DE112004000242T5

DE112004000242T5 - Serviceeinrichtung zur Bereitstellung von abgesetzten Diagnose- und Wartungsdienstleistungen für einen Verarbeitungsbetrieb

Info

Publication number: DE112004000242T5
Application number: DE112004000242T
Authority: DE
Inventors: Robert J. Chaska Karschnia; Marcos A. V. Chanhassen Peluso
Original assignee: Rosemount Inc
Current assignee: Rosemount Inc
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2005-12-29
Also published as: WO2004072749A1; CN1748190A; JP4763593B2; CN102063117A; US20040158474A1; CN102063117B; JP2006517321A

Abstract

System zum Bereitstellen von abgesetzten Diagnose- und Wartungsdienstleistungen für einen Verarbeitungsbetrieb, wobei das System folgendes aufweist:
eine Datenbank, die sich entfernt von dem Verarbeitungsbetrieb befindet, wobei die Datenbank eine Vielzahl von Anwendungen aufweist;
eine Datensammeleinheit, die ausgebildet ist, um zu dem Verarbeitungsbetrieb gehörende Daten über eine Nachrichtenverbindung zu sammeln;
eine Analyseeinheit, die ausgebildet ist, um die gesammelten Daten zu analysieren und einen zu dem Verarbeitungsbetrieb gehörenden Zustand zu detektieren; und
eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um als Reaktion auf den detektierten Zustand wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen automatisch zu implementieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verarbeitungsbetriebe und speziell eine Serviceeinrichtung, die abgesetzte Diagnose- und Wartungsdienstleistungen für einen Verarbeitungsbetrieb bereitstellt.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Verarbeitungsbetriebe wie etwa solche in der Chemie-, der Erdöl- oder anderen Industrien weisen charakteristisch eine oder mehrere zentrale oder dezentrale Prozeßsteuereinheiten auf, die mit wenigstens einem Hauptrechner oder einer Bedienerworkstation und mit einer oder mehreren Prozeßsteuerungs- und Instrumentierungseinrichtungen wie etwa Feldeinrichtungen über Analog-, Digital- oder kombinierte Analog-/Digitalbusse gekoppelt sind. Feldeinrichtungen, die beispielsweise Ventile, Ventilpositionierer, Schalter, Meßwertgeber und Sensoren (z. B. Temperatur-, Druck- und Durchflußratesensoren) sein können, führen Funktionen innerhalb des Prozesses aus wie etwa das Öffnen oder Schließen von Ventilen und das Messen von Prozeßparametern. Die Prozeßsteuereinheit empfängt über die Kommunikationsbusse Signale, die Prozeßmessungen oder Prozeßvariablen bezeichnen, die von den Feldeinrichtungen ausgeführt werden oder diesen zugeordnet sind, und/oder andere Informationen, welche die Feldeinrichtungen betreffen, nutzt diese Informationen zur Implementierung einer Steuerroutine und erzeugt dann Steuersignale, die über einen oder mehrere der Busse zu den Feldeinrichtungen übertragen werden, um den Prozeßbetrieb zu steuern. Informationen von den Feldeinrichtungen und der Steuereinheit werden typischerweise einer oder mehreren Anwendungen zur Verfügung gestellt, die von einer Bedienerworkstation ausgeführt werden, um einem Bediener die Ausführung gewünschter Funktionen in bezug auf den Prozeß zu ermöglichen, etwa das Betrachten des aktuellen Prozeßzustands, eine Modifizierung des Prozeßbetriebs usw.
Bisher wurden herkömmliche Feldeinrichtungen verwendet, um über einen Analogbus oder Analogleitungen Analogsignale (z. B. 4-20 mA) an die Prozeßsteuereinheit zu senden und von ihr zu empfangen. Diese 4-20-mA-Signale waren hinsichtlich ihrer Art insofern beschränkt, als sie von der Einrichtung vorgenommene Messungen oder Steuersignale bezeichneten, die von der Steuereinheit erzeugt wurden, die zur Steuerung des Betriebs der Einrichtung erforderlich ist. Seit ungefähr zehn Jahren sind jedoch intelligente Feldeinrichtungen, die eine oder mehrere Prozeßsteuerfunktionen ausführen, in der Prozeßsteuerungsindustrie zunehmend im Einsatz. Jede intelligente Feldeinrichtung führt nicht nur eine Hauptfunktion innerhalb des Prozesses aus, sondern weist einen Speicher und einen Mikroprozessor auf, die fähig sind, die Einrichtung betreffende Daten zu speichern, mit der Steuereinheit und/oder anderen Einrichtungen in einem digitalen oder kombinierten digitalen/analogen Format zu kommunizieren und Sekundäraufgaben wie etwa eine Selbstkalibrierung, Erkennung, Diagnose usw. auszuführen. Eine Reihe von standardisierten digitalen oder kombinierten digitalen und analogen offenen Kommunikationsprotokollen wie das HART^®-, PROFIBUS^®-, FOUNDATION^TM Fieldbus-, WORLD-FIP^®-, Device-Net^®- und CAN-Protokoll sind entwickelt worden, um es möglich zu machen, daß von verschiedenen Herstellern stammende intelligente Feldeinrichtungen innerhalb eines Prozeßsteuerungsnetzes miteinander verbunden werden, um miteinander zu kommunizieren und eine oder mehrere Prozeßsteuerfunktionen auszuführen.
Das volldigitale Zweidraht-Busprotokoll, das von der Fieldbus Foundation verbreitet wird und als das FOUNDATION^TM Fieldbus-Protokoll (nachstehend "Fieldbus") bekannt ist, verwendet Funktionsblöcke, die in verschiedenen Feldeinrichtungen vorgesehen sind, um Steueroperationen auszuführen, die typischerweise in einer zentralen Steuereinheit ausgeführt werden. Insbesondere ist jede Fieldbus-Feldeinrichtung imstande, einen oder mehrere Funktionsblöcke aufzuweisen und auszuführen, von denen jeder Eingaben von anderen Funktionsblöcken empfängt und/oder Ausgaben an diese liefert (wobei diese anderen Funktionsblöcke entweder in derselben Einrichtung oder in verschiedenen Einrichtungen sind). Jeder Funktionsblock kann außerdem irgendeinen Prozeßsteuervorgang ausführen wie etwa das Messen oder Detektieren eines Prozeßparameters, die Steuerung einer Einrichtung oder die Durchführung eines Steuervorgangs wie die Implementierung einer PID-Steuerroutine (Proportional-Integral-Differential-Steuerroutine). Die verschiedenen Funktionsblöcke innerhalb eines Verarbeitungsbetriebs sind so konfiguriert, daß sie miteinander (z. B. über einen Bus) kommunizieren, um eine oder mehrere Prozeßsteuerschleifen zu bilden, deren Einzeloperationen durch den gesamten Prozeß verteilt und somit dezentral sind.
Mit dem Aufkommen intelligenter Feldeinrichtungen wird es zunehmend wichtiger, daß Probleme, die in einem Verarbeitungsbetrieb auftreten, rasch diagnostiziert und korrigiert werden können. Wenn schlecht wirksame Schleifen bzw. Regelkreise und Einrichtungen nicht detektiert und korrigiert werden, führt dies zu einer weniger als optimalen Leistung des Prozesses, was sowohl in Bezug auf die Güte als auch die Menge des herzustellenden Produkts teuer sein kann. Typischerweise können Anwendungen, d. h. Routinen zur Durchführung von Funktionen innerhalb eines Verarbeitungsbetriebs, die vom System gelieferten Informationen nutzen, in einem Hauptrechner oder einer Bedienerworkstation installiert und ausgeführt werden. Diese Anwendungen können Prozeßfunktionen betreffen wie etwa das Einstellen und Ändern von Sollwerten innerhalb des Prozesses, und/oder sie können Geschäftsfunktionen oder Wartungsfunktionen betreffen. Beispielsweise kann ein Bediener Geschäftsanwendungen, die dem Bestellen von Rohstoffen, Ersatzteilen oder Einrichtungen für die Anlage zugeordnet sind, oder Geschäftsanwendungen, die der Vorausschau von Verkaufszahlen und Produktionsbedarf usw. zugeordnet sind, initiieren und ausführen.

