DE112016004668T5 - Ermitteln von Vorrichtungssystemkennzeichnungen zur Inbetriebnahme von Teilen eines getrennten Prozessegelkreises - Google Patents

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Abstract

Eine Systemkennzeichnung, die eine Vorrichtung eines Prozessregelkreises identifiziert, wird von einer eindeutigen Kennung der Vorrichtung ermittelt/abgeleitet, während der Kreis kommunikativ von einer Back-End-Umgebung oder einem Schaltraum einer Prozessanlage getrennt ist. Die Systemkennzeichnung kann in der Vorrichtung selbst oder in einer Vertretung gespeichert sein, die im Feld der Prozessumgebung angeordnet ist (z. B. in einer anderen Komponente des Kreises). Eine oder mehrere Inbetriebnahmehandlungen, die die Vorrichtung umfassen, werden unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Vorrichtung im Feld ausgeführt und wenigstens einige der Feldinbetriebnahmehandlungen können auf der Grundlage der Ableitung der Systemkennzeichnung automatisch ausgelöst werden. Nach dem Herstellen der kommunikativen Verbindung des Kreises mit der Back-End-Umgebung der Anlage wird die Systemkennzeichnung der Vorrichtung, die dem Kreis im Feld bekannt ist, mit der Systemkennzeichnung synchronisiert, die der Back-End-Umgebung der Prozessanlage bekannt ist.

Description

  • VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der US-Anmeldung Nr. 62/240,084 dem Titel „Smart Commissioning of Process Control Plants“, eingereicht am 12. Oktober 2015, deren Offenbarung durch Bezugnahme hierin vollumfänglich aufgenommen ist.
  • Diese Anmeldung ist mit US-Anmeldung Nr. 14/605,304 mit dem Titel „Commissioning Field Devices in a Process Control System Supported by Big Data“ verwandt, eingereicht am 26. Januar 2015, und mit US-Patentanmeldung Nr. 15/291,200 , zeitgleich hiermit eingereicht und mit dem Titel „Method and System for Commissioning Process Control Hardware“ (Aktenzeichen des Bevollmächtigten 06005-593481), deren Offenbarungen durch Bezugnahme hierin vollumfänglich aufgenommen sind.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Prozessanlagen und Prozessleitsysteme und insbesondere die intelligente Inbetriebnahme von Feldvorrichtungen und Kreisen von Prozessanlagen und Prozessleitsystemen.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Verteilte Prozessleitsysteme, wie diejenigen, die in chemischen, mineralöltechnischen, industriellen oder anderen Prozessanlagen verwendet werden, um physikalische Materialien oder Produkte herzustellen, zu veredeln, umzuwandeln, zu erzeugen oder zu produzieren, enthalten üblicherweise eine oder mehrere Prozesssteuerungen, die über analoge, digitale oder eine Kombination analoger/digitaler Busse oder über eine drahtlose Kommunikationsverbindung bzw. ein Netzwerk kommunikativ mit einer oder mehreren Feldvorrichtungen gekoppelt sind. Die Feldvorrichtungen, bei denen es sich beispielsweise um Ventile, Ventilstellungsregler, Schalter und Transmitter (z. B. Temperatur-, Druck-, Füllstands- und Durchflussmengensensoren) handeln kann, befinden sich in der Prozessumgebung und führen im Allgemeinen physikalische oder Prozessleitfunktionen wie das Öffnen oder Schließen von Ventilen, das Messen von Prozess- und/oder Umgebungsparametern, wie beispielsweise Temperatur oder Druck, usw. aus, um einen oder mehrere Prozesse zu steuern, die in der Prozessanlage oder dem Prozesssystem ausgeführt werden. Intelligente Feldvorrichtungen, wie die Feldvorrichtungen, die dem hinlänglich bekannten Feldbus-Protokoll entsprechen, können zudem Steuerungsberechnungen, Alarmfunktionen und andere Steuerfunktionen ausführen, die gemeinhin in der Steuerung implementiert sind. Die Prozesssteuerungen, die sich in der Regel ebenfalls in der Anlagenumgebung befinden, empfangen Signale, die von den Feldvorrichtungen durchgeführte Messungen und/oder andere Informationen anzeigen, welche die Feldvorrichtungen betreffen, und führen eine Steuerungsanwendung aus, die beispielsweise verschiedene Steuermodule ausführt, die Prozessleitentscheidungen treffen, auf der Grundlage der empfangenen Informationen Steuersignale generieren und sich mit den Steuermodulen oder Blöcken koordinieren, die in den Feldvorrichtungen ausgeführt werden, wie beispielsweise HART®-, WirelessHART®- und FOUNDATION®-Feldbus-Feldvorrichtungen. Die Steuermodule in der Steuerung senden die Steuersignale über die Kommunikationsleitungen oder -verbindungen an die Feldvorrichtungen, um so den Betrieb von wenigstens einem Teil der Prozessanlage oder des Prozesssystems zu steuern, z. B. zum Steuern von wenigstens einem Teil von einem oder mehreren Industrieprozessen, die in der Anlage oder dem System ausgeführt werden. Zum Beispiel steuern die Steuerungen und die Feldvorrichtungen wenigstens einen Teil eines Prozesses, der von der Prozessanlage oder dem Prozesssystem gesteuert wird. E/A-Vorrichtungen, die sich ebenfalls in der Regel in der Anlagenumgebung befinden, sind in der Regel zwischen einer Steuerung und einer oder mehreren Feldvorrichtungen angeordnet und ermöglichen eine Kommunikation zwischen diesen, z. B. durch Umwandeln elektrischer Signale in digitale Werte und umgekehrt. Im vorliegenden Zusammenhang werden Feldvorrichtungen, Steuerungen und E/A-Geräte im Allgemeinen als „Prozessleitvorrichtungen“ bezeichnet und befinden sich im Allgemeinen in einer Feldumgebung eines Prozessleitsystems oder einer Prozessanlage bzw. sind in einer solchen verbaut.
  • Informationen von den Feldvorrichtungen und der Steuerung werden in der Regel über eine Datenautobahn oder ein Kommunikationsnetz für eine oder mehrere Hardwarevorrichtungen zugänglich gemacht, wie Bedienarbeitsplätze, PCs oder Rechenvorrichtungen, Datenverlaufsarchive, Berichtgeneratoren, zentralisierte Datenbanken oder andere zentralisierte verwaltende Rechenvorrichtungen, die üblicherweise in Schalträumen oder an anderen von der raueren Anlagenumgebung entfernten Orten platziert werden, z. B. in einer Back-End-Umgebung der Prozessanlage. Jede dieser Hardwarevorrichtungen ist in der Regel über die Prozessanlage oder über einen Teil der Prozessanlage zentralisiert. Diese Hardwarevorrichtungen führen Anwendungen aus, die es zum Beispiel einem Bediener ermöglichen können, Funktionen in Bezug auf die Steuerung eines Prozesses und/oder den Betrieb der Prozessanlage auszuführen, wie zum Beispiel die Änderung von Einstellungen der Prozessleitroutine, Modifizieren des Betriebs der Steuermodule in den Steuerungen oder den Feldvorrichtungen, Aufrufen des aktuellen Prozessstatus, Aufrufen von mit Feldvorrichtungen und Steuerungen generierten Alarmen, Simulieren des Prozessablaufs zum Zwecke der Schulung des Personals oder zum Testen der Prozessleitsoftware, Pflegen und Aktualisieren einer Konfigurationsdatenbank, usw. Die von den Hardwarevorrichtungen, Steuerungen und Feldvorrichtungen verwendete Datenautobahn kann einen drahtgebundenen Kommunikationspfad, einen drahtlosen Kommunikationspfad oder eine Kombination aus drahtgebundenen und drahtlosen Kommunikationspfaden umfassen.
  • Als ein Beispiel umfasst das von Emerson Process Management verkaufte DeltaV™-Steuerungssystem mehrere Anwendungen, die in verschiedenen Vorrichtungen, die sich an verschiedenen Orten innerhalb einer Prozessanlage befinden, gespeichert sind und von diesen ausgeführt werden. Durch eine Konfigurationsanwendung, die in einem oder mehreren Arbeitsplatzrechnern oder Rechenvorrichtungen in einer Back-End-Umgebung eines Prozessleitsystems oder einer Prozessanlage gespeichert ist, können Benutzer Prozesssteuermodule erstellen oder ändern und diese Prozesssteuermodule über eine Datenautobahn auf dedizierte verteilte Steuereinheiten herunterladen. Üblicherweise bestehen diese Steuermodule aus kommunikativ miteinander verbundenen Funktionsblöcken, bei denen es sich um Objekte in einem objektorientierten Programmierprotokoll handelt, die Funktionen innerhalb des Steuerungsschemas auf der Grundlage diesbezüglicher Eingaben ausführen und für andere Funktionsblöcke in dem Steuerungsschema Ausgaben bereitstellen. Durch die Konfigurationsanwendung kann ein Konstrukteur zudem in die Lage versetzt werden, Bedienschnittstellen zu erstellen oder zu verändern, die von einer Betrachtungsanwendung verwendet werden, um Daten für einen Bediener anzuzeigen und um dem Bediener das Ändern von Einstellungen wie Sollwerten in den Prozessleitroutinen zu ermöglichen. Jede dedizierte Steuerung und in einigen Fällen eine oder mehrere Feldvorrichtungen speichern eine entsprechende Steuerungsanwendung, welche die ihr zugewiesenen und darauf heruntergeladenen Steuermodule ablaufen lässt, und führen diese aus, um die tatsächliche Prozessleitfunktionalität zu implementieren. Die Betrachtungsanwendungen, die an einem oder mehreren Bedienarbeitsplätzen (oder an einer oder mehreren entfernten Rechenvorrichtungen, die kommunikativ mit den Bedienarbeitsplätzen und der Datenautobahn verbunden sind) ausgeführt werden können, empfangen über die Datenautobahn Daten von der Steuerungsanwendung und zeigen diese Daten Konstrukteuren von Prozessleitsystemen, Bedienern oder Benutzern an, welche die Benutzerschnittstellen verwenden, und können eine beliebige Anzahl verschiedener Ansichten bereitstellen, wie etwa eine Bedieneransicht, eine Ingenieursansicht, eine Technikeransicht, usw. Eine Datenverlaufsarchivierungsanwendung wird üblicherweise in einer Datenverlaufsarchivierungsvorrichtung, die einige oder alle der Daten sammelt oder speichert, die über die Datenautobahn bereitgestellt werden, gespeichert und von dieser ausgeführt, während eine Konfigurationsdatenbankanwendung in einem weiteren mit der Datenautobahn verbundenen Computer ausgeführt werden kann, um die aktuelle Konfiguration der Prozessleitroutine und damit verknüpfte Daten zu speichern. Alternativ kann sich die Konfigurationsdatenbank im gleichen Arbeitsplatzrechner befinden wie die Konfigurationsanwendung.
  • Im Allgemeinen gehört zur Inbetriebnahme einer Prozessanlage oder eines Prozesssystems, dass verschiedene Komponenten der Anlage oder des Systems zu dem Punkt gebracht werden, an dem das System oder die Anlage bestimmungsgemäß arbeiten kann. Wie allgemein bekannt, sind an bestimmten Stellen in der Feldumgebung der Anlage physikalische Prozesselemente eingebaut (wie beispielsweise Ventile, Sensoren usw., die zum Steuern eines Prozesses in einer Prozessanlage verwendet werden sollen), z. B. entsprechend Rohrleitungs- und Instrumentenfließbildern (FI-Fließbilder) und/oder anderen Plänen und „Blaupausen“ der Raumaufteilung der Anlage und/oder der Prozessauslegung. Nach dem Einbau der Prozesselemente werden zumindest einige der Prozesselemente in Betrieb genommen. Beispielsweise werden Feldvorrichtungen, Probennahmestellen und/oder andere Elemente einer Inbetriebnahme unterzogen. Bei der Inbetriebnahme handelt es sich um einen komplizierten Vorgang, zu dem in der Regel mehrere Handlungen oder Tätigkeiten gehören. Beispielsweise können zur Inbetriebnahme Handlungen oder Tätigkeiten wie etwa unter anderem das Überprüfen oder Bestätigen einer Identität einer installierten Prozessleitvorrichtung (wie beispielsweise eine Feldvorrichtung) und deren erwarteter Anschlüsse; das Ermitteln und Bereitstellen von Kennzeichnungen, mit denen die Prozessleitvorrichtung im Prozessleitsystem oder der Prozessanlage eindeutig gekennzeichnet wird; das Einstellen oder Konfigurieren von Anfangswerten für Parameter, Grenzwerte usw. für die Vorrichtung; das Überprüfen der Korrektheit des Einbaus, des Betriebs und der Verhaltensweisen der Vorrichtung unter verschiedenen Bedingungen, z. B. durch Manipulieren von den Vorrichtungen bereitgestellten Signalen und Durchführen anderer Prüfungen, und andere Inbetriebnahmehandlungen und -tätigkeiten gehören. Die Überprüfung der Vorrichtungen während der Inbetriebnahme ist aus Sicherheitsgründen wichtig, sowie zum Einhalten der behördlichen und Qualitätsanforderungen.
  • Andere Inbetriebnahmehandlungen oder -tätigkeiten werden an einem Prozessregelkreis ausgeführt, in dem die Vorrichtung enthalten ist. Zu derartigen Inbetriebnahmehandlungen oder -tätigkeiten gehören beispielsweise das Überprüfen, dass verschiedene Signale, die über die Verbindung gesendet wurden, ein erwartetes Verhalten auf beiden Seiten der Verbindung herbeiführen, Vollständigkeitsprüfungen am Prozessregelkreis, das Erzeugen von Bestands-E/A-Listen, um die tatsächlichen physikalischen Verbindungen der Vorrichtungen anzuzeigen, die in der Anlage umgesetzt sind, sowie das Aufzeichnen anderer „Bestandsdaten“, um nur einige zu nennen.
  • Für einige Inbetriebnahmeaufgaben kann ein Benutzer ein Inbetriebnahmewerkzeug (z. B. eine Handheld- oder tragbare Rechenvorrichtung) lokal an verschiedenen Zielprozessleitvorrichtungen, -komponenten und -kreisen verwenden. Einige Inbetriebnahmeaufgaben können an einer Bedienerschnittstelle des Prozessleitsystems ausgeführt werden, z. B. an einer Bedienerschnittstelle eines Bedienarbeitsplatzes, der in einer Back-End-Umgebung der Prozessanlage enthalten ist.
  • In der Regel erfordert die Inbetriebnahme einer Prozessanlage den Einbau, die Konfiguration und Verbindung von physikalischen Vorrichtungen, Anschlüssen, Kabeln usw. in der Feldumgebung der Prozessanlage. In der Back-End-Umgebung der Anlage (z. B. an den zentralisierten verwaltenden Rechenvorrichtungen, wie etwa Bedienarbeitsplätze, PCs oder Rechenvorrichtungen, zentralisierte Datenbanken, Konfigurationswerkzeuge usw., die in der Regel in Schalträumen oder an anderen von der raueren Anlagenumgebung entfernten Orten platziert werden) werden Daten, mit denen die verschiedenen Vorrichtungen, deren Konfigurationen und deren Verbindungen untereinander konkret gekennzeichnet und/oder behandelt werden, integriert, überprüft oder in Betrieb genommen und gespeichert. Als solches werden nach dem Einbau und der Konfiguration der physikalischen Hardware Kennzeichnungsinformationen, logische Anweisungen und andere Anweisungen und/oder Daten heruntergeladen oder den verschiedenen Vorrichtungen anderweitig bereitgestellt, die sich in der Feldumgebung befinden, so dass die verschiedenen Vorrichtungen mit anderen Vorrichtungen kommunizieren können.
  • Natürlich werden neben den in der Back-End-Umgebung durchgeführten Inbetriebnahmehandlungen auch Inbetriebnahmehandlungen oder -tätigkeiten mit dem Ziel durchgeführt, die Richtigkeit der Verbindungen und Vorgänge sowohl der physikalischen als auch der logischen Vorrichtungen in der Feldumgebung zu überprüfen, sowohl einzeln als auch ganzheitlich. Beispielsweise kann eine Feldvorrichtung physikalisch eingebaut und einzeln überprüft werden, z. B. Hochfahren, Herunterfahren usw. Ein Anschluss einer Feldvorrichtung kann anschließend physikalisch mit einem Inbetriebnahmewerkzeug verbunden werden, über das simulierte Signale an die Feldvorrichtung gesendet und das Reaktionsverhalten der Feldvorrichtung auf die verschiedenen simulierten Signale getestet werden können. Gleichermaßen kann eine Feldvorrichtung, deren Kommunikationsanschluss in Betrieb genommen wird, unter Umständen physikalisch an einer Klemmleiste aufgelegt sein, wobei die tatsächliche Kommunikation zwischen der Klemmleiste und der Feldvorrichtung getestet werden kann. In der Regel erfordert die Inbetriebnahme von Feldvorrichtungen und/oder anderen Komponenten in der Feldumgebung Kenntnisse der Komponentenkennzeichnungen und in manchen Fällen Kenntnisse der Verbindungen zwischen Komponenten, so dass Testsignale und Reaktionen zwischen Feldvorrichtungen und anderen Komponenten des Regelkreises kommuniziert und die sich daraus ergebenden Verhaltensweisen überprüft werden können. Bei aktuell bekannten Inbetriebnahmetechniken werden derartige Kenntnisse oder Daten im Bereich der Kennzeichnungen und der Verbindungen den Komponenten in der Feldumgebung im Allgemeinen durch die Back-End-Umgebung bereitgestellt. Beispielsweise lädt die Back-End-Umgebung Kennzeichnungen der Feldvorrichtungen, die in Steuermodulen verwendet werden, auf die Feldvorrichtungen herunter, die im laufenden Anlagenbetrieb von den Steuermodulen gesteuert werden.
  • Letztendlich wird der gesamte Regelkreis in Betrieb genommen, überprüft und/oder getestet, z. B. ein „Kreistest“, nachdem verschiedene Komponenten und Teile eines Prozessregelkreises jeweils in Betrieb genommen, überprüft oder getestet wurden. In der Regel gehört zu einem Kreistest die Prüfung des Verhaltens des Kreises als Reaktion auf verschiedene Eingaben oder Bedingungen und/oder in verschiedenen Zuständen. Ein Bediener in der Back-End-Umgebung hält Rücksprache mit einem Bediener in der Feldumgebung, um verschiedene Eingaben durchzuführen und/oder verschiedene Bedingungen und/oder Zustände im Prozessregelkreis zu erzeugen, wobei das resultierende Verhalten und/oder die resultierenden Messungen dahingehend überprüft werden, inwieweit akzeptable Zielwerte und/oder Zielbereiche eingehalten werden.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Techniken, Systeme, Geräte, Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren zur intelligenten Inbetriebnahme (auch als „intelligente Inbetriebnahme“ oder „parallele Inbetriebnahme“ bezeichnet) sind in der vorliegenden Schrift offenbart. Die Techniken, Systeme, Geräte, Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren können auf Industrieprozessleitsysteme, Industrieprozessumgebungen und/oder Industrieprozessanlagen anwendbar sein, die in der vorliegenden Schrift synonym als „Industrieleit-“, „Prozessleit-“ oder „Prozess-“systeme, -umgebungen und/oder -anlagen bezeichnet werden. In der Regel bieten derartige Systeme und Anlagen eine dezentralisierte Steuerung eines oder mehrerer Prozesse (in der vorliegenden Schrift auch als „Industrieprozesse“ bezeichnet), die der Herstellung, Verfeinerung oder Umwandlung von rohen physikalischen Materialien zum Erzeugen oder Herstellen von Produkten dienen.
  • Zur intelligenten Inbetriebnahme von Prozessleitsystemen und/oder Prozessanlagen gehören Techniken, Systeme, Geräte, Komponenten und/oder Verfahren, mit denen wenigstens einige Teile der Inbetriebnahme lokal, automatisch und/oder dezentralisiert durchgeführt werden können, so dass Vorrichtungen, Komponenten und andere Teile einer Prozessanlage teilweise oder sogar vollständig in Betrieb genommen werden können, bevor sie in die Anlage oder das System als Ganzes eingebaut oder integriert werden. Die intelligente Inbetriebnahme ermöglicht beispielsweise, dass verschiedene Teile von Prozessleitsystemen und/oder deren jeweilige Sicherheitssysteme (safety instruments system - SIS) (z. B. autarke oder integrierte Sicherheitssysteme (ICSS)) an verschiedenen geografischen Standorten hergestellt und wenigstens teilweise in Betrieb genommen werden können (z. B. an verschiedenen „Produktionsstandorten“), bevor sie am Einbauort oder am Standort der Prozessanlage zusammengebracht und eingebaut werden. In gewisser Hinsicht erlaubt die intelligente Inbetriebnahme parallele Inbetriebnahmehandlungen und -tätigkeiten.
  • Beispielsweise können durch eine intelligente Inbetriebnahme einige (wenn nicht alle) Inbetriebnahmehandlungen und/oder -tätigkeiten unabhängig voneinander (und tatsächlich parallel, wenn gewünscht) in der Feldumgebung und in der Back-End-Umgebung der Prozessanlage vorgenommen werden. Die Inbetriebnahme der in der Feldumgebung umgesetzten Entwicklung und Konstruktion richtet sich nicht mehr nach dem Voranschreiten (und der Fertigstellung) des funktionellen Aufbaus, der Konstruktion und der Inbetriebnahme, die in der Back-End-Umgebung durchgeführt und größtenteils abgeschlossen werden. Als solches kann ein erheblicher Teil der lokalen Inbetriebnahmetätigkeiten der physikalischen Komponenten der Feldumgebung unabhängig von der Inbetriebnahme der funktionellen oder logischen Komponenten der Back-End-Umgebung erfolgen, und umgekehrt. Das heißt, dass wenigstens ein Teil der Inbetriebnahmetätigkeiten und -handlungen sowohl in der Feldumgebung als auch in der Back-End-Umgebung durchgeführt werden kann, während die Feldumgebung und die Back-End-Umgebung kommunikativ nicht miteinander verbunden sind, z. B. während ein Kreis (oder ein Teil davon), der (gerade) in der Feldumgebung eingebaut wurde (wird), kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung verbunden ist. Beispielsweise kann unter Verwendung intelligenter Inbetriebnahmetechniken wenigstens ein Teil der Inbetriebnahmetätigkeiten und -handlungen in der Feldumgebung und/oder in der Back-End-Umgebung durchgeführt werden, bevor das Prozessleitsystem oder die Prozessanlage über die Zuordnung einer Feldvorrichtung zu einer bestimmten E/A-Karte und/oder einem bestimmten Kanal Kenntnis erlangt.
  • Gleichermaßen erlaubt eine intelligente Inbetriebnahme hinsichtlich Prozessregelkreisen von Prozessanlagen das Durchführen verschiedener Inbetriebnahmetätigkeiten und/oder -handlungen an verschiedenen Komponenten und Teilen des Kreises, ohne dass alle Komponenten des Kreises zuerst eingebaut und miteinander verbunden werden müssen. Dementsprechend kann wenigstens ein Teil der Inbetriebnahmetätigkeiten eines Prozessregelkreises durchgeführt werden, während verschiedene Komponenten des Prozessregelkreises nicht verbunden oder noch nicht einander, zum Kreis oder zur Back-End-Umgebung zugeordnet sind. Beispielsweise können jeweilige Inbetriebnahmetätigkeiten sowohl in der Back-End-Umgebung als auch in der Feldumgebung einer Prozessanlage initiiert und durchgeführt werden, während die beiden Umgebungen kommunikativ nicht miteinander verbunden sind. Die Feldumgebung und die Back-End-Umgebung können gleichzeitig verschiedene jeweilige Teile eines Prozessregelkreises auf deren jeweiliger Seite in Betrieb nehmen, und nach dem Verbinden der beiden Seiten gehört die Mehrheit der verbleibenden Inbetriebnahmetätigkeiten, die durchgeführt werden, zu denen, die für den Kreis insgesamt durchgeführt werden müssen.
  • Darüber hinaus erlaubt eine intelligente Inbetriebnahme, dass bestimmte Inbetriebnahmehandlungen und -tätigkeiten auf der Grundlage von bestimmten Bedingungen automatisch ausgelöst oder initiiert werden, ohne dass hierfür irgendeine Benutzereingabe erforderlich wäre. In einigen Situationen können mehrere Inbetriebnahmehandlungen und/oder -tätigkeiten automatisch ausgelöst und ausgeführt werden, ohne dass ein Benutzer angeben muss, welche Tätigkeiten als nächstes an welchen Komponenten und wie diese durchgeführt werden müssen.
  • Dementsprechend werden, da durch eine intelligente Inbetriebnahme die in der Feldumgebung der Prozessanlage durchgeführte physikalische Entwicklung und Konstruktion unabhängig vom funktionellen Aufbau und der funktionellen Konstruktion in der Back-End-Umgebung der Prozessanlage durchgeführt werden können, und da durch eine intelligente Inbetriebnahme zudem eine teilweise Inbetriebnahme von verschiedenen Teilen eines Prozessregelkreises unabhängig oder auf der Grundlage der tatsächlich eingebauten Komponenten durchgeführt werden kann, die Abhängigkeiten zwischen der Back-End- und der Feldumgebung im Hinblick auf die zeitliche Planung der Inbetriebnahme und zudem die insgesamt für die Inbetriebnahme der Prozessanlage erforderliche Zeit verringert. Dadurch optimiert eine intelligente Inbetriebnahme den Inbetriebnahmevorgang als Ganzes bei einer erheblichen Verringerung sowohl der zeitlichen als auch der personellen Ressourcen, was zu einer erheblichen Senkung der Kosten führt.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Systemprozessanlage veranschaulicht, von der wenigstens ein Teil unter Verwendung einer oder mehrerer der in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken in Betrieb genommen werden kann;
    • 2A zeigt Blockdiagramme zweier beispielhafter Kreise, die in der Prozessanlage in 1 enthalten sein können und die wenigstens teilweise unter Verwendung von intelligenten Inbetriebnahmetechniken in Betrieb genommen werden können;
    • 2B veranschaulicht eine beispielhafte Architektur einer elektronischen Klemmleiste oder Klemmvorrichtung, die in der Prozessanlage in 1 enthalten sein kann;
    • 2C zeigt Blockdiagramme zweier beispielhafter Kreise, die in der Prozessanlage in 1 enthalten sein können und die wenigstens teilweise unter Verwendung von intelligenten Inbetriebnahmetechniken in Betrieb genommen werden können;
    • 3A zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Gerätes oder einer beispielhaften Vorrichtung zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung;
    • 3B zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung;
    • 4A veranschaulicht ein beispielhaftes Vorrichtungsgehäuse oder ein beispielhaftes Platzhalterobjekt, das im Rahmen der intelligenten Inbetriebnahme verwendet werden kann;
    • 4B zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Inbetriebnahme einer Prozessanlage;
    • 5A veranschaulicht eine beispielhafte Erweiterungseinheit für eine elektronische Klemmkomponente, die im Rahmen der intelligenten Inbetriebnahme verwendet werden kann;
    • 5B zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Erzeugen von Bestandsinformationen zum Regelkreis lokal in der Feldumgebung der Prozessanlage, während ein Kreis kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung der Prozessanlage verbunden ist;
    • 5C zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Gerätes oder einer beispielhaften Vorrichtung zum Erzeugen von Bestandsinformationen zum Regelkreis;
    • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Inbetriebnahme einer Prozessanlage;
    • Die 7A-7B veranschaulichen Ansichten von Komponenten in einem Back-End-System einer Prozess- oder Industrieanlage, die ein Konfigurieren und Durchführen von Inbetriebnahmehandlungen an den Back-End-Komponenten ermöglichen, wie beispielsweise Module, Anwendungen und Schnittstellenprogramme, bevor die Feldgeräte über E/A-Netze in der Anlage angeschlossen und/oder zugeordnet werden;
    • 7C zeigt ein System und ein Verfahren zum Kommunizieren mit Vorrichtungsplatzhalterobjekten als Vertreter für die Feldumgebung beim Konfigurieren und Inbetriebnehmen von Back-End-Systemkomponenten, bevor die Feldgeräte über E/A-Netze in der Anlage angeschlossen und/oder zugeordnet werden;
    • 8 zeigt eine Anbindungsanwendung und ein Anbindungssystem, die/das im Rahmen der Inbetriebnahme einer Prozess- oder Industrieanlage verwendet wird, um Objekte im Back-End-System der Anlage über eingerichtete E/A-Netze mit den Feldgeräten in der Anlage zu verbinden;
    • 9A veranschaulicht ein Blockdiagramm, das beispielhafte Prozessregelkreise zeigt, von denen ein oder mehrere Kreise unter Anwendung der in der vorliegenden Schrift beschriebenen automatischen Kreistesttechniken getestet werden können;
    • 9B zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum automatischen Testen eines Prozessregelkreises;
    • 9C zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum automatischen Testen mehrerer Prozessregelkreise; und
    • 10 zeigt ein Diagramm, in dem traditionelle Inbetriebnahmetechniken mit wenigstens einigen der in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken verglichen werden.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Wie vorstehend erörtert, kann eine Prozessanlage, ein Prozessleitsystem oder eine Prozessleitumgebung, das/die im verbundenen Zustand einen oder mehrere Industrieprozesse in Echtzeit steuert, unter Verwendung einer/eines oder mehrerer der in der vorliegenden Schrift beschriebenen neuartigen Techniken, Systeme, Geräte, Komponenten, Vorrichtungen und/oder Verfahren zur intelligenten Inbetriebnahme in Betrieb genommen werden. Zur Prozessanlage gehören im Anschluss an die Inbetriebnahme und im verbundenen Zustand ein/e oder mehrere drahtgebundene/s oder drahtlose/s Vorrichtungen, Komponenten oder Elemente zur Prozesssteuerung, die physikalische Funktionen in Übereinstimmung mit einem Prozessleitsystem ausführen, um einen oder mehrere Prozesse zu steuern, der/die in der Prozessanlage ausgeführt wird/werden. Zur Prozessanlage und/oder zum Prozessleitsystem können beispielsweise ein oder mehrere drahtgebundene Kommunikationsnetze und/oder ein oder mehrere drahtlose Kommunikationsnetze gehören. Zusätzlich können zur Prozessanlage oder zum Prozessleitsystem zentralisierte Datenbanken gehören, wie etwa kontinuierliche, Chargen-, Asset-Management-, Archivierungs- und andere Arten von Datenbanken.
  • Zur Veranschaulichung zeigt 1 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Prozessanlage, eines beispielhaften Prozessleitsystems oder einer beispielhaften Prozessleitumgebung 5, von der wenigstens ein Teil unter Verwendung einer beliebigen oder mehrerer beliebiger der in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken in Betrieb genommen wurde. Zur Prozessanlage 5 gehören eine oder mehrere Steuerungen, die Signale empfangen, die durch die Feldvorrichtungen durchgeführte Messungen anzeigen, diese Informationen zum Umsetzen einer Steuerungsroutine verarbeiten und Steuersignale erzeugen, die über drahtgebundene oder drahtlose Prozessleitkommunikationsverbindungen oder -netzwerke an andere Feldvorrichtungen gesendet werden, um den Ablauf eines Prozesses in der Anlage 5 zu steuern. In der Regel führt wenigstens eine Feldvorrichtung eine physikalische Funktion aus (z. B. Öffnen oder Schließen eines Ventils, Erhöhen oder Absenken einer Temperatur, Durchführen einer Messung, Fühlen eines Zustands usw.), um den Ablauf eines Prozesses zu steuern. Einige Arten von Feldvorrichtungen kommunizieren mit den Steuerungen über E/A-Vorrichtungen. Prozesssteuerungen, Feldvorrichtungen und E/A-Vorrichtungen können drahtgebunden oder drahtlos und es kann eine beliebige Anzahl und Kombination von drahtgebundenen und drahtlosen Prozesssteuerungen, Feldvorrichtungen und E/A-Vorrichtungen in der Prozessanlagenumgebung oder im System 5 enthalten sein.
  • Beispielsweise veranschaulicht 1 eine Steuerung 11, die über Eingabe/Ausgabe-Karten (E/A-Karten) 26 und 28 kommunikativ mit den drahtgebundenen Feldvorrichtungen 15-22 verbunden und über ein drahtloses Gateway 35 und eine Datenautobahn oder einen Daten-Backbone der Prozesssteuerung 10 kommunikativ mit den drahtlosen Feldvorrichtungen 40-46 verbunden ist. Zur Datenautobahn der Prozesssteuerung 10 können eine oder mehrere drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikationsverbindungen gehören und die Datenautobahn der Prozesssteuerung 10 kann unter Verwendung beliebiger gewünschter oder geeigneter Kommunikationsprotokolle umgesetzt sein, wie beispielsweise ein Ethernet-Protokoll. Bei einigen Konfigurationen (nicht abgebildet) kann die Steuerung 11 unter Verwendung eines oder mehrerer Kommunikationsnetze, bei denen es sich nicht um den Backbone 10 handelt, kommunikativ mit dem drahtlosen Gateway 35 verbunden sein, wie beispielsweise durch Verwenden einer beliebigen Anzahl von anderen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsverbindungen, die ein oder mehrere Kommunikationsprotokolle unterstützen, z. B. Wi-Fi oder ein anderes mit IEEE 802.11 kompatibles WLAN-Protokoll, ein mobiles Kommunikationsprotokoll (z. B. WiMAX, LTE oder ein anderes mit ITU-R kompatibles Protokoll), Bluetooth®, HART®, WirelessHART®, Profibus, FOUNDATION® Feldbus usw.
  • Die Steuerung 11, bei der es sich beispielsweise um die von Emerson Process Management verkaufte DeltaV™-Steuerung handeln kann, kann betrieben werden, um einen Chargenprozess oder einen kontinuierlichen Prozess unter Verwendung zumindest einiger der Feldvorrichtungen 15-22 und 40-46 zu implementieren. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 11, neben der kommunikativen Verbindung mit der Datenautobahn der Prozessteuerung 10, ebenfalls mit mindestens einigen der Feldvorrichtungen 15-22 und 40-46 verbunden, und zwar unter Verwendung von beliebiger gewünschter Hardware und Software im Zusammenhang mit beispielsweise standardmäßigen 4-20-mA-Vorrichtungen, E/A-Karten 26, 28 und/oder einem beliebigen intelligenten Kommunikationsprotokoll, wie beispielsweise das FOUNDATION®-Feldbus-Protokoll, das HART®-Protokoll, das WirelessHART®-Protokoll usw. In 1 sind die Steuerung 11, die Feldvorrichtungen 15-22 und die E/A-Karten 26, 28 drahtgebundene Vorrichtungen und sind die Feldvorrichtungen 40-46 drahtlose Feldvorrichtungen. Natürlich könnten die verdrahteten Feldvorrichtungen 15-22 und die drahtlosen Feldvorrichtungen 40-46 (einem) beliebigen anderen gewünschten Standard(s) oder Protokollen entsprechen, wie etwa beliebigen drahtgebundenen oder drahtlosen Protokollen, einschließlich beliebiger in der Zukunft entwickelter Standards oder Protokolle.
  • Zur Prozesssteuerung 11 in 1 gehört ein Prozessor 30, der eine oder mehrere Prozesssteuerungsroutinen 38 (die z. B. in einem Speicher 32 gespeichert sind) implementiert oder überwacht. Der Prozessor 30 ist so konfiguriert, dass er mit den Feldvorrichtungen 15-22 und 40-46 und mit anderen Knoten kommuniziert, die kommunikativ mit der Steuerung 11 verbunden sind. Es ist anzumerken, dass zu beliebigen in der vorliegenden Schrift beschriebenen Steuerungsroutinen oder -modulen diesbezügliche Teile gehören können, die ggf. von anderen Steuerungen oder anderen Vorrichtungen implementiert oder ausgeführt werden. Gleichermaßen können die in der vorliegenden Schrift beschriebenen Steuerungsroutinen oder -module 38, die in dem Prozessleitsystem 5 implementiert werden sollen, eine beliebige Form annehmen, einschließlich Software, Firmware, Hardware usw. Steuerungsroutinen können in einem beliebigen gewünschten Softwareformat implementiert sein, wie etwa unter Verwendung von objektorientierter Programmierung, Leiterlogik, sequentiellen Funktionsplänen, Funktionsblockdiagrammen oder unter Verwendung einer anderen Sprache für die Softwareprogrammierung oder eines anderen Designparadigmas. Die Steuerungsroutinen 38 können in einer beliebigen gewünschten Form eines Speichers 32 gespeichert werden, wie etwa ein Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory - RAM) oder ein Nurlesespeicher (Read Only Memory - ROM). Gleichermaßen können die Steuerungsroutinen 38 beispielsweise in einem bzw. einer oder mehreren EPROM, EEPROM, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC) oder beliebigen anderen Hardware- oder Firmwareelementen fest kodiert sein. Demnach kann die Steuerung 11 so konfiguriert sein, dass sie eine Steuerungsstrategie oder eine Steuerungsroutine auf eine beliebige gewünschte Weise implementiert.
  • Die Steuerung 11 implementiert eine Steuerungsstrategie unter Verwendung von dem, was gemeinhin als Funktionsblöcke bezeichnet wird, wobei jeder Funktionsblock ein Objekt oder ein anderer Teil (z. B. eine Teilroutine) einer gesamten Steuerungsroutine ist und zusammen mit anderen Funktionsblöcken arbeitet (über Verbindungen, die Verknüpfungen genannt werden), um Prozessregelkreise im Prozessleitsystem 5 zu implementieren. Steuerungsbasierte Funktionsblöcke führen in der Regel eine einer Eingabefunktion, wie diejenige, die mit einem Transmitter, einem Sensor oder anderen Messvorrichtungen für Prozessparameter verknüpft ist, einer Steuerungsfunktion, wie diejenige, die mit einer Steuerungsroutine verknüpft ist, die eine PID, eine Fuzzy Logic usw. ausführt, einer Steuerung oder einer Ausgabefunktion aus, welche den Betrieb von einigen Vorrichtungen, wie einem Ventil, steuert, um im Prozessleitsystem 5 eine physikalische Funktion auszuführen. Natürlich existieren Mischformen und andere Arten von Funktionsblöcken. Funktionsblöcke können in der Steuerung 11 gespeichert und von dieser ausgeführt werden, was in der Regel der Fall ist, wenn diese Funktionsblöcke für standardmäßige 4-20-mA-Vorrichtungen und einige Arten von intelligenten Feldvorrichtungen verwendet werden oder mit diesen verknüpft sind, wie beispielsweise HART®-Vorrichtungen, oder sie können in den Feldvorrichtungen an sich gespeichert und von diesen implementiert werden, was bei FOUNDATION®-Feldbus □ Vorrichtungen der Fall sein kann. Zur Steuerung 11 können eine oder mehrere Steuerungsroutinen 38 gehören, die einen oder mehrere Regelkreise implementieren können, die durch Ausführen eines oder mehrerer der Funktionsblöcke ausgeführt werden.
  • Bei den drahtgebundenen Feldvorrichtungen 15-22 kann es sich um eine beliebige Art von Vorrichtungen handeln, wie etwa Sensoren, Ventile, Transmitter, Stellungsregler usw., während es sich bei den E/A-Karten 26 und 28 um jede Art von E/A □ Vorrichtungen handeln kann, die einem beliebigen gewünschten Kommunikations- oder Steuerungsprotokoll entsprechen. In 1 sind die Feldvorrichtungen 15-18 standardmäßige 4-20-mA-Vorrichtungen oder HART®-Vorrichtungen, die über analoge Leitungen oder eine Kombination aus analogen und digitalen Leitungen mit der E/A-Karte 26 kommunizieren, während die Feldvorrichtungen 19-22 intelligente Vorrichtungen sind, wie beispielsweise FOUNDATION®-Feldbus-Feldvorrichtungen, die unter Verwendung eines FOUNDATION®-Feldbus □ Kommunikationsprotokolls über einen digitalen Bus mit der E/A-Karte 28 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen kommunizieren jedoch wenigstens einige der drahtgebundenen Feldvorrichtungen 15, 16 und 18-21 und/oder wenigstens einige der E/A-Karten 26, 28 zusätzlich oder alternativ unter Verwendung der Datenautobahn der Prozesssteuerung 10 und/oder unter Verwendung anderer geeigneter Protokolle des Leitsystems (z. B. Profibus, DeviceNet, Foundation-Feldbus, ControlNet, Modbus, HART usw.) mit der Steuerung 11.
  • In 1 kommunizieren die drahtlosen Feldvorrichtungen 40-66 über ein drahtloses Kommunikationsnetz der Prozessteuerung 70 unter Verwendung eines drahtlosen Protokolls, wie beispielsweise das WirelessHART®-Protokoll. Derartige drahtlose Feldvorrichtungen 40-46 können direkt mit einer oder mehreren anderen Vorrichtungen oder mit einem oder mehreren anderen Knoten des drahtlosen Netzwerks 70 kommunizieren, die gleichermaßen so konfiguriert sind, dass sie drahtlos kommunizieren (beispielsweise unter Verwendung des drahtlosen Protokolls oder eines anderen drahtlosen Protokolls). Um mit einem oder mehreren anderen Knoten zu kommunizieren, die nicht so konfiguriert sind, dass sie drahtlos kommunizieren, können die drahtlosen Feldvorrichtungen 40-46 ein drahtloses Gateway 35 verwenden, das mit der Datenautobahn der Prozesssteuerung 10 oder mit einem anderen Kommunikationsnetz der Prozesssteuerung verbunden ist. Das drahtlose Gateway 35 bietet einen Zugang zu verschiedenen drahtlosen Vorrichtungen 40-58 des drahtlosen Kommunikationsnetzes 70. Insbesondere bietet das drahtlose Gateway 35 eine kommunikative Kopplung zwischen den drahtlosen Vorrichtungen 40-58, den drahtgebundenen Vorrichtungen 11-28 und/oder anderen Knoten der Prozessleitanlage 5. Beispielsweise kann das drahtlose Gateway 35 unter Verwendung der Datenautobahn der Prozesssteuerung 10 und/oder unter Verwendung eines oder mehrerer anderer Kommunikationsnetze der Prozessanlage 5 eine kommunikative Kopplung ermöglichen.
  • Ähnlich wie die drahtgebundenen Feldvorrichtungen 15-22 führen die drahtlosen Feldvorrichtungen 40-46 des drahtlosen Netzwerkes 70 in der Prozessanlage 5 physikalische Steuerungsfunktionen aus, z. B. Öffnen oder Schließen von Ventilen oder Messen von Prozessparametern. Die drahtlosen Feldvorrichtungen 40-46 sind jedoch so konfiguriert, dass sie unter Verwendung des drahtlosen Protokolls des Netzwerks 70 kommunizieren. Als solche sind die drahtlosen Feldvorrichtungen 40-46, das drahtlose Gateway 35 und andere drahtlose Knoten 52-58 des drahtlosen Netzwerkes 70 Erzeuger und Verbraucher von drahtlosen Kommunikationspaketen.
  • In einigen Konfigurationen der Prozessanlage 5 gehören nicht-drahtlose Vorrichtungen zum drahtlosen Netzwerk 70. Beispielsweise ist eine Feldvorrichtung 48 in 1 eine 4-20-mA-Altvorrichtung und ist eine Feldvorrichtung 50 eine drahtgebundene HART®-Vorrichtung. Um im Netzwerk 70 zu kommunizieren, sind die Feldvorrichtungen 48 und 50 über einen drahtlosen Adapter 52a, 52b mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz 70 verbunden. Die drahtlosen Adapter 52a, 52b unterstützen ein drahtloses Protokoll, wie etwa WirelessHART, können jedoch auch ein oder mehrere andere Kommunikationsprotokolle unterstützen, wie etwa FOUNDATION®-Feldbus, PROFIBUS, DeviceNet usw. Zudem gehören zum drahtlosen Netzwerk 70 ein oder mehrere Netzwerkzugriffspunkte 55a, 55b, bei denen es sich um getrennte physikalische Vorrichtungen in drahtgebundener Kommunikation mit dem drahtlosen Gateway 35 handeln kann oder die mit dem drahtlosen Gateway 35 als eine integrierte Vorrichtung bereitgestellt werden können. Zum drahtlosen Netzwerk 70 können zudem ein oder mehrere Router 58 gehören, die Pakete im drahtlosen Kommunikationsnetz 70 von einer drahtlosen Vorrichtung zu einer anderen drahtlosen Vorrichtung weiterleiten. In 1 kommunizieren die drahtlosen Vorrichtungen 40-46 miteinander und mit dem drahtlosen Gateway 35 über drahtlose Verbindungen 60 des drahtlosen Kommunikationsnetzes 70 und/oder über die Datenautobahn der Prozesssteuerung 10.
  • In 1 gehören zum Prozessleitsystem 5 ein oder mehrere Bedienarbeitsplätze 71, die kommunikativ mit der Datenautobahn 10 verbunden sind. Über die Bedienarbeitsplätze 71 können Bediener Laufzeitvorgänge der Prozessanlage 5 einsehen und überwachen, sowie diagnostische, Korrektur-, Wartungs- und/oder andere Maßnahmen ergreifen, die eventuell erforderlich sind. Wenigstens einige der Bedienarbeitsplätze 71 können in verschiedenen, geschützten Bereichen in oder in der Nähe der Anlage 5 angeordnet sein, und in einigen Situationen können wenigstens einige der Bedienarbeitsplätze 71 von der Anlage 5 entfernt angeordnet sein, jedoch trotzdem eine kommunikative Verbindung mit der Anlage 5 aufweisen. Bei den Bedienarbeitsplätzen 71 kann es sich um drahtgebundene oder drahtlose Rechenvorrichtungen handeln.
  • Das beispielhafte Prozessleitsystem 5 ist zudem dahingehend veranschaulicht, dass es eine Konfigurationsanwendung 72a und eine Konfigurationsdatenbank 72b umfasst, die jeweils ebenfalls kommunikativ mit der Datenautobahn 10 verbunden ist. Wie vorstehend erörtert, können verschiedene Instanzen der Konfigurationsanwendung 72a auf einer oder mehreren Rechenvorrichtungen (nicht abgebildet) laufen, damit Benutzer Prozesssteuerungsmodule erstellen oder ändern und diese Module über die Datenautobahn 10 auf die Steuerungen 11 herunterladen können, und damit Benutzer Bedienerschnittstellen erstellen oder verändern können, über die ein Bediener Daten aufrufen und Dateneinstellungen in den Prozesssteuerungsroutinen ändern kann. Die Konfigurationsdatenbank 72b speichert die erstellten (z. B. konfigurierten) Module und/oder Bedienerschnittstellen. Im Allgemeinen sind die Konfigurationsanwendung 72a und die Konfigurationsdatenbank 72b zentralisiert und verfügen über ein einheitliches logisches Auftreten gegenüber dem Prozessleitsystem 5, wenngleich mehrere Instanzen der Konfigurationsanwendung 72a gleichzeitig im Prozessleitsystem 5 laufen können und die Konfigurationsdatenbank 72b über mehrere physikalische Datenspeichervorrichtungen implementiert sein kann. Dementsprechend gehört zu der Konfigurationsanwendung 72a, der Konfigurationsdatenbank 72b und den dazugehörigen Benutzerschnittstellen (nicht abgebildet) ein Konfigurations- oder Entwicklungssystem 72 für Steuer- und/oder Anzeigemodule. In der Regel, jedoch nicht zwingend, unterscheiden sich die Benutzerschnittstellen für das Konfigurationssystem 72 von den Bedienarbeitsplätzen 71, da die Benutzerschnittstellen für das Konfigurationssystem 72 von den Konfigurations- und Entwicklungsingenieuren verwendet werden, egal ob die Anlage 5 in Echtzeit läuft oder nicht, wohingegen die Bedienarbeitsplätze 71 von Bedienern bei Echtzeitabläufen der Prozessanlage 5 verwendet werden (in der vorliegende Schrift auch synonym als „Laufzeitabläufe“ der Prozessanlage 5 bezeichnet).
  • Zum beispielhaften Prozessleitsystem 5 gehören eine Datenverlaufsarchivierungsanwendung 73a und eine Datenverlaufsarchivierungsdatenbank 73b, die jeweils ebenfalls kommunikativ mit der Datenautobahn 10 verbunden ist. Die Datenverlaufsarchivierungsanwendung 73a dient dazu, einige oder alle Daten zu erfassen, die über die Datenautobahn 10 bereitgestellt werden, und die Daten in der Datenverlaufsarchivierungsdatenbank 73b langfristig zu archivieren oder zu speichern. Ähnlich der Konfigurationsanwendung 72a und der Konfigurationsdatenbank 72b sind die Datenverlaufsarchivierungsanwendung 73a und die Datenverlaufsarchivierungsdatenbank 73b zentralisiert und verfügen über ein einheitliches logisches Auftreten gegenüber dem Prozessleitsystem 5, wenngleich mehrere Instanzen der Datenverlaufsarchivierungsanwendung 73a gleichzeitig im Prozessleitsystem 5 laufen können und die Datenverlaufsarchivierungsdatenbank 73b über mehrere physikalische Datenspeichervorrichtungen implementiert sein kann.
  • In einigen Konfigurationen gehören zum Prozessleitsystem 5 ein oder mehrere drahtlose Zugriffspunkte 74, die andere drahtlose Protokolle verwenden, wie Wi-Fi oder andere mit IEEE 802.11 kompatible WLAN-Protokolle, mobile Kommunikationsprotokolle, wie WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), LTE (Long Term Evolution) oder andere mit ITU-R (International Telecommunication Union Radiocommunication Sector) kompatible Protokolle, kurzwellige Funkkommunikationen, wie Nahfeldkommunikationen (NFC) und Bluetooth oder andere drahtlose Kommunikationsprotokolle, um mit anderen Vorrichtungen zu kommunizieren. In der Regel können Handheld- oder andere tragbare Rechenvorrichtungen (z. B. Benutzerschnittstellenvorrichtungen 75) durch derartige drahtlose Zugriffspunkte 74 über ein entsprechendes drahtloses Kommunikationsnetz der Prozesssteuerung kommunizieren, das sich von dem drahtlosen Netzwerk 70 unterscheidet und ein anderes drahtloses Protokoll unterstützt als das drahtlose Netzwerk 70. Beispielsweise kann es sich bei einer drahtlosen oder tragbaren Benutzerschnittstellenvorrichtung 75 um einen mobilen Arbeitsplatzrechner oder ein Diagnosegerät handeln, der/das durch einen Bediener in der Prozessanlage 5 verwendet wird (z. B. eine Instanz eines der Bedienarbeitsplätze 71). In einigen Szenarien kommunizieren neben tragbaren Rechenvorrichtungen zudem eine oder mehrere Prozesssteuerungsvorrichtungen (z. B. Steuerung 11, Feldvorrichtungen 15-22 oder drahtlose Vorrichtungen 35, 40-58) unter Verwendung des drahtlosen Protokolls, das von den Zugriffspunkten 74 unterstützt wird.
  • In einigen Konfigurationen gehören zum Prozessleitsystem 5 ein oder mehrere Gateways 76, 78 zu Systemen, die sich nicht im unmittelbaren Prozessleitsystem 5 befinden. Üblicherweise sind solche Systeme Abnehmer oder Lieferanten von Informationen, die von dem Prozesssteuerungssystem 5 generiert werden oder mit denen es arbeitet. Beispielsweise kann zur Prozessleitanlage 5 ein Gateway-Knoten 76 gehören, um eine kommunikative Verbindung der unmittelbaren Prozessanlage 5 mit einer anderen Prozessanlage herzustellen. Zusätzlich oder alternativ kann zur Prozessleitanlage 5 ein Gateway-Knoten 78 gehören, um eine kommunikative Verbindung zwischen der unmittelbaren Prozessanlage 5 und einem externen öffentlichen oder privaten System herzustellen, wie beispielsweise ein Laborsystem (z. B. Labor-Informations- und Managementsystem oder LIMS), eine Prüf- und Wartungsrundenlogbuch-Datenbank, ein Materialtransportsystem, ein Wartungsmanagementsystem, ein Produktbestandssteuerungssystem, ein Produktionszeitplansystem, ein Wetterdatensystem, ein Transport- und Umschlagsystem, ein Verpackungssystem, das Internet, das Prozessleitsystem eines anderen Anbieters oder andere externe Systeme.
  • Obwohl 1 lediglich eine einzelne Steuerung 11 mit einer begrenzten Anzahl an Feldvorrichtungen 15-22 und 40-46 drahtlosen Gateways 35, drahtlosen Adaptern 52, Zugangspunkten 55, Routern 58 und drahtlosen Kommunikationsnetzen der Prozesssteuerung 70, die zur beispielhaften Prozessanlage 5 gehören, veranschaulicht, wird angemerkt, dass es sich hierbei lediglich um eine veranschaulichende und nicht einschränkende Ausführungsform handelt. Zur Prozessleitanlage bzw. zum Prozessleitsystem 5 können eine beliebige Anzahl an Steuerungen 11 gehören und jede der Steuerungen 11 kann mit einer beliebigen Anzahl an drahtgebundenen oder drahtlosen Vorrichtungen und Netzwerken 15-22, 40-46, 35, 52, 55, 58 und 70 kommunizieren, um einen Prozess in der Anlage 5 zu steuern.
  • Zudem wird angemerkt, dass zur Prozessanlage oder zum Prozessleitsystem 5 in 1 eine Feldumgebung 122 (z. B. „das Prozessanlagengeschoss 122“) und eine Back-End-Umgebung 125 gehören, die über die Datenautobahn 10 kommunikativ miteinander verbunden sind. Wie in 1 gezeigt, gehören zur Feldumgebung 122 physikalische Komponenten (z. B. Prozesssteuerungsvorrichtungen, Netzwerke, Netzwerkelemente usw.), die darin angeordnet, eingebaut und miteinander verbunden sind, um den Prozess während der Laufzeit zu steuern. Beispielsweise befinden sich die Steuerung 11, die E/A-Karten 26, 28, die Feldvorrichtungen 15-22 und andere Vorrichtungen und Netzwerkkomponenten 40-46, 35, 52, 55, 58 und 70 in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5, sind darin positioniert oder anderweitig enthalten. Allgemein ausgedrückt werden in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 Rohstoffe unter Verwendung der darin angeordneten physikalischen Komponenten angenommen und verarbeitet, um ein oder mehrere Produkte herzustellen.
  • Zur Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 gehören verschiedene Komponenten, wie beispielsweise Rechenvorrichtungen, Bedienarbeitsplätze, Datenbanken usw., die vor den rauen Bedingungen und Materialien der Feldumgebung 122 abgeschirmt und/oder geschützt sind. Unter Bezugnahme auf 1 gehören zur Back-End-Umgebung 125 beispielsweise die Bedienarbeitsplätze 71, die Konfigurations- oder Entwicklungssysteme 72 für Steuermodule und andere ausführbare Module, Datenverlaufsarchivierungssysteme 73 und/oder andere zentralisierte verwaltende Systeme, Rechenvorrichtungen und/oder Funktionen, die die Laufzeitabläufe der Prozessanlage 5 unterstützen. In einigen Konfigurationen können zur Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 gehörende verschiedene Rechenvorrichtungen, Datenbanken und andere Komponenten und Geräte physikalisch an verschiedenen physikalischen Standorten angeordnet sein, von denen sich einige in der Nähe der Prozessanlage 5 befinden und einige von der Prozessanlage 5 entfernt angeordnet sind.
  • 2A zeigt ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Architektur eines beispielhaften Prozessregelkreises 100a zeigt, zu dem eine intelligente Feldvorrichtung 102a gehört und der unter Verwendung einer beliebigen oder mehrerer beliebiger der in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken in Betrieb genommen werden kann. Im Allgemeinen sind „intelligente“ Feldvorrichtungen in diesem Zusammenhang Feldvorrichtungen, in denen ein oder mehrere Prozessoren und ein oder mehrere Speicher eingebaut sind. Auf der anderen Seite enthalten in diesem Zusammenhang „dumme“ oder „alte“ Feldvorrichtungen keine(n) eingebauten Prozessor und/oder Speicher.
  • Der Kreis 100a kann in eine Prozessanlage integriert oder eingebaut sein und im Rahmen der Steuerung eines Prozesses darin während Laufzeitabläufen der Prozessanlage verwendet werden. Beispielsweise kann der Kreis 100a in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 eingebaut oder angeordnet sein.
  • Im beispielhaften Prozessregelkreis 100a, der in 2A dargestellt ist, ist eine intelligente Feldvorrichtung 102a kommunikativ (z. B. drahtgebunden oder drahtlos) mit einer elektronischen Klemmvorrichtung oder -komponente 110a verbunden (z. B. ein CHARacterization-Modul oder CHARM, bereitgestellt durch Emerson Process Management). Die elektronische Klemmkomponente 110a ist kommunikativ mit einer E/A-Klemmleiste 105a verbunden 112a, die wiederum kommunikativ mit einer E/A-Karte 108a verbunden ist. Die E/A-Karte 108a ist kommunikativ mit einer Steuerung 120a verbunden 118a, die wiederum kommunikativ mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden 121a ist. Bei laufendem Betrieb der Prozessanlage 5 empfängt die Prozesssteuerung 120a digitale Werte der durch die intelligente Feldvorrichtung 102a erzeugten Signale und verwendet die empfangenen Werte zum Steuern eines Prozesses in der Anlage 5 und/oder sendet Signale, mit denen der Betrieb der Feldvorrichtung 102a geändert wird. Zusätzlich kann die Steuerung 120a über die kommunikative Verbindung 121a Informationen an die Back-End-Umgebung 125 senden und von dieser empfangen.
  • In 2A sind die elektronische Klemmkomponente 110a, die E/A-Klemmleiste 105a und die E/A-Karte 108a so dargestellt, dass sie sich zusammen in einem Schrank oder Gehäuse 115a befinden (wie beispielsweise ein E/A-Schrank), durch den die elektronische Klemmkomponente 110a, die E/A-Klemmleiste 105a und die E/A-Karte 108a und/oder andere Komponenten, die sich im Schrank 115a befinden, über einen Bus, eine Rückwand oder einen anderen geeigneten Verbindungsmechanismus miteinander verbunden werden. Natürlich ist das in 2A dargestellte Gehäuse des CHARMs 110a, der E/A-Klemmleiste 105a und der E/A-Karte 108a im Schrank 115a lediglich eine von vielen möglichen Gehäusekonfigurationen.
  • Unter besonderer Bezugnahme auf die elektronische Klemmkomponente 110a veranschaulicht 2B eine Profilansicht einer beispielhaften elektronischen Klemmleiste oder -vorrichtung 140, die die elektronische Klemmkomponente 110a in 2A unterstützt und demnach nachstehend unter gleichzeitiger Bezugnahme auf 2A erörtert wird. In 2B gehört zur Klemmleiste oder -vorrichtung 140 ein CHARM-Träger 142, der eine oder mehrere CHARM-E/A-Karten (CIOC) 145 unterstützt, mit denen die Prozesssteuerung 120a verbunden sein kann (z. B. über die in 2A gezeigte drahtgebundene oder drahtlose Verbindung 118a). Zusätzlich gehören zur elektronischen Klemmleiste oder -vorrichtung 140 eine oder mehrere CHARM-Grundplatten 148, die eine kommunikative Verbindung zum CHARM-Träger 142 (und dementsprechend zu den CHARM-E/A-Karten 145) aufweisen und eine Vielzahl von einzeln konfigurierbaren Kanälen unterstützen. Jeder Kanal entspricht einer fest zugeordneten CHARM-Klemmleiste 150, über die das CHARM 110a sicher aufgenommen und elektronisch angeschlossen werden kann, wodurch die elektronische Feldvorrichtung 102a und die E/A-Karte 108a mit der Steuerung 120a elektronisch angeordnet werden. Beispielsweise handelt es sich bei der E/A-Klemmleiste 105a um die CHARM-Klemmleiste 150, über die das CHARM 110a aufgenommen wird, und handelt es sich bei der E/A-Karte 108a um die CIOC 145, die der CHARM-Klemmleiste 150 entspricht und mit der die Steuerung 120a verbunden 118a ist. 2B zeigt zudem andere CHARM 152, die durch deren jeweilige CHARM-Klemmleisten 150 aufgenommen wurden und an andere entsprechende Vorrichtungen in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 (nicht abgebildet) angeschlossen sein können.
  • Erneut Bezug nehmend auf 2A enthält 2A zudem ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Architektur eines beispielhaften Prozessregelkreises 100b zeigt, in dem eine intelligente Feldvorrichtung 102b enthalten ist, wobei der Kreis 100b im Gegensatz zu Kreis 100a keinerlei elektronische Klemmkomponenten enthält und vielmehr Altklemmtechniken verwendet, wie beispielsweise direktes Auflegen. Insbesondere ist die intelligente Feldvorrichtung 102b kommunikativ (z. B. drahtgebunden oder drahtlos) mit einer E/A-Klemmleiste 105b verbunden, die wiederum mit einer E/A-Karte 108b verbunden ist, die eine besondere, direkt aufgelegte Verbindung 118b zur Prozesssteuerung 120b besitzt. Die E/A-Klemmleiste 105b, die E/A-Karte 108b und/oder andere Komponenten sind beispielsweise in einem E/A-Schaltschrank 115b aufbewahrt oder enthalten und die Verbindung 118b ist über einen Bus, eine Rückwand oder einen anderen geeigneten Verbindungsmechanismus hergestellt (nicht in 2A dargestellt). Auf diese Weise kann der Kreis 100b in die Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 eingebaut oder darin angeordnet und kommunikativ mit der Back-End-Umgebung 125 verbunden 121b werden, z. B. über die Steuerung 120b. Bei laufendem Betrieb der Prozessanlage 5, da die E/A-Karte 108b kommunikativ mit einer Prozesssteuerung 120b verbunden 118b ist, empfängt die Prozesssteuerung 120b digitale Werte der durch die intelligente Feldvorrichtung 102b erzeugten Signale und verwendet die empfangenen Werte zum Steuern eines Prozesses in der Anlage 5 und/oder sendet Signale, mit denen der Betrieb der Feldvorrichtung 102b geändert wird. Zusätzlich kann die Steuerung 120b über die kommunikative Verbindung 121b Informationen an die Back-End-Umgebung 125 senden und von dieser empfangen.
  • 2C ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Architektur eines Prozessregelkreises 100c darstellt, zu der eine alte Feldvorrichtung 102c gehört. Wie die beispielhaften Prozessregelkreise 100a und 100b kann der Prozessregelkreis 100c unter Verwendung einer oder mehrerer beliebiger der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Inbetriebnahmetechniken in Betrieb genommen werden. Zusätzlich ist die alte Feldvorrichtung 102c, wie vorstehend erörtert, durch einen kleinen lokalen Speicher und/oder minimale Verarbeitungsfähigkeiten ausgezeichnet, sofern diese überhaupt vorhanden sind. Der Kreis 100c kann in eine Prozessanlage integriert oder eingebaut sein, wie beispielsweise die Prozessanlage 5 in 1, und im Rahmen der Steuerung eines Prozesses darin während Laufzeitabläufen der Prozessanlage 5 verwendet werden. Beispielsweise kann der Kreis 100c in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 eingebaut oder angeordnet sein.
  • In 2C ist die Altvorrichtung 102c kommunikativ (z. B. drahtgebunden oder drahtlos) mit einer elektronischen Klemmvorrichtung oder -komponente 110c verbunden (z. B. ein CHARM). Die elektronische Klemmkomponente 110c ist kommunikativ mit einer E/A-Klemmleiste 105c verbunden 112c, die wiederum kommunikativ mit einer E/A-Karte 108c verbunden ist. Die E/A-Karte 108c ist kommunikativ mit einer Steuerung 120c verbunden 118c, die wiederum kommunikativ mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden 121c ist. Als solche kann es sich bei der E/A-Klemmleiste 105c um eine CHARM-Klemmleiste (z. B. eine der in 2B dargestellten CHARM-Klemmleisten 150) und kann es sich bei der E/A-Karte 108c um eine CIOC handeln (z. B. eine der in 2B dargestellten CIOC 145).
  • In 2C sind die elektronische Klemmkomponente 110c, die E/A-Klemmleiste 105c und die E/A-Karte 108c so dargestellt, dass sie sich in einem Schrank oder Gehäuse 115c befinden (wie beispielsweise ein E/A-Schrank), durch den die elektronische Klemmkomponente 110c, die E/A-Klemmleiste 105c und die E/A-Karte 108c und/oder andere Komponenten, die sich im Schrank 115c befinden, über einen Bus, eine Rückwand oder einen anderen geeigneten Verbindungsmechanismus miteinander verbunden werden. Als solches empfängt die Steuerung 120c bei laufendem Betrieb der Prozessanlage 5 Werte der durch die alte Feldvorrichtung 102c erzeugten Signale und verwendet die empfangenen Werte zum Steuern eines Prozesses in der Anlage 5 und/oder sendet Signale, mit denen der Betrieb der Feldvorrichtung 102c geändert wird. Zusätzlich ist die Steuerung 120c kommunikativ mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden 121c, z. B. über die Datenautobahn 10.
  • 2C enthält zudem ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Architektur eines beispielhaften Prozessregelkreises 100d zeigt, in dem eine alte Feldvorrichtung 102d enthalten ist, wobei der Kreis 100d im Gegensatz zu Kreis 100c keinerlei elektronische Klemmkomponente enthält und vielmehr Altklemmtechniken verwendet, wie beispielsweise direktes Auflegen. In 2C ist die alte Feldvorrichtung 102d kommunikativ (z. B. drahtgebunden oder drahtlos) mit einer E/A-Klemmleiste 105d verbunden, die wiederum mit einer E/A-Karte 108d verbunden ist, die eine besondere, direkt aufgelegte Verbindung 118d zu einer Prozesssteuerung 120d besitzt, und die Steuerung 120d ist kommunikativ mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden 121d, z. B. über die Datenautobahn 10. Die E/A-Klemmleiste 105d, die E/A-Karte 108d und/oder andere Komponenten sind in einem E/A-Schrank 115d aufbewahrt oder enthalten, wie in der in 2C veranschaulichten beispielhaften Anordnung gezeigt. Da die E/A-Karte 108c kommunikativ mit einer Prozesssteuerung 120c verbunden ist, empfängt die Prozesssteuerung 120c bei laufendem Betrieb der Prozessanlage 5 Werte der durch die alte Feldvorrichtung 102d erzeugten Signale und verwendet die empfangenen Werte zum Steuern eines Prozesses in der Anlage 5 und/oder sendet Signale, mit denen der Betrieb der Feldvorrichtung 102d geändert wird. Zusätzlich ist die Steuerung 120d kommunikativ mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden 121d, z. B. über die Datenautobahn 10.
  • Die 2A und 2C veranschaulichen zudem jeweils eine zentralisierte Datenbank oder einen zentralisierten Datenspeicher 128, der sich in der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 befindet und zu Inbetriebnahmezwecken verwendet wird. Die zentralisierte Datenbank 128 speichert unter anderem Daten und andere Informationen, die die verschiedenen Vorrichtungen oder Komponenten und deren Verbindungen miteinander konkret kennzeichnen und/oder ansprechen, die zur Implementierung in der Prozessanlage oder der Feldumgebung 122 geplant sind bzw. die dort implementiert werden sollen. Einige dieser Inbetriebnahmedaten können Komponenten in der Feldumgebung 122 für eine Verwendung bei der Inbetriebnahme von darin enthaltenen Vorrichtungen und Kreisen bereitgestellt werden und einige dieser Daten können in der Back-End-Umgebung 125, beispielsweise zum Konzipieren, Entwickeln und Herstellen von Steuermodulen und/oder Bedienerschnittstellenmodulen verwendet werden, die in Verbindung mit der Feldumgebung 122 bei laufendem Betrieb der Prozessanlage 5 funktionieren. In einem Beispiel wird ein freigegebenes Steuermodul auf eine Prozesssteuerung 120 heruntergeladen, so dass bei Ausführung im laufenden Betrieb die Prozesssteuerung 120 entsprechend ihres enthaltenen Steuermoduls verschiedene Signale an andere Komponenten in ihrem Kreis 100 sendet und von diesen empfängt (und in einigen Fällen an und von anderen Prozesssteuerungen), wodurch sie wenigstens einen Teil des Prozesses in der Prozessanlage 5 steuert.
  • Dementsprechend müssen Daten, die in der Back-End-Umgebung 125 und in der Feldumgebung 122 bekannt sind und verwendet werden, synchronisiert und kohärent sein. Beispielsweise ist in der Prozessanlage 5 eine Feldvorrichtung 102 durch dieselbe, besondere Vorrichtungskennzeichnung (z. B. die Kennzeichnungen ST-A, ST-B, ST-C und ST-D, wie in den 2A und 2C veranschaulicht) sowohl in der Feldumgebung 122 als auch in der Back-End-Umgebung 125 eindeutig gekennzeichnet. Gleichermaßen ist ein von der Feldvorrichtung 102 erzeugtes oder empfangenes Signal durch dieselbe, besondere Vorrichtungssignalkennzeichnung (nicht abgebildet) sowohl in der Feldumgebung 122 als auch in der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 eindeutig gekennzeichnet. Darüber hinaus müssen die gewünschten oder geplanten Verbindungen von verschiedenen Komponenten, die in einem Prozessregelkreis 100 enthalten sind, zwischen der Feldumgebung 122 und der Back-End-Umgebung 125 synchronisiert und kohärent sein. Beispielsweise speichert die Datenbank 128 in der Back-End-Umgebung 125 Informationen, die anzeigen, dass die durch die Vorrichtungskennzeichnung ST gekennzeichnete Feldvorrichtung 102 dahingehend zugeordnet ist, dass sie mit einer bestimmten E/A-Karte 108 und/oder einer bestimmten Klemmleiste oder einem bestimmten Klemmkanal 105 kommuniziert, dass die bestimmte E/A-Karte 108 dahingehend zugeordnet ist, dass sie mit einer bestimmten Steuerung 120 kommuniziert und dergleichen. Dieser Satz von Verbindungen und Querverbindungen, die in der Back-End-Umgebung 125 logisch bekannt sind, sollte physikalisch in der Feldumgebung 122 implementiert werden. Dementsprechend werden bei der Inbetriebnahme der Prozessanlage nicht nur die physikalischen Abläufe verschiedener Vorrichtungen, Komponenten und Verbindungen in der Feldumgebung 122 getestet und überprüft, sondern die Namensgebung, die Verbindungen, die Querverbindungen und andere Inbetriebnahmedaten ebenfalls auf Konsistenz und Kohärenz zwischen der Feldumgebung 122 und der Back-End-Umgebung 125 überprüft.
  • Wie vorstehend erörtert, erfordern traditionelle Inbetriebnahmetechniken, dass die Namen und Kennungen verschiedener Komponenten, die sich in der Feldumgebung 122 befinden, sowie deren Verbindungen und Querverbindungen mit anderen Komponenten, die in der Back-End-Umgebung 125 zu definieren sind, bevor die Inbetriebnahme in der Feldumgebung 122 in signifikantem Umfang gestartet werden kann, Das heißt, dass bei traditionellen Inbetriebnahmetechniken die Namen, Verbindungen und Querverbindungen verschiedener Feldkomponenten zuerst in der Back-End-Umgebung 125 konfiguriert oder definiert und anschließend über eingerichtete Kommunikationspfade im Prozessleitsystem 5 auf die Feldumgebung 122 heruntergeladen oder anderweitig an diese übertragen werden müssen, damit derartige Inbetriebnahmedaten in der Feldumgebung 122 für eine Inbetriebnahme von Komponenten in der Feldumgebung 122 verwendet werden können. Beispielsweise werden Inbetriebnahmedaten (einschließlich Konfigurationen und Definitionen) bei Verwendung traditioneller Inbetriebnahmetechniken in der Regel über die Datenautobahn 10 von der Back-End-Umgebung 125 an eine Steuerung 120 und E/A-Vorrichtungen 108 und in einigen Fällen an Feldvorrichtungen 102 in der Feldumgebung 122 übertragen, so dass die Inbetriebnahmedaten für die Durchführung einer oder mehrerer Inbetriebnahmehandlungen oder -tätigkeiten in der Feldumgebung 122 zur Verfügung stehen.
  • Andererseits erfordert die intelligente Inbetriebnahme von Prozessleitsystemen und/oder Prozessanlagen nicht, dass Konfiguration und Definition größtenteils in der Back-End-Umgebung 125 abgeschlossen werden, bevor Inbetriebnahmetätigkeiten in der Feldumgebung 122 aufgenommen werden. Anstelle dessen können durch die in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken die physikalische Auslegung, der Einbau, die Konstruktion und die Inbetriebnahme in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 unabhängig vom Voranschreiten der funktionellen/logischen Auslegung und Konstruktion initiiert und durchgeführt werden, die in der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage durchgeführt werden. Beispielsweise können verschiedene Inbetriebnahmehandlungen oder -tätigkeiten in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 durchgeführt werden, bevor die Feldumgebung 122 kommunikativ mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden wird, z. B. während die Feldumgebung 122 und die Back-End-Umgebung 125 kommunikativ voneinander getrennt sind, und/oder ein Kreis 100 (oder ein Teil davon), der in der Feldumgebung 122 eingebaut wurde, kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung 125 verbunden ist. Beispielsweise kann wenigstens ein Teil der Inbetriebnahmetätigkeiten und -handlungen in der Feldumgebung 122 durchgeführt werden, bevor das Prozessleitsystem oder die Prozessanlage 5 über die Zuordnung einer Feldvorrichtung 102 zu einer bestimmten E/A-Karte 108 und/oder einem bestimmten E/A-Kanal Kenntnis erlangt. Zusätzlich oder alternativ, können verschiedene Inbetriebnahmetätigkeiten oder -handlungen an verschiedenen Komponenten des Prozessregelkreises 100 durchgeführt werden, während die verschiedenen Komponenten von anderen Komponenten des Prozessregelkreises 100 getrennt sind und/oder während verschiedenen Komponenten anderen Komponenten des Kreises 100 noch nicht zugeordnet sind. Dementsprechend können durch die intelligente Inbetriebnahme wenigstens einige Teile der Inbetriebnahme lokal, automatisch, dezentralisiert und/oder parallel zueinander durchgeführt werden, so dass Vorrichtungen, Komponenten und andere Teile einer Prozessanlage 5 teilweise oder gar vollständig in Betrieb genommen werden können, bevor sie in die Anlage oder das System 5 als Ganzes eingebaut oder integriert werden, wodurch sich der für die Inbetriebnahme der Prozessanlage erforderliche Zeit- und Personalaufwand und die damit verbundenen Kosten signifikant verringern, verglichen mit traditionellen Inbetriebnahmetechniken.
  • Nachstehend folgen Beschreibungen verschiedener Aspekte, Geräte, Systeme, Komponenten, Vorrichtungen, Verfahren und Techniken zur intelligenten Inbetriebnahme einer Prozessanlage oder eines Prozessleitsystems 5. Die intelligenten Inbetriebnahmetechniken werden nachstehend bei gleichzeitiger Bezugnahme auf die 1, 2A, 2B und 2C beschrieben, wobei dies jedoch der Vereinfachung der Lektüre dient und nicht einschränkend ausgelegt werden soll. Allerdings sind, wie ein Fachmann erkennen wird, wenigstens einige der in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken in Szenarien auf autarke Vorrichtungen und/oder auf Teile von Prozessanlagen anwendbar, in denen derartige Teile nicht in Betrieb genommen werden.
  • Logische Kennungen
  • Ein wichtiger Aspekt der intelligenten Inbetriebnahme ist die unabhängige Verfügbarkeit logischer Kennungen von Komponenten in der Feldumgebung für eine Verwendung während der Inbetriebnahme. Beispiele für derartige logische Kennungen sind unter anderem Vorrichtungskennzeichnungen (Device Tags - DT), von denen jede ein bestimmtes Instrument, eine bestimmte Steuerung, ein bestimmtes Ventil oder eine andere physikalische Feldvorrichtung darstellt, und Vorrichtungssignalkennzeichnungen (Device Signal Tags - DST), von denen jede ein bestimmtes Signal darstellt, das durch eine bestimmte Vorrichtung empfangen oder erzeugt wird und das in der Regel einem bestimmten Parameter entspricht, der durch die Feldvorrichtung verwendet wird. Bei einigen Vorrichtungen gehört zur Vorrichtungssignalkennzeichnung eine Kombination aus der Vorrichtungskennzeichnung der Vorrichtung und einer Kennung eines bestimmten Signals, das durch diese Vorrichtung empfangen oder erzeugt wurde, z. B. eine Kennung eines bestimmten Parameters, auf den durch ein Steuermodul verwiesen wird. Bei einigen Vorrichtungen, in der Regel alte oder dumme Vorrichtungen, steht eine Vorrichtungskennzeichnung sowohl für die physikalische Vorrichtung als auch für ein durch die Vorrichtung erzeugtes Signal. Allgemein ausgedrückt wird eine logische Kennung einer Vorrichtung von der Prozessanlage 5 sowohl in der Feldumgebung 122 als auch in der Back-End-Umgebung 125 verwendet, um die Vorrichtung eindeutig zu kennzeichnen.
  • Jedenfalls war es, wie vorstehend erörtert, bei traditionellen Inbetriebnahmeverfahren erforderlich, dass derartige logische Kennungen von Vorrichtungen und Signalen zuerst in der Back-End-Umgebung 125 einer Prozessanlage definiert werden, z. B. während der funktionellen Auslegungs- und Konstruktionsphasen, und anschließend der Feldumgebung 122 für eine Verwendung im Rahmen der Inbetriebnahme darin angeordneter physikalischer Vorrichtungen und Geräte zur Verfügung gestellt werden. Im Rahmen der intelligenten Inbetriebnahme werden derartige logische Kennungen jedoch unabhängig und asynchron in der Feldumgebung 122 und in der Back-End-Umgebung 125 abgeleitet und/oder abgerufen, so dass die logischen Kennungen ohne Weiteres in der jeweiligen lokalen Umgebung 122,125 für eine Verwendung bei lokalen Inbetriebnahmetätigkeiten und -handlungen zur Verfügung stehen, z. B. nach Bedarf. Bezeichnenderweise stehen logische Kennungen wesentlich früher im Inbetriebnahmeverfahren für eine Verwendung in der Feldumgebung 122 zur Verfügung, wodurch Initiierung und Voranschreiten von Inbetriebnahmetätigkeiten in der Feldumgebung 122 eine geringere Abhängigkeit vom Voranschreiten von Inbetriebnahmetätigkeiten in der Back-End-Umgebung 125 aufweisen.
  • Im Allgemeinen wird eine logische Kennung, die für eine bestimmte Vorrichtung 102 steht, unabhängig und lokal in der Feldumgebung 122 abgeleitet, indem die logische Kennung jeweils von einer physikalischen Kennung oder einer anderen Ausgangskennung der Vorrichtung 102 abgeleitet wird, die der Feldumgebung 122 lokal zur Verfügung steht. Gleichermaßen, jedoch getrennt davon, wird in der Back-End-Umgebung 125 die logische Kennung, die für die bestimmte Vorrichtung 102 steht, unabhängig und lokal aus einer Ausgangskennung der Vorrichtung 102 abgeleitet, die der Back-End-Umgebung 125 lokal zur Verfügung steht. In einem Beispiel wird die logische Kennung einer Vorrichtung 102 von einer Ausgangskennung abgeleitet, bei der es sich um eine eindeutige Kennung der physikalischen Vorrichtung 102 handelt. Allgemein ausgedrückt werden die physikalische oder andere Kennung der Vorrichtung 102, die lokal verfügbar ist, in der vorliegenden Schrift als eine „Ausgangskennung“ oder „Ausgangskennzeichnung“ und die logische Kennung der Vorrichtung 102, die von der Systemkennung oder Systemkennzeichnung abgeleitet ist, in der vorliegenden Schrift als eine „Systemkennung“ oder „Systemkennzeichnung“ bezeichnet.
  • In der Regel, aber nicht zwingend, weist die Ausgangskennung oder - kennzeichnung der Vorrichtung 102, von der die Systemkennung oder -kennzeichnung abgeleitet ist, eine Gesamtzahl der Zeichen auf, die sich von einer Gesamtzahl der Zeichen der logischen Kennung unterscheidet, und kann in einem beliebigen gewünschten Format vorliegen. Die Zeichen einer Kennung, egal ob Ausgangs- oder Systemkennung, umfassen in der Regel alphanumerische Zeichen, die mit Strichen oder anderen nicht alphanumerischen Zeichen abgesetzt sein können. Bei einer Ausführungsform wird das gewünschte Format der Systemkennung oder -kennzeichnung durch einen Benutzer angegeben oder ausgewählt.
  • In einigen Fällen ist eine Gesamtzahl der Zeichen, die in der Ausgangskennzeichnung der Vorrichtung 102 enthalten sind, größer als eine Gesamtzahl der Zeichen, die in der Systemkennzeichnung der Vorrichtung 102 enthalten sind. Handelt es sich bei der Ausgangskennzeichnung der Vorrichtung 102 beispielsweise um eine physikalische Kennung, wie beispielsweise eine 32 Zeichen lange HART-Kennzeichnung, mit der die Vorrichtung 102 gekennzeichnet wird, kann es sich bei der abgeleiteten Systemkennzeichnung der Vorrichtung 102 um eine verkürzte Kennzeichnung handeln, wie beispielsweise eine 8 Zeichen kurze HART-Kennzeichnung (z. B. die 8 Zeichen kurze Kennzeichnung, die durch die ursprüngliche HART-Protokollvorgabe und Überarbeitungen dieser vor Revision 6 definiert ist) oder eine Host-Kennzeichnung mit 16 Zeichen, die durch das Prozessleitsystem 5 und dessen Steuerungslogik verwendet wird, um die Vorrichtung 102 eindeutig zu kennzeichnen.
  • In einigen Fällen ist eine Gesamtzahl der Zeichen in der Ausgangskennzeichnung der Vorrichtung 102 niedriger als eine Gesamtzahl der Zeichen in der Systemkennzeichnung der Vorrichtung 102. Handelt es sich beispielsweise bei der Ausgangskennzeichnung der Vorrichtung 102 um eine 8 Zeichen kurze HART-Kennzeichnung, die durch die ursprüngliche HART-Protokollvorgabe und Überarbeitungen dieser vor Revision 6 definiert ist, kann es sich bei der abgeleiteten Systemkennzeichnung der Vorrichtung 102 um die Host-Kennzeichnung mit 16 Zeichen handeln, die das Prozessleitsystem 5 verwendet, oder kann es sich bei der abgeleiteten Systemkennzeichnung um die 8 Zeichen kurze HART-Kennzeichnung handeln, die vorangestellt, nachgestellt oder anderweitig modifiziert ist, um zusätzliche Zeichen aufzunehmen.
  • In einem in der vorliegenden Schrift beschriebenen veranschaulichenden, aber nicht einschränkenden Beispiel werden die Ausgangskennzeichnung der Vorrichtung 102 als eine „lange Kennzeichnung“ (LT) und die Systemkennzeichnung der Vorrichtung als eine „verkürzte Kennzeichnung“ (ST) der Vorrichtung 102 bezeichnet. Für eine leichtere Bezugnahme in den Zeichnungen werden bestimmte lange Kennzeichnungen der Vorrichtung mit „LT-x“ und bestimmte verkürzte Kennzeichnungen der Vorrichtung mit „ST-x“ bezeichnet, wobei x für eine bestimmte veranschaulichte Feldvorrichtung 102a, 102b, 102c oder 102d steht. Für eine bessere Lesbarkeit werden lange Kennzeichnungen zusätzlich in der Regel mit „LT“ und verkürzte Kennzeichnungen im Allgemeinen mit „ST“ bezeichnet.
  • Bei der langen Kennzeichnung (LT) einer Vorrichtung 102 kann es sich beispielsweise um eine Modell- und Seriennummer, einen Barcode, eine Kennung entsprechend der HART-, WirelessHART- oder HART-IP-Protokolle (z. B. eine 32 Zeichen lange HART-Kennzeichnung), eine Kennung entsprechend einem anderen Industrieprotokoll oder eine andere geeignete Kennung handeln, die lokal verfügbar ist. Die bestimmten Zeichen der langen Kennzeichnung (LT) der Feldvorrichtung 102 können durch deren Hersteller oder durch einen Anbieter der Prozessanlage 5 a priori festgelegt werden, z. B. beim Erstellen von Prozessflussdiagrammen (PFD) und/oder Rohrleitungs- und Instrumentenfließbildern (P&ID) oder anderweitigen Plänen der Prozessanlage. Lange Kennzeichnungen können jeweils in lokalen Umgebungen 122, 125 beispielsweise durch Asset-Management-Systeme, wie etwa die durch Emerson Process Management vertriebene Asset Management Software (AMS) Suite, oder andere Bestands- und Installationssysteme 132 bereitgestellt werden. Für einige intelligente Feldvorrichtungen (z. B. Feldvorrichtungen 102a, 102b), sind jeweilige lange Kennzeichnungen (LT) im Vorfeld vorgehalten oder im Speicher der physikalischen Feldvorrichtung 102 gespeichert, bevor die Feldvorrichtung 102 in Betrieb genommen wird. Beispielsweise zeigt 2A, dass die lange Kennzeichnung LT-B der Vorrichtung 102b in der physikalischen Feldvorrichtung 102b im Vorfeld vorgehalten oder gespeichert wurde, z. B. im Werk, nach Ankunft am Standort, während des Aufbaus usw.
  • Eine Systemkennzeichnung, die eine Feldvorrichtung 102 anzeigt (was in diesem veranschaulichenden Beispiel durch die verkürzte Kennzeichnung ST angegeben ist), kann durch eine Vorrichtung, eine Komponente oder ein Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung erzeugt oder ermittelt werden, wobei ein beispielhaftes Blockdiagramm dafür in 3A veranschaulicht ist. Zum Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung gehört ein Eingang 202, über den eine Ausgangskennzeichