ..., BPn ausgewählt wird.
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Jeder der Betriebsphasen BP1, BP2, ..., BPn sind eine oder mehrere Berechtigungsinformationen B11, BI2, ..., BIn zugeordnet. Das bedeutet, dass wenn das Feldgerät FG in der aktuelle Betriebsphase betrieben wird, nur diejenigen in den der aktuellen Betriebsphase zugeordneten Berechtigungsinformationen aufgeführten Benutzer nur die aufgeführten Bedienaktionen durchführen können. Der Zugriff auf das Feldgerät FG wird also abhängig von der aktuellen Betriebspase geregelt.
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Das Umschalten der Betriebsphasen erfolgt beispielsweise durch ein externes Signal, bspw. ausgelöst durch einen Benutzer, der über eine der Kommunikationsschnittstellen KS1, KS2 das Signal an das Feldgerät sendet, oder durch einen internen Zeitgeber des Feldgeräts FG, beispielsweise eine Real Time Clock (RTC).
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Im Folgenden sei ein Beispiel eines Zugriffs auf das Feldgerät FG beschrieben:
- Das Feldgerät FG wird aktuell in der Wartungsphase betrieben. In dieser Wartungsphase soll eine Rekalibrierung der Sensoreinheit SE durchgeführt werden. Der Benutzer möchte über eine erste externe Einheit EE1 auf das Feldgerät FG zugreifen. Hierbei baut die erste externe Einheit EE1, im vorliegenden Fall ein mobiles Endgerät in Gestalt eines Smartphones, eine Kommunikationsverbindung mit einer ersten Kommunikationsschnittstelle KS1 des Feldgeräts FG per Funkverbindung, beispielsweise Bluetooth oder WiFi, auf. Anschließend übersendet die erste externe Einheit EE1 eine Zugriffsanfrage in einem Auftragsticket an das Feldgerät FG. Die Zugriffsanfrage enthält eine Identität des Benutzers, sowie die durchzuführende Bedienaktion (hier: Befehl zum Starten der Kalibrierung).
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Die Elektronikeinheit EL gleicht die in der Zugriffsanfrage enthaltenen Informationen mit den der aktuellen Betriebsphase zugeordneten Berechtigungsinformationen ab. Dabei wird festgestellt, dass der Benutzer als Gruppe der Servicetechniker eine Gruppenberechtigung zum Zugriff auf das Feldgerät FG hat und dass die Bedienaktion eine erlaubte Bedienaktion ist. Das Feldgerät FG lässt daraufhin die Zugriffsanfrage zu, führt die Bedienaktion und die damit verbundene Rekalibrierung aus.
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Nach dem Abschluss der Rekalibrierung erstellt das Feldgerät FG ein Bestätigungsticket, welches einen Zeitstempel und eine Information über die durchgeführte Bedienaktion enthält. Das Bestätigungsticket wird aus Dokumentationszwecken per erster externer Einheit EE1 oder direkt von dem Feldgerät FG an eine zweite externe Einheit EE2, hier ein Server, gesendet.
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Im Falle, dass der Benutzer kein Servicetechniker ist, wird die Zugriffsanfrage nicht zugelassen. Auch können bestimmte andere Bedienaktionen gesperrt werden. Auch kann bestimmt werden, dass der Zugriff über andere Kommunikationsschnittstellen während dieser Betriebsphase gesperrt ist. So ist dem Benutzer beispielsweise ein Zugriff über die Kommunikationsschnittstelle KS2, welche der Touchscreen des Displays DS ist, nicht ermöglicht.
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Es können auch andere Anwendungsbeispiele realisiert werden: Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die beschriebene Bedienaktion des Starten der Kalibrierung nur in der Betriebsphase der Kalibrierung erlaubt ist, aber nicht in einer Betriebsphase, in welchem das Feldgerät FG den Betrieb aufnimmt und im verfahrenstechnischen Prozess der Anlage die Batchproduktion läuft.
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Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass eine Bedienaktion, welche die Reinigung des Sensorelements SE startet, nur während unkritischen Produktionsphase des verfahrenstechnischen Prozesses ermöglicht ist. Eine Steuereinheit des Feldbusnetzwerks sendet in einem solchen Fall ein Steuersignal zum Umschalten der aktuellen Betriebsphase an das Feldgerät FG. In dieser Betriebsphase wird die Erfassung des Messwerts mittels der Sensoreinheit SE ausgesetzt, die beschriebene Bedienaktion zum Reinigen des Sensorelements SE ist erlaubt. In kritischen Produktionsphasen, wenn der Messwert kontinuierlich benötigt wird, wird das Feldgerät FG in einer aktuellen Betriebsphase betrieben, in welcher die beschriebene Bedienaktion zum Reinigen des Sensorelements SE nicht erlaubt ist.
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Die Erfindung wird durch die aufgeführten Ausführungs- und Anwendungsbeispiele nicht beschränkt. Dem Fachmann ist klar, dass dem erfindungsgemäße Verfahren eine Vielzahl weiterer Anwendungsbeispiele zugeordnet werden kann. Auch das in den Ausführungsbeispielen erläuterte Feldgerät FG ist rein beispielhaft anzusehen. So kann der Sensor SE beliebig ausgestaltet sein, so dass das Feldgerät zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, pH-Messung, Füllstandmessung, etc. verwendet werden kann. Der Sensor SE muss kein integraler Bestandteil des Feldgeräts FG sein, sondern kann diesem auch lediglich zugeordnet sein, bspw. sich an einem anderen Ort befinden und eine Kabelverbindung zum Feldgerät aufweisen (bspw. falls der Sensor SE als pH-Sonde ausgestaltet ist). Alternativ zu einem Sensor SE kann das Feldgerät FG auch einen Aktor, bspw. ein Ventil, eine Pumpe, etc., aufweisen und somit zum Beeinflussen der vorgenannten Prozessgrößen ausgestaltet sein.
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Bezugszeichenliste
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- BI1, BI2, ..., BIn
- Berechtigungsinformationen
- BP1, BP2, ..., BPn
- Betriebsphasen
- DS
- Display
- EE1
- erste externe Einheit
- EE2
- zweite externe Einheit
- EL
- Elektronikeinheit
- FG
- Feldgerät
- KS1, KS2
- Kommunikationsschnittstellen
- SB1
- erster Speicherbereich der Speichereinheit
- SB2
- zweiter Speicherbereich der Speichereinheit
- SE
- Sensor
- SP
- Speichereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019131860 A1 [0007, 0015, 0022]