Zusätzlich umfassen viele Verarbeitungsbetriebe, und zwar speziell diejenigen, die intelligente Feldeinrichtungen verwenden, Wartungsanwendungen, die bei der Überwachung und Wartung von vielen der Einrichtungen innerhalb des Betriebs hilfreich sind. Beispielsweise ermöglicht die Anwendung Asset Management Solutions bzw. AMS von Emerson Process Management, Performance Technologies, die Kommunikation mit Feldeinrichtungen und speichert Feldeinrichtungen betreffende Daten, um den Betriebszustand der Feldeinrichtungen festzustellen und zu lokalisieren. Diese Aktivität wird typischerweise mit Zustandsüberwachung bezeichnet. Ein Beispiel eines solchen Systems ist in der US-PS 5 960 214 mit dem Titel "Integrated Communication Network for use in a Field Device Management System" angegeben. In manchen Fällen ermöglicht es die AMS-Anwendung einem Bediener, Kommunikationen mit einer Feldeinrichtung herzustellen, um beispielsweise Parameter innerhalb der Einrichtung zu ändern und Anwendungen an der Einrichtung auszuführen, etwa eine Einrichtungskonfiguration, Einrichtungskalibrierung, Statusprüfanwendungen usw.

Andererseits weisen viele intelligente Einrichtungen heute Selbstdiagnose- und/oder Selbstkalibrierungsroutinen auf, die genutzt werden können, um Probleme innerhalb der Einrichtung zu detektieren und zu korrigieren. Beispielsweise haben die Einrichtungen FieldVue und ValveLink von Fisher Controls International, Inc. Diagnosefähigkeiten, die genutzt werden können, um bestimmte Probleme zu korrigieren. Damit diese wirksam sind, muß jedoch ein Bediener erkennen, daß bei einer Einrichtung ein Problem besteht, und muß anschließend die Selbstdiagnose- und/oder Selbstkalibrierungs-Features der Einrichtung auslösen. Es gibt auch andere Prozeßsteuerungsanwendungen wie etwa automatische Feineinsteller, die verwendet werden können, um schlecht abgestimmte Schleifen bzw. Regelkreise innerhalb eines Verarbeitungsbetriebs zu korrigieren. Auch hier ist es erforderlich, daß ein Bediener eine nicht optimal funktionierende Schleife erkennt und anschließend den Einsatz von solchen automatischen Feineinstellern auslöst, damit diese wirksam sein können.

Ferner kann jede Einrichtung oder jeder Funktionsblock innerhalb eines Verarbeitungsbetriebs die Fähigkeit haben, Fehler zu detektieren, die darin auftreten, und ein Signal wie etwa einen Alarm oder ein Ereignis zu senden, um an eine Prozeßsteuereinheit oder eine Bedienerworkstation zu melden, daß ein Fehler oder irgendein anderes Problem aufgetreten ist. Das Auftreten dieser Alarme oder Ereignisse zeigt jedoch nicht notwendigerweise ein Langzeitproblem mit der Einrichtung oder Schleife bzw. dem Regelkreis an, das korrigiert werden muß. Beispielsweise können diese Alarme oder Ereignisse in Abhängigkeit von anderen Faktoren erzeugt werden, die kein Ergebnis einer schlecht funktionierenden Einrichtung oder Schleife waren. Daß eine Einrichtung oder ein Funktionsblock innerhalb einer Schleife einen Alarm oder ein Ereignis erzeugt, bedeutet nicht unbedingt, daß die Einrichtung oder Schleife ein Problem hat, das korrigiert werden muß. Ferner bezeichnen diese Alarme oder Ereignisse weder die Ursache noch die Lösung des Problems. Infolgedessen ist immer noch ein Bediener erforderlich, um festzustellen, ob eine Einrichtung eine Reparatur, Kalibrierung oder irgendeine andere korrigierende Aktivität als Reaktion auf einen Alarm oder ein Ereignis benötigt, und um anschließend die geeignete Korrekturaktivität auszulösen.

Es ist derzeit bekannt, ein Diagnosewerkzeug bereitzustellen, das Prozeßsteuervariablen und Informationen über den Betriebszustand der Steuerroutinen oder Funktionsblöcke nutzt, die Prozeßsteuerroutinen zugeordnet sind, um schlecht funktionierende Einrichtungen oder Schleifen zu detektieren. In Abhängigkeit von der Detektion einer schlecht funktionierenden Einrichtung oder Schleife kann das Diagnosewerkzeug Informationen über vorgeschlagene Aktivitäten zur Korrektur des Problems an einen Bediener senden. Beispielsweise kann das Diagnosewerkzeug die Verwendung von anderen, spezielleren Diagnoseanwendungen oder -Werkzeugen empfehlen, um das Problem noch besser zu lokalisieren oder zu korrigieren. Dann wird zugelassen, daß ein Bediener die Wahl trifft, welche Anwendung oder welches Werkzeug zur Korrektur des Problems ausgeführt werden soll. Ein Beispiel eines solchen Systems ist in der US-PS 6 298 454 mit dem Titel "Diagnostics in a Process Control System" angegeben. Ebenso gibt es andere, komplexere Diagnosewerkzeuge wie etwa Expertensysteme, Korrelationsanalysewerkzeuge, Spektralanalysewerkzeuge, neuronale Netze usw., die für eine Einrichtung oder eine Schleife gesammelte Informationen nutzen, um darin aufgetretene Probleme zu detektieren und zu ihrer Lösung beizutragen.

Wie oben erwähnt wird, müssen Einrichtungen, die dem Verarbeitungsbetrieb zugeordnet sind, richtig und zuverlässig funktionieren, um einen effizienten Ablauf des Gesamtprozesses aufrechtzuerhalten und damit Abschaltungen von Anlagen und Einnahmeverluste zu minimieren. Typischerweise sind einer oder mehrere erfahrene Bediener hauptsächlich dafür verantwortlich sicherzustellen, daß die Einrichtungen innerhalb eines Verarbei tungsbetriebs effizient funktionieren und fehlerhafte Einrichtungen repariert und ausgetauscht werden. Diese Bediener können Werkzeuge und Anwendungen wie die oben beschriebenen verwenden, die Informationen über Einrichtungen innerhalb des Prozesses liefern. Die Wartungsanwendungen können in einer oder mehreren Bedienerworkstations oder Steuereinheiten installiert sein und davon ausgeführt werden, wobei diese dem Verarbeitungsbetrieb zugeordnet sind, um Überwachungs-, Diagnose- und Warungsfunktionen auszuüben. Ebenso können die Wartungsanwendungen von einem separaten Rechner oder einer tragbaren Vorrichtung ausgeführt werden, die sich innerhalb des Verarbeitungsbetriebs und in Kommunikation mit den Einrichtungen befindet. Leider sind diese Anwendungen mit erheblichen Gemeinkosten verbunden etwa für spezialisierte Hardware und Software sowie hochqualifizierte Techniker und andere Spezialisten, um die täglichen Überwachungsaktivitäten zu unterstützen und zu leiten. Infolgedessen sind der Kauf und die Unterstützung solcher Anwendungen innerhalb von Verarbeitungsbetrieben häufig mit ganz erheblichen Kosten für den Betriebsinhaber verbunden. Infolge der zunehmenden Zahl und Komplexität von Überwachungs-, Diagnose- und Wartungsanwendungen, die in der Prozeßsteuerungsindustrie verfügbar sind, ist es ferner oft schwierig bis unmöglich für einen Bediener, über sämtliche verschiedenen Anwendungen Bescheid zu wissen, um die bestgeeignete Anwendung für die Korrektur einer nicht optimalen Schleife oder Einrichtung auszuwählen und zu implementieren.

ZUSAMMENFASSUNG

Ein System zur Bereitstellung von abgesetzten Diagnose- und Wartungsdienstleistungen für einen Verarbeitungsbetrieb weist eine Datenbank und einen Server auf, die beide an einem von dem Verarbeitungsbetrieb entfernten Ort vorgesehen sind. Die Datenbank weist eine Vielzahl von Anwendungen auf. Der Server weist eine Datensammeleinheit, eine Analyseeinheit und eine Steuereinheit auf. Die Datensammeleinheit sammelt zu dem Verarbeitungsbetrieb gehörende Daten über eine Nachrichtenverbindung wie etwa das Internet. Die Analyseeinheit analysiert die gesammelten Daten, um einen zu dem Verarbeitungsbetrieb gehörenden Zustand zu detektieren. Als Reaktion auf den detektierten Zustand implementiert die Steuereinheit automatisch eine oder mehrere der Anwendungen durch automatische abgesetzte Ausführung von einer oder mehreren der Anwendungen und Festlegen von Parametern, die an den Verarbeitungsbetrieb zu übermitteln sind, automatisches Herunterladen von einer oder mehreren Anwendungen über das Internet zu dem Verarbeitungsbetrieb und/oder Aktivieren einer Webseite, die Informationen liefert, um einen in dem Verarbeitungsbetrieb befindlichen Bediener bei der Korrektur des detektierten Zustands anzuleiten.

Das Fernsystem bietet den Vorteil, daß die Feldeinrichtungen und andere zu dem Verarbeitungsbetrieb gehörende Einrichtungen in gutem Funktionszustand gehalten werden, wodurch die Gesamtleistungsfähigkeit des Betriebs verbessert wird. Außerdem liefert das System abgesetzte Diagnose- und Wartungsdienstleistungen an einen Verarbeitungsbetrieb durch die Diagnose eines dem Betrieb zugeordneten Problems wie etwa einer nicht optimal wirksamen Schleife oder Einrichtung und durch automatische Implementierung der geeigneten Softwareanwendung oder des geeigneten Softwarewerkzeugs, um das Problem zu korrigieren, ohne daß eine Bedienungsperson eingreifen muß. Diese Vorteile erübrigen den Kauf von Softwareanwendungen durch einzelne Betriebe und vermeiden die mit der Unterstützung dieser Anwendungen einhergehenden hohen Gemeinkosten. Außerdem bietet das abgesetzte System einfachen Zugang zu den verschiedensten Softwareanwendungen über ein allgemeines Medium wie etwa das Internet, so daß teure firmeneigene Kommunikationsprotokolle und -netze nicht erforderlich sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Serviceeinrichtung in Kommuni-kation mit einem Verarbeitungsbetrieb, um für diesen abgesetzte Diagnose- und Wartungsdienstleistungen bereitzustellen; und
2 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Serviceeinrichtung, die Nachrichtenverbindungen auf Basis des Internets verwendet, um für eine Vielzahl von Verarbeitungsbetrieben abgesetzte Diagnose- und Wartungsdienstleistungen bereitzustellen.
GENAUE BESCHREIBUNG
Gemäß 1 umfaßt ein Verarbeitungsbetrieb 10 eine Vielzahl von Feldeinrichtungen 15 bis 22, die über eine oder mehrere Ein-/Ausgabeeinrichtungen 26 und 28 mit einer Pro zeßsteuereinheit 12 verbunden sind. Die Prozeßsteuereinheit 12 kann eine Steuereinheit vom Typ des verteilten Steuersystems (DCS) sein wie etwa eine Steuereinheit DeLtaV^TM von Fisher-Rosemount Systems, Inc., oder jede andere Art von Steuereinheit zur Verwendung bei der Steuerung von Feldeinrichtungen 15 bis 22, die mit der Prozeßsteuereinheit 12 auf eine herkömmliche oder eine sonstige gewünschte Weise verbunden sind. Wie 1 zeigt, ist die Prozeßsteuereinheit 12 kommunikativ mit einer oder mehreren Bedienerworkstations 13 und 14 über einen Bus 24 verbunden. Der Bus 24 kann beispielsweise ein Ethernet-basierter Bus sein und jedes gewünschte oder geeignete LAN- oder WAN-Protokoll verwenden, um Nachrichtenverbindungen herzustellen. Die Bedienerworkstations 13 und 14 können auf einer Personalcomputerplattform oder jeder anderen geeigneten Verarbeitungsplattform basieren und eine Vielzahl von bekannten Prozeßsteuerungs-, Wartungs- und anderen Funktionen ausführen. Außerdem kann der Verarbeitungsbetrieb 10 eine Stammdateneinheit 23 aufweisen, die Prozeßsteuerungsdaten über den Bus 24 sammelt. Die Stammdateneinheit 23 ist auf diesem Gebiet wohlbekannt und wird nicht im einzelnen erläutert.
Wie bekannt ist, kann die Prozeßsteuereinheit 12 ein Steuerschema speichern und implementieren, um die Messung und Steuerung von Einrichtungen innerhalb des Prozesses durchzuführen und dadurch Prozeßparameter in Übereinstimmung mit einem Gesamtsteuerschema zu steuern. Die Prozeßsteuereinheit 12 kann Statusinformation über den Betriebszustand des Prozesses und/oder den Betriebszustand der Feldeinrichtungen 15 bis 22 an eine oder mehrere Anwendungen berichten, die beispielsweise in den Bedienerworkstations 13 und 14 gespeichert sind. Selbstverständlich können diese Anwendungen jede gewünschte Information für einen Bediener oder eine Wartungsperson innerhalb des Verarbeitungsbetriebs 10 über Displayeinrichtungen 30 und 31 anzeigen, die den Bedienerworkstations 13 bzw. 14 zugeordnet sind. Es versteht sich, daß der in 1 gezeigte Verarbeitungsbetrieb 10 nur beispielhaft ist und andere Arten oder Konfigurationen von Verarbeitungsbetrieben genauso gut verwendet werden können.
Die Feldeinrichtungen 15 bis 22 können jede Art von Einrichtungen sein, etwa Sensoren, Ventile, Meßwertgeber, Positionierer usw., während die E/A-Einrichtungen 26 und 28 jede Art von E/A-Einrichtungen sein können, die einem gewünschten Kommunikations- oder Steuerungsprotokoll entsprechen. Wie 1 zeigt, ist die Prozeßsteuereinheit 12 mit herkömmlichen (d. h. nichtintelligenten) Feldeinrichtungen 15 bis 18 über Analogleitungen 33 bis 36 kommunikativ verbunden. Die Feldeinrichtungen 15 bis 18 können analoge 4-20-mA-Standardfeldeinrichtungen sein, die über Analogleitungen 33 bis 36 mit der E/A-Einrichtung 26 kommunizieren. Gleichermaßen können die Feldeinrichtungen 19 bis 22 intelligente Einrichtungen wie etwa Fieldbus-Feldeinrichtungen sein, die über einen Digitalbus 38 mit der E/A-Einrichtung 28 unter Anwendung von nicht urheberrechtlich geschützten Protokollkommunikationen in Verbindung stehen. Allgemein gesagt, ist das Fieldbus-Protokoll ein volldigitales serielles bidirektionales Kommunikationsprotokoll, das eine standardisierte physische Schnittstelle zu einer Zweidrahtschleife oder einem Zweidrahtbus herstellt, der die Feldeinrichtungen 19 bis 22 miteinander verbindet. Tatsächlich bietet das Fieldbus-Protokoll ein lokales Netz bzw. LAN für die Feldeinrichtungen 19 bis 22 innerhalb des Verarbeitungsbetriebs 10, was es diesen Feldeinrichtungen 19 bis 22 ermöglicht, eine oder mehrere Prozeßsteuerschleifen entweder in Verbindung mit der Prozeßsteuereinheit 12 oder davon unabhängig auszuführen. Selbstverständlich könnten ebenso andere Arten von Einrichtungen und Protokollen verwendet werden, etwa das HART®-, PROFIBUS^®, WORLDFIP, Device-Net^®-, AS-Interface- und CAN-Protokoll.
Die Prozeßsteuereinheit 12 ist so konfiguriert, daß sie eine Steuerstrategie unter Verwendung von Funktionsblöcken implementiert. Jeder Funktionsblock ist ein Teil (z. B. eine Subroutine) einer Gesamtsteuerroutine und ist gemeinsam mit anderen Funktionsblöcken über Nachrichtenverbindungen zur Implementierung von Prozeßsteuerschleifen innerhalb des Verarbeitungsbetriebs 10 wirksam. Funktionsblöcke können entweder eine Eingabefunktion, eine Ausgabefunktion oder eine Steuerfunktion ausführen. Die Eingabefunktion kann einem Meßwertgeber, einem Sensor oder einer anderen Prozeßparameter-Meßeinrichtung zugeordnet sein. Die Ausgabefunktion kann die Operation einer Einrichtung wie etwa eines Ventils steuern, um eine physische Funktion innerhalb des Verarbeitungsbetriebs 10 auszuführen. Die Steuerfunktion kann einer Steuerroutine zugeordnet sein, die eine PID-, Fuzzylogik- usw. Steuerung ausführt. Natürlich gibt es Hybridfunktionsblöcke und andere Arten von Funktionsblöcken. Funktionsblöcke können in der ProzeßsteueReinheit 12 gespeichert und von dieser ausgeführt werden, was charakteristisch der Fall ist, wenn diese Funktionsblöcke 4-20-mA-Standardeinrichtungen und einigen Arten von intelligenten Feldeinrichtungen zugeordnet sind. Außerdem können Funktionsblöcke in den Feldeinrichtungen selbst gespeichert und von diesen implementiert werden, was bei intelligenten Fieldbus-Einrichtungen der Fall ist.
Das Fieldbus-Protokoll verwendet den Ausdruck "Funktionsblock" zum Beschreiben eines bestimmten Typ von Entität, die imstande ist, eine Prozeßsteuerfunktion auszuführen; es ist jedoch zu beachten, daß der Ausdruck Funktionsblock im vorliegenden Zusammenhang nicht darauf beschränkt ist und jede Art von Einrichtung, Programm, Routine oder sonstige Entität umfaßt, die imstande ist, eine Prozeßsteuerfunktion auf irgendeine Weise an verteilten Stellen innerhalb eines Prozeßsteuerungsnetzes auszuführen. Daher kann die hier beschriebene abgesetzte Serviceeinrichtung 32 mit Verarbeitungsbetrieben 10 verwendet werden, die andere Prozeßsteuerungs-Kommunikationsprotokolle oder -schemata verwenden (die es eventuell schon gibt oder die künftig entwickelt werden), die nicht das verwenden, was in dem Fieldbus-Protokoll streng als ein "Funktionsblock" identifiziert ist.
Wie 1 zeigt, weist der Verarbeitungsbetrieb 10 ferner einen Nachrichtenserver 11, beispielsweise einen Webserver auf, der mit jedem gewünschten offenen Nachrichtennetz 25 wie etwa dem Internet über eine Nachrichtenverbindung 27 kommunikativ verbunden ist. Die Nachrichtenverbindung 27 kann jede geeignete festverdrahtete Verbindung wie etwa ein Kupferkabel oder ein anderes Metalldrahtkabel sein. Bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, weist die Nachrichtenverbindung 27 ein Glasfaserkabel auf, und zwar wegen der größeren Bandbreitenkapazität, die Glasfasernetze bieten. Ferner kann die NachRichtenverbindung 27 jede geeignete drahtlose Verbindung aufweisen, beispielsweise eine Satelliten- oder Zellularfernsprechverbindung. Natürlich kann die Kommunikationsverbindung 27 ein Hybrid aus Kupferkabel-, Glasfaserkabel- und irgendwelchen drahtlosen Kommunikationsverbindungen sein.
Der Nachrichtenserver 11, der an einem separaten Rechner oder einer separaten Workstation implementiert sein kann, in der Software gespeichert ist, ermöglicht es dem Verarbeitungsbetrieb 10, mit der Serviceeinrichtung 32 über das Kommunikationsnetz 25 zu kommunizieren. Alternativ oder zusätzlich kann nach Wunsch die Funktionalität des Nachrichtenservers 11 in der Prozeßsteuereinheit 12 und/oder den Bedienerworkstations 13 und 14 implementiert sein. Wie noch im einzelnen erläutert wird, kann der Verarbei tungsbetrieb 10 Meßinformationen, Einrichtungsinformationen, Steuerinformationen und jede andere Einrichtungs-, Schleifen- und/oder Prozeßinformation über das Kommunikationsnetz 25 zu der abgesetzten Serviceeinrichtung 32 senden und davon empfangen.
Die Serviceeinrichtung 32 umfaßt eine Datensammeleinheit 42, eine Analyseeinheit 44, eine Steuereinheit 46 und eine Datenspeichereinheit 48, die sämtlich gemeinsam einen Anwendungsserver 40 bilden können. Jede von der Datensammeleinheit 42, der Analyseeinheit 44, der Steuereinheit 46 und der Datenspeichereinheit 48 ist bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise, unter Verwendung von einer oder mehreren Softwareroutinen implementiert, die in dem Anwendungsserver 40 ausgeführt werden können. Insbesondere kann der Anwendungsserver 40 einen oder mehrere Prozessoren aufweisen, die zugehörige Speicher haben, die eine Reihe von Routinen speichern und ausführen, um die folgenden Schritte auszuführen: Sammeln von dem Verarbeitungsbetrieb 10 zugeordneten Daten, Analysieren der gesammelten Daten, um einen dem Verarbeitungsbetrieb 10 zugeordneten Zustand zu detektieren, und automatisches Implementieren einer geeigneten Softwareanwendung 70 als Reaktion auf den detektierten Zustand. Natürlich kann der Prozessor ein Mikroprozessor, Mikrocontroller, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung bzw. ASIC oder eine andere Verarbeitungseinrichtung sein, die so konfiguriert oder programmiert ist, daß sie zahlreiche Datensammel-, Steuerungs- und Analyseaktivitäten ausführt, die nachstehend im einzelnen erläutert werden.
Wie 1 zeigt, ist der Anwendungsserver 40 über einen Bus 41 in Verbindung mit einer Datenbank 43. Der Bus 41 kann ein LAN oder WAN auf Ethernetbasis oder jeder andere geeignete Bus sein. Die Datenbank 43 speichert eine Vielzahl von Softwarewerkzeugen oder -anwendungen 70, die überwachungs-, Diagnose- und/oder Wartungsaktivitäten für Feldeinrichtungen 15 bis 22, Schleifen und andere Einrichtungen ausführen, die dem Verarbeitungsbetrieb 10 zugeordnet sind. Speziell können die Softwareanwendungen 70 aufweisen: eine Einrichtungskalibrieranwendung, eine Einrichtungskonfigurierungsanwendung, eine Auto-Feineinstellanwendung, eine Prozeßüberwachungsanwendung, eine Steuerschleifenüberwachungsanwendung, eine Einrichtungsüberwachungsanwendung, eine Geräteüberwachungsanwendung, eine Indexerzeugungsanwendung, eine Arbeitsauftragserzeugungsanwendung oder irgendwelche anderen Anwendungen, die das Überwachen, Diagnostizieren und/oder Warten von Feldeinrichtungen 15 bis 22 und anderen Geräten innerhalb des Verarbeitungsbetriebs 10 betreffen.
Speziell kann die Datensammeleinheit 42 so ausgebildet sein, daß sie automatisch Daten von dem Verarbeitungsbetrieb 10 über das Nachrichtennetz 25 in Echtzeit während des laufenden Betriebs sammelt. Die Datensammeleinheit 42 kann Daten entweder von der Prozeßsteuereinheit 12, den Bedienerworkstations 13 und 14, der Stammdateneinheit 23 oder direkt von einer oder mehreren der intelligenten Feldeinrichtungen 19 bis 22 sammeln. Alternativ kann der Verarbeitungsbetrieb 10 periodisch vorbestimmte, zu dem Betrieb 10 gehörende Daten sammeln und diese Daten mit einer periodischen oder nichtperiodischen Rate über das Kommunikationsnetz 25 an die abgesetzte Serviceeinrichtung 32 senden. Beispielsweise kann der Verarbeitungsbetrieb 10 ein Datensammelexpertenwerkzeug oder eine Expertenanwendung aufweisen, die in einer der Bedienerworkstations 13 und 14 gespeichert ist, um sicherzustellen, daß die geeigneten Daten zur richtigen Zeit oder periodisch an die abgesetzte Serviceeinrichtung 32 gesendet werden.
Die gesammelten Daten können Daten umfassen, welche die Gesundheit, Veränderlichkeit, Leistung oder Nutzung einer Einrichtung, Schleife bzw. eines Regelkreises, eines Funktionsblocks usw. betreffen, welcher dem Verarbeitungsbetrieb 10 zugeordnet ist. Speziell kann die Datensammeleinheit 42 Daten sammeln, die genutzt werden können, um die Gesundheit einer Feldeinrichtung einschließlich Unempfindlichkeitsbereich, Totzeit, Ansprechzeit, Überschwingen usw. einer Einrichtung und/oder von Alarmen und Ereignissen zu bestimmen, die von den intelligenten Feldeinrichtungen 19 bis 22 erzeugt werden.
Bei Empfang der gesammelten Daten kann die Analyseeinheit 44 einen dem Verarbeitungsbetrieb 10 zugeordneten Zustand detektieren und auf der Basis der gesammelten Daten bestimmen, welche von den Feldeinrichtungen 15 bis 22 oder Steuerschleifen, die zu dem Verarbeitungsbetrieb 10 gehören, suboptimal arbeiten oder fehlerhaft feinabgestimmt sind. Falls gewünscht, kann die Analyseeinheit 44 die gesammelten Daten mit einem oder mehreren gespeicherten Parametern vergleichen und bestimmen, ob die gesammelten Daten innerhalb eines annehmbaren Bereichs sind. Beispielsweise kann die Analyseeinheit 44 ein statistisches Maß (wie etwa den Mittelwert, den Median usw.) der von einer Feldeinrichtung über einen bestimmten Betriebsbereich vorgenommenen Messungen und/oder den tatsächlichen oder Momentanwert der Messung mit einem speziellen Betriebsbereich oder Grenzwert vergleichen, um einen bereichsüber- oder -unterschreitenden Meßwert zu detektieren. Ebenso kann die Analyseeinheit 44 durch Prüfen des entsprechenden Bits des Blockfehlerparameters, der von einer der intelligenten Feldeinrichtungen 19 bis 22 während eines Alarms oder Ereignisses erzeugt wird, bestimmen, ob ein Alarm oder Ereignis eine sofortige korrigierende Aktion erfordert, weil dadurch die Funktion der Einrichtung eingeschränkt wird, oder ob der Alarm oder das Ereignis einem Zustand zugeordnet ist, der für die Ergebnisse des Prozesses nicht kritisch ist oder diese nicht nachteilig beeinflussen würde und daher keine sofortige Aktivität verlangt. Natürlich könnte jede andere gewünschte Verarbeitung der gesammelten Daten unter Anwendung aller bekannten Techniken oder verfügbaren Anwendungen durchgeführt werden.
Die Serviceeinrichtung 32 weist ferner einen Kommunikationsserver 45, beispielsweise einen Webserver, auf, der über eine Nachrichtenverbindung kommunikativ mit dem Kommunikationsnetz 25 verbunden ist. Ebenso wie im Fall der Nachrichtenverbindung 27 kann die Nachrichtenverbindung 29 eine festverdrahtete Verbindung, eine drahtlose Verbindung oder jede gewünschte Kombination aus festverdrahteten und/oder drahtlosen Verbindungen sein. Der Kommunikationsserver 45, welcher der Serviceeinrichtung 32 zugeordnet ist, die auf einem separaten Computer implementiert sein kann, in dem Software gespeichert ist, ermöglicht es der Serviceeinrichtung 32, über das Nachrichtennetz 25 Daten und Informationen von dem Verarbeitungsbetrieb 10 zu empfangen und an diesen zu senden. Alternativ oder zusätzlich kann die Funktionalität des Kommunikationsservers 45 innerhalb des Anwendungsservers 40 implementiert sein.
Bei laufendem Verarbeitungsbetrieb 10 analysiert die Analyseeinheit 44 die gesammelten Daten, um einen oder mehrere mit dem Verarbeitungsbetrieb zusammenhängende Zustände nach Maßgabe einer Menge von gespeicherten Regeln oder anderen Algorithmen zu detektieren. Beim Detektieren eines Zustands erzeugt die Analyseeinheit 44 eine Zustandsanzeige, die den detektierten Zustand bezeichnet. Die Zustandsanzeige kann einer von einer Vielzahl von vordefinierten Zuständen sein, die in der Analyseeinheit 44 gespeichert sind. Als Reaktion auf die Zustandsanzeige kann die Steuereinheit 46 eine ge eignete Softwareanwendung 70 automatisch implementieren, um den detektierten Zustand weiter zu analysieren und/oder den detektierten Zustand zu korrigieren. Im allgemeinen kann die Steuereinheit 46 die geeignete Softwareanwendung 70 auf der Basis des Typs des Zustands (z. B. abweichende Meßwerte, Berechnungen, Steuerschleifen usw.), der Beschaffenheit oder Identität der Ursache des Zustands (ob er z. B. seinen Ursprung in einem Steuerungs- oder Eingabefunktionsblock, einem Meßwertgeber, einem Ventil usw. hat) oder sonstigen gewünschten Kriterien automatisch implementieren.
Die Steuereinheit 46 kann die geeignete Softwareanwendung 70 lokal an der Serviceeinrichtung 32 automatisch ausführen und Parameter berechnen, um beispielsweise eine Steuerschleife feinabzustimmen oder die Feldeinrichtungen 15 bis 22 zu kalibrieren, zu konfigurieren, zu überwachen und/oder auszutesten. Beispiele von Parametern, die von der Steuereinheit 46 berechnet werden können, umfassen Feinabstimmparameter, Indizes für den Verarbeitungsbetrieb 10 oder alle sonstigen Parameter, die von den Softwareanwendungen 70 bereitgestellt werden können. Als Beispiel kann die Steuereinheit 46 Wizards bereitstellen, um Kopplungstabellenparameter, Durchflußkorrekturfaktoren usw. zu berechnen. Auf diese Weise könnte ein Anwender Daten eingeben, und Parameter könnten dann zu dem Verarbeitungsbetrieb 10 heruntergeladen werden. In jedem Fall kann die Serviceeinrichtung 32 die berechneten Parameter über den Kommunikationsserver 45 und das Kommunikationsnetz 25 an den Verarbeitungsbetrieb 10 übermitteln. Insbesondere kann die Serviceeinrichtung 32 die berechneten Parameter an einzelne intelligente Feldeinrichtungen 19 bis 22 übermitteln unter Verwendung einer Einrichtungsbeschreibung, die in ein Kommunikationsprotokoll geschrieben ist, das den intelligenten Feldeinrichtungen 19 bis 22 zugeordnet ist. Natürlich kann die Serviceeinrichtung 32 die berechneten Parameter auch an die Prozeßsteuereinheit 12 und/oder die Bedienerworkstations 13 und 14 übermitteln.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 46 die geeignete Softwareanwendung 70 zu der Prozeßsteuereinheit 12, zu Bedienerworkstations 13 und 14 und/oder einzelnen intelligenten Feldeinrichtungen 19 bis 22, die dem Verarbeitungsbetrieb 10 zugeordnet sind, automatisch herunterladen. Die Softwareanwendungen 70 können dann unter der Leitung der Steuereinheit 46 in der geeigneten Reihenfolge und zu den geeigneten Zeitpunkten implementiert werden, um die gewünschten Aktivitäten auszuführen. Außerdem kann die Steuereinheit 46 eine Webseite aktivieren, die graphische und/oder Textinformation bereitstellt wie etwa z. B. Anweisungen aus einem Bedienerhandbuch, um einen Bediener in dem Verarbeitungsbetrieb 10 anzuleiten, den detektierten Zustand manuell auszutesten und/oder zu korrigieren.
Die Datenspeichereinheit 48 kann dazu dienen, eine Langzeitspeicherung für einzelne oder mehrere der gesammelten Daten, die Zustandsanzeigen und berechnete Parameter zu organisieren und bereitzustellen. Auf diese Weise können Bediener und anderes Betriebspersonal zu jeder künftigen Zeit über das Kommunikationsnetz 25 auf die Information zurückgreifen.
Es versteht sich, daß die Steuereinheit 46 eine Vielzahl von Softwareanwendungen 70 entweder gleichzeitig oder aufeinanderfolgend automatisch implementieren kann, um den detektierten Zustand zu berichtigen. Als Beispiel kann die Steuereinheit 46 eine Einrichtungsüberwachungsanwendung automatisch implementieren auf der Basis eines detektierten Zustands, der anzeigt, daß eine weitere Analyse notwendig ist, um einen einer Feldeinrichtung zugeordneten Zustand genau festzustellen. Die Steuereinheit 46 kann ihrerseits auf der Basis der Ergebnisse der Einrichtungsüberwachungsanwendung bestimmen, daß eine bestimmte Feldeinrichtung ausgewechselt werden muß, und kann automatisch eine Arbeitsauftragserzeugungsanwendung ausführen, um ein Ersatzteil zu bestellen. Falls gewünscht, kann die Steuereinheit 46 das Ersatzteil direkt von einem Zulieferer 80 automatisch über das Internet 85 bestellen. Auf diese Weise beseitigt die abgesetzte Serviceeinrichtung 32 die Notwendigkeit, daß ein Bediener in dem Verarbeitungsbetrieb 10 diese Funktionen manuell ausführt. Alternativ kann Zugriff auf eine technische Anwendung für Einrichtungslösungen zugegriffen werden, um dem Bediener zu helfen, die richtigen Einrichtungen für die Anwendung zu wählen. Weiterhin kann die Steuereinheit 46 die Bestellung für die Einrichtungen automatisch aufgeben.
1 zeigt zwar das Nachrichtennetz 25 als ein einziges Netz wie beispielsweise das Internet oder ein anderes öffentliches Nachrichtennetz, das den Verarbeitungsbetrieb 10 mit der abgesetzten Serviceeinrichtung 32 verbindet, aber statt dessen kann eine Vielzahl von anderen Netzstrukturen oder Netzarten verwendet werden. Beispielsweise kann der Verarbeitungsbetrieb mit der Serviceeinrichtung 32 über ein Netz kommunikativ verbunden sein, das auf dem Ethernet- oder einem anderen Protokoll oder Standard basiert.
Außerdem wurde vorstehend gesagt, daß die Softwareroutinen, die den Anwendungsserver 40 bilden, auf verteilte Weise gespeichert sind und ausgeführt werden, wobei eine Vielzahl von Verarbeitungseinheiten (d. h. die Datensammeleinheit 42, die Analyseeinheit 44, die Steuereinheit 46 und die Datenspeichereinheit 48) verwendet werden, die miteinander kommunikativ verbunden sind; es versteht sich jedoch, daß die Softwareroutinen des Anwendungsservers 40 in einer einzigen Verarbeitungseinheit gespeichert und ausgeführt werden können. Ferner braucht jede von der Datensammeleinheit 42, der Analyseeinheit 44, der Steuereinheit 46 und der Datenspeichereinheit 48 nicht in einem einzigen Serverrechner an einem einzigen Ort vorgesehen zu sein. Statt dessen können eine oder mehrere der Einheiten 42, 44, 46 und 48 sich an voneinander verschiedenen geografischen Orten befinden und ausgebildet sein, um miteinander beispielsweise über das Internet zu kommunizieren. Und obwohl 1 die Vielzahl von Softwareanwendungen 70 als in einer Datenbank 43 befindlich zeigt, die von dem Anwendungsserver 40 separat und verschieden ist, ist ersichtlich, daß die Softwareanwendungen 70 statt dessen in dem Anwendungsserver 40 selber gespeichert sein und ausgeführt werden könnten.
Gemäß 2 ermöglicht die abgesetzte Serviceeinrichtung 32 einem oder mehreren unabhängig betreibbaren Verarbeitungsbetrieben 50, 52 und 54, die physisch voneinander und von der Serviceeinrichtung 32 entfernt sind, den Fernzugriff auf eine Vielzahl von Softwareanwendungen 70 über das Internet 85. Wie 2 zeigt, kann die Serviceeinrichtung 32 eine Vielzahl von Anwendungsservern 40 und eine Vielzahl von Datenbanken 43 aufweisen, die sämtlich über einen Bus 41 kommunikativ miteinander verbunden sind. Im allgemeinen kann die Vielzahl von Anwendungsservern 40 als ein Cluster oder eine Serverfarm wirken, wobei Verarbeitungs- und Kommunikationsaktivitäten über die Vielzahl von Servern 40 verteilt sind. Infolgedessen wird die Rechenkapazität erheblich gesteigert, wodurch die Gefahr einer Überlastung eines einzelnen Servers verringert wird. Wenn jedoch ein Server ausfällt, kann ein anderer Server in dem Cluster als Ersatz dienen.
Jede von den Datenbanken 43 und Anwendungsservern 40 kann sich innerhalb der Serviceeinrichtung 32 an einem einzigen Ort befinden oder alternativ an voneinander und/oder von der Serviceeinrichtung 32 verschiedenen geografischen Orten sein und ausgebildet sein, um über ein geeignetes Kommunikationsnetz zu kommunizieren. Wie 2 ebenfalls zeigt, kann jeder von den Verarbeitungsbetrieben 50, 52 und 54 jeweilige Datenereigniseinheiten 56 bis 58 aufweisen, die Prozeßsteuerungs-, -wartungs- und andere Daten sammeln. Wie oben erwähnt wurde, sind Datenereigniseinheiten auf dem Gebiet wohlbekannt und werden daher nicht im einzelnen erläutert.
Jeder von den Verarbeitungsbetrieben 50, 52 und 54 kann im Besitz verschiedener Unternehmen sein. Alternativ kann eine Vielzahl der Verarbeitungsbetriebe 50, 52 und 54 innerhalb eines einzigen Unternehmens gruppiert sein. In jedem Fall ist jeder der Verarbeitungsbetriebe 50, 52 und 54 mit dem Internet 85 über jeweilige Kommunikationsserver 51, 53 und 55 und jeweilige sichere Kommunikationsverbindungen 60, 62 und 64 kommunikativ verbunden. Auf diese Weise können einzelne Verarbeitungsbetriebe 50, 52 und 54 jeweils unabhängig mit der Serviceeinrichtung 32 über eine sichere Verbindung in Kommunikation sein. Beispielsweise kann die Serviceeinrichtung 32 Daten in einer sicheren Umgebung speichern und übertragen unter Anwendung der Industriestandard-Technologie Secure Sockets Layer (SSL), mit der eine gute Verschlüsselung möglich ist, und/oder der Zugriff auf Daten kann über paßwortgeschützte Bereiche erfolgen, die für einzelne Kunden spezifisch sind.
Die Serviceeinrichtung 32 ermöglicht es den Verarbeitungsbetrieben 50, 52 und 54, Zugriff auf eine große Zahl von Softwareanwendungen 70 zu haben, ohne daß die Softwareanwendungen 70 und die zugehörige Hardware, Software und sonstige Unterstützung für die Anwendungen 70 einzeln erworben werden müssen. Statt dessen können die Verarbeitungsbetriebe 50, 52 und 54 eine Abonnementgebühr bezahlen, um die von der abgesetzten Serviceeinrichtung 32 angebotenen Dienste zu nutzen. Falls gewünscht, kann die Serviceeinrichtung 32 verschiedene Serviceebenen verkaufen, um für einen bestimmten Betrieb verschiedene Arten oder Anzahlen von Überwachungs-, Diagnose- und Wartungsleistungen bereitzustellen. Auf diese Weise können verschiedene Betriebe unterschiedliche Ebenen von Überwachungs-, Diagnose- und Wartungsdienstleistungen auf der Basis ihres tatsächlichen Bedarfs, ihrer Größe usw. abonnieren.
Außerdem können Lieferanten 80 von Komponenten, Material oder anderen Dienstleistungen über eine Nachrichtenverbindung 66 kommunikativ mit dem Internet 85 verbunden sein. 2 zeigt zwar, daß die Serviceeinrichtung 32, die Verarbeitungsbetriebe 50, 52 und 54 und der Lieferant 80 über das Internet 85 kommunikativ verbunden sind, es ist jedoch wichtig, darauf hinzuweisen, daß jedes andere gleichartige offene Kommunikationsnetz ebenso gut verwendet werden könnte.
Im allgemeinen bietet die Serviceeinrichtung 32 einem Klienten oder Kunden wie etwa einem oder mehreren der Verarbeitungsbetriebe 50, 52 und 54 ausgelagerte oder fremdgelieferte Einrichtungs-, Schleifen- und/oder Prozeßüberwachungs-, -diagnose- und -wartungsdienstleistungen auf Abonnementbasis über das Internet 85. Daher brauchen die einzelnen Betriebe 50, 52 und 54 die Software, die Hardware, das unterstützende Personal usw., die im Zusammenhang mit den verschiedenen Überwachungs-, Diagnose- und Wartungsanwendungen stehen, nicht zu beschaffen. Auf diese Weise können die relativ hohen Kosten, die mit dem Aufbau und der Unterhaltung der Infrastruktur der Serviceeinrichtung 32 verbunden sind, unter der Vielzahl von physisch getrennten Verarbeitungsbetrieben 50, 52 und 54 und, falls gewünscht, unter einer Vielzahl von Unternehmenseinheiten, von denen jede vielleicht einen oder mehrere Verarbeitungsbetriebe 50, 52 und 54 an physisch entfernten Orten betreibt, aufgeteilt werden. Im Gegensatz zu bekannten Systemen, bei denen es erforderlich war, daß jeder Verarbeitungsbetrieb 50, 52 und 54 seine eigenen Überwachungs-, Diagnose- und Wartungsanwendungen sowie alle aktualisierten oder erweiterten Versionen der Anwendungen 70 erwarb, kann ein Verarbeitungsbetrieb in der Lage sein, den Nutzen des Zugangs zu solchen Anwendungen auf kosteneffektive Weise zu realisieren.
In der Praxis können die Betriebe 50, 52 und 54 relativ kurzzeitige, nichtausschließliche Software-Lizenzverträge mit der Serviceeinrichtung 32 abschließen. Die Serviceeinrichtung 32 kann den Umfang der Verarbeitungszeit, die Anzahl der implementierten Anwendungen 70, die Art der implementierten Anwendungen 70 oder jedes andere geeignete Maß anwenden, um die einem Kunden zu berechnenden Gebühren zu bestimmen.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Prozeßdiagnose- und -steuerungstechniken und -systemen, die typischerweise spezielle (eventuell kundenspezifische) Software und manchmal Hardware benötigen, um mit einem Betrieb zu kommunizieren, der ein urheberrechtlich geschütztes Kommunikationsprotokoll verwendet, ermöglicht es die Serviceeinrichtung 32 entfernten Anwendern oder Bedienern außerdem, Informationen und/oder Daten, die in der Datenspeichereinheit 48 gespeichert sind, zu testen, zu reparieren, darauf zuzugreifen, und zwar unter Anwendung herkömmlicher Internetbrowser-Software, die bereits auf praktisch jeder Workstation, jedem tragbaren Computer usw. ausgeführt wird.
Es versteht sich, daß der Anwendungsserver 40 und jede Komponente davon einschließlich der Datensammeleinheit 42, der Analyseeinheit 44, der Steuereinheit 46 und der Datenspeichereinheit 48 usw. in Hardware, Software, Firmware oder jeder Kombination davon implementiert sein können. In jedem Fall umfaßt die Aufzählung einer Routine, die in einem Speicher gespeichert ist und auf einem Prozessor ausgeführt wird, Hardware- und Firmwareeinrichtungen ebenso wie Softwareeinrichtungen. Beispielsweise können die hier beschriebenen Komponenten in einer Standard-Universal-CPU oder auf speziell ausgelegter Hardware oder Firmware wie etwa einer ASIC oder anderen festverdrahteten Einrichtungen implementiert sein und dennoch eine in einem Prozessor ausgeführte Routine sein. Wenn die Softwareroutine in Software implementiert ist, kann sie in jedem computerlesbaren Speicher wie etwa auf einer Magnetplatte, einer Laserplatte, einer Bildplatte, einem RAM, ROM, EEPROM, in einer Datenbank oder jedem anderen dem Fachmann bekannten Speichermedium gespeichert sein.
Die vorliegende Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf spezielle Beispiele beschrieben, diese sind jedoch nur beispielhaft und schränken die Erfindung nicht ein; für den Fachmann ist ersichtlich, daß an den angegebenen Ausführungsformen Änderungen, Hinzufügungen oder Weglassungen vorgenommen werden können, ohne daß vom Umfang der Erfindung abgewichen wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System zur Bereitstellung von abgesetzten Diagnose- und Wartungsdienstleistungen für einen Verarbeitungsbetrieb weist eine Datenbank und einen Server auf, die beide entfernt von dem Verarbeitungsbetrieb angeordnet sind. Die Datenbank weist eine Vielzahl von Anwendungen auf. Der Server weist eine Datensammeleinheit, eine Analyseeinheit und eine Steuereinheit auf. Die Datensammeleinheit sammelt dem Verarbeitungsbetrieb zugehörige Daten über eine Nachrichtenverbindung wie etwa das Internet. Die Analyseeinheit analysiert die gesammelten Daten, um einen dem Verarbeitungsbetrieb zugeordneten Zustand zu detektieren. Als Reaktion auf den detektierten Zustand implementiert die Steuereinheit automatisch eine oder mehrere der Anwendungen, indem sie automatisch eine oder mehrere der Anwendungen abgesetzt ausführt und Parameter festlegt, die an den Verarbeitungsbetrieb zu übermitteln sind, automatisch eine oder mehrere Anwendungen über das Internet zu dem Verarbeitungsbetrieb herunterlädt und/oder eine Webseite aktiviert, die Information liefert, um einen in dem Betrieb befindlichen Bediener bei der Korrektur des detektierten Zustands anzuleiten.

Claims

System zum Bereitstellen von abgesetzten Diagnose- und Wartungsdienstleistungen für einen Verarbeitungsbetrieb, wobei das System folgendes aufweist: eine Datenbank, die sich entfernt von dem Verarbeitungsbetrieb befindet, wobei die Datenbank eine Vielzahl von Anwendungen aufweist; eine Datensammeleinheit, die ausgebildet ist, um zu dem Verarbeitungsbetrieb gehörende Daten über eine Nachrichtenverbindung zu sammeln; eine Analyseeinheit, die ausgebildet ist, um die gesammelten Daten zu analysieren und einen zu dem Verarbeitungsbetrieb gehörenden Zustand zu detektieren; und eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um als Reaktion auf den detektierten Zustand wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen automatisch zu implementieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit so ausgebildet ist, daß sie als Reaktion auf den detektierten Zustand automatisch wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen ausführt und Parameter festlegt, und wobei die Steuereinheit ferner so ausgebildet ist, daß sie die festgelegten Parameter über die Nachrichtenverbindung an den Verarbeitungsbetrieb übermittelt.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit so ausgebildet ist, daß sie wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen über die Nachrichtenverbindung automatisch zu dem Verarbeitungsbetrieb herunterlädt.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit so ausgebildet ist, daß sie eine Webseite aktiviert, die Information zur Korrektur des detektierten Zustands bereitstellt.
System nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Anwendungen wenigstens eine der folgenden aufweist: eine Einrichtungskalibrieranwendung, eine Einrichtungskonfigurieranwendung, eine Auto-Feinabstimmungsanwendung, eine Prozeßüberwachungsanwendung, eine Steuerschleifenüberwachungsanwendung, eine Einrichtungsüberwachungsanwendung, eine Geräteüberwachungsanwendung, eine Indexerzeugungsanwendung und eine Arbeitsauftragserzeugungsanwendung.
System nach Anspruch 1, wobei die Analyseeinheit so ausgebildet ist, daß sie als Reaktion auf die gesammelten Daten eine Zustandsbezeichnung erzeugt, welche den dem Verarbeitungsbetrieb zugeordneten Zustand bezeichnet.
System nach Anspruch 6, das ferner eine Datenspeichereinheit aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie wenigstens eine von der Zustandsbezeichnung und/oder die gesammelten Daten speichert.
System nach Anspruch 1, wobei der Verarbeitungsbetrieb eine Vielzahl von Feldeinrichtungen aufweist und wobei die gesammelten Daten einen Alarm aufweisen, der von einer von der Vielzahl von Feldeinrichtungen erzeugt wurde.
System nach Anspruch 1, wobei die Nachrichtenverbindung ein offenes Netz ist.
System nach Anspruch 9, wobei das offene Netz das Internet ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Nachrichtenverbindung wenigstens eine festverdrahteten Nachrichtenverbindung und/oder drahtlose Nachrichtenverbindung aufweist.
System nach Anspruch 11, wobei die festverdrahtete Nachrichtenverbindung wenigstens ein Lichtwellenleiterkabel und/oder Metalldrahtkabel aufweist.
System nach Anspruch 11, wobei die drahtlose Nachrichtenverbindung wenigstens eine Satellitennachrichtenverbindung und/oder Funknachrichtenverbindung aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei der Verarbeitungsbetrieb einem ersten Geschäftsobjekt zugeordnet ist und wobei jede von der Datenbank, der Datensammeleinheit, der Analyseeinheit und der Steuereinheit einem zweiten Geschäftsobjekt zugeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei sich jede von der Datensammeleinheit, der Analyseeinheit und der Steuereinheit auf einem Server befindet. 1 G. System nach Anspruch 15, wobei sich die Datenbank auf dem Server befindet.
System nach Anspruch 15, wobei der Server und die Datenbank sich an geografisch verschiedenen Orten befinden und ausgebildet sind, um über ein Netz miteinander zu kommunizieren.
System zum Bereitstellen von Zugriff auf eine Vielzahl von Anwendungen, wobei das System folgendes aufweist: eine Serviceeinrichtung, die einem ersten Geschäftsobjekt zugeordnet ist; ein erstes Prozeßsystem, das einem zweiten Geschäftsobjekt zugeordnet und mit der Serviceeinrichtung über ein offenes Netz kommunikativ verbunden ist; ein zweites Prozeßsystem, das einem dritten Geschäftsobjekt zugeordnet und mit der Serviceeinrichtung über das offene Netz kommunikativ verbunden ist; wobei die Serviceeinrichtung folgendes aufweist: wenigstens eine Datenbank, die die Vielzahl von Anwendungen aufweist; und eine Vielzahl von Computersystemen, die mit wenigstens einer Datenbank und miteinander kommunikativ verbunden sind, wobei jedes von der Vielzahl von Computersystemen so ausgebildet ist, daß es dem ersten Prozeßsystem und dem zweiten Prozeßsystem zugeordnete Daten sammelt und in Abhängigkeit von den gesammelten Daten einen dem ersten und dem zweiten Prozeßsystem zugeordneten Zustand detektiert, und wobei jedes von der Vielzahl von Computersystemen ferner so ausgebildet ist, daß es als Reaktion auf den detektierten Zustand wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen automatisch implementiert.
System nach Anspruch 18, wobei jedes von der Vielzahl von Computersystemen so ausgebildet ist, daß es als Reaktion auf den detektierten Zustand automatisch wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen ausführt und Parameter festlegt, und wobei jedes von der Vielzahl von Computersystemen ferner so ausgebildet ist, daß es die festgelegten Parameter über das offene Netz an jedes von dem ersten und dem zweiten Prozeßsystem übermittelt.
System nach Anspruch 18, wobei jedes von der Vielzahl von Computersystemen so ausgebildet ist, daß es als Reaktion auf den detektierten Zustand automatisch wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen zu jedem von dem ersten und dem zweiten Prozeßsystem über das offene Netz herunterlädt.
System nach Anspruch 18, wobei jedes von der Vielzahl von Computersystemen so ausgebildet ist, daß es eine Webseite aktiviert, die Information zur Korrektur des detektierten Zustands bereitstellt.
System nach Anspruch 18, wobei die Serviceeinrichtung so ausgebildet ist, daß sie wenigstens eine von den gesammelten Daten und dem detektierten Zustand, die dem ersten und dem zweiten Prozeßsystem zugeordnet sind, speichert, und wobei jedes von dem zweiten Geschäftsobjekt und dem dritten Geschäftsobjekt so ausgebildet ist, daß es über eine sichere Verbindung Zugriff auf die gesammelten Daten und den detektierten Zustand hat.
System nach Anspruch 18, wobei die Vielzahl von Anwendungen wenigstens eine von den folgenden aufweist: eine Einrichtungskalibrieranwendung, eine Einrichtungskonfigurieranwendung, eine Auto-Feinabstimmungsanwendung, eine Prozeßüberwachungsanwendung, eine Steuerschleifenüberwachungsanwendung, eine Einrichtungsüberwachungsanwendung, eine Geräteüberwachungsanwendung, eine Indexerzeugungsanwendung und eine Arbeitsauftragserzeugungsanwendung.
System nach Anspruch 18, wobei sich jedes von der Vielzahl von Computersystemen an verschiedenen geografischen Orten befindet.
Verfahren zum Bereitstellen einer Vielzahl von Anwendungen für einen Verarbeitungsbetrieb, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Sammeln von dem Verarbeitungsbetrieb zugeordneten Daten; Detektieren eines dem Verarbeitungsbetrieb zugeordneten Zustands in Abhängigkeit von den gesammelten Daten; und als Reaktion auf den detektierten Zustand, automatisches Implementieren von wenigstens einer von der Vielzahl von Anwendungen an einer Serviceeinrichtung, die entfernt von dem Verarbeitungsbetrieb vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 25, das ferner den Schritt aufweist: Abrechnen mit dem Verarbeitungsbetrieb auf der Basis von wenigstens einem von einer Abonnementgebühr, einer Verarbeitungszeit, einem implementierten Anwendungstyp und einer Anzahl von implementierten Anwendungen.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des automatischen Implementierens von wenigstens einer von der Vielzahl von Anwendungen die folgenden Schritte aufweist: automatisches Ausführen von wenigstens einer von der Vielzahl von Anwendungen an der Serviceeinrichtung; Festlegen von Parametern in Abhängigkeit von dem detektierten Zustand; und Übermitteln der festgelegten Parameter an den Verarbeitungsbetrieb.
Verfahren nach Anspruch 27, das ferner den Schritt des Speicherns der festgelegten Parameter aufweist.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des automatischen Implementierens von wenigstens einer von der Vielzahl von Anwendungen den Schritt des automatischen Herunterladens von wenigstens einer von der Vielzahl von Anwendungen zu dem Verarbeitungsbetrieb aufweist.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des automatischen Implementierens von mindestens einer von der Vielzahl von Anwendungen den Schritt des Aktivierens einer Webseite aufweist, die Information zur Korrektur des detektierten Zustands bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 25, das ferner den Schritt aufweist: als Reaktion auf die gesammelten Daten, Festlegen einer Zustandsbezeichnung, die den dem Verarbeitungsbetrieb zugeordneten Zustand bezeichnet.
Verfahren nach Anspruch 31, das ferner den Schritt aufweist: Speichern von wenigstens einem von der Zustandsbezeichnung und den gesammelten Daten.
System für den Zugriff auf eine Vielzahl von Softwareanwendungen von einer Serviceeinrichtung, wobei das System folgendes aufweist: einen Prozessor, der abgesetzt von einem Verarbeitungsbetrieb vorgesehen und mit dem Verarbeitungsbetrieb über eine Nachrichtenverbindung kommunikativ verbunden ist; und eine Datenbank, die entfernt von dem Verarbeitungsbetrieb vorgesehen ist, wobei die Datenbank die Vielzahl von Anwendungen aufweist; wobei der Prozessor programmiert ist, um Daten von dem Verarbeitungsbetrieb über die Nachrichtenverbindung zu sammeln, und wobei der Prozessor ferner programmiert ist, um in Abhängigkeit von den gesammelten Daten einen dem Verarbeitungsbetrieb zugeordneten Zustand zu detektieren und als Reaktion auf den detektierten Zustand automatisch wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen zu implementieren.
System nach Anspruch 33, wobei der Verarbeitungsbetrieb eine Abonnementgebühr für den Zugang zu Dienstleistungen bezahlt, die von der Serviceeinrichtung bereitgestellt werden.
System nach Anspruch 33, wobei der Prozessor programmiert ist, um als Reaktion auf den detektierten Zustand wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen automatisch auszuführen und Parameter festzulegen, und wobei der Prozessor ferner programmiert ist, um die festgelegten Parameter über die Nachrichtenverbindung an den Verarbeitungsbetrieb zu übermitteln.
System nach Anspruch 33, wobei der Prozessor programmiert ist, um wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen über die Nachrichtenverbindung automatisch zu dem Verarbeitungsbetrieb herunterzuladen.
System nach Anspruch 33, wobei der Prozessor programmiert ist, um eine Webseite zu aktivieren, die Information zur Korrektur des detektierten Zustands bereitstellt.
Steuereinheit zum Versorgen eines Verarbeitungsbetriebs mit einer Vielzahl von Anwendungen, wobei die Steuereinheit folgendes aufweist: ein computerlesbares Medium, das sich an einem von dem Verarbeitungsbetrieb entfernten Ort befindet; eine erste Routine, die auf dem computerlesbaren Medium gespeichert und zur Ausführung durch einen Prozessor bestimmt ist, die über ein Nachrichtennetz Daten sammelt, die dem Verarbeitungsbetrieb zugeordnet sind; eine zweite Routine, die auf dem computerlesbaren Medium gespeichert und zur Ausführung durch den Prozessor bestimmt ist, welche die gesammelten Daten analysiert, um einen dem Verarbeitungsbetrieb zugeordneten Zustand zu detektieren; und eine dritte Routine, die auf dem computerlesbaren Medium gespeichert und zur Ausführung durch den Prozessor bestimmt ist, die als Reaktion auf den detektierten Zustand wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen automatisch implementiert.
Steuereinheit nach Anspruch 38, die ferner eine vierte Routine aufweist, die auf dem computerlesbaren Medium gespeichert und zur Ausführung durch den Prozessor be stimmt ist, die als Reaktion auf den detektierten Zustand automatisch mindestens eine von der Vielzahl von Anwendungen ausführt und Parameter festlegt, wobei die vierte Routine ferner dazu bestimmt ist, die festgelegten Parameter über das Nachrichtennetz an den Verarbeitungsbetrieb zu übermitteln.
Steuereinheit nach Anspruch 38, die ferner eine fünfte Routine aufweist, die auf dem computerlesbaren Medium gespeichert und zur Ausführung durch den Prozessor bestimmt ist, die wenigstens eine von der Vielzahl von Anwendungen über das Nachrichtennetz automatisch zu dem Verarbeitungsbetrieb herunterlädt.
Steuereinheit nach Anspruch 38, die ferner eine sechste Routine aufweist, die auf dem computerlesbaren Medium gespeichert und zur Ausführung durch den Prozessor bestimmt ist, die eine Webseite aktiviert, die Information zur Korrektur des detektierten Zustands bereitstellt.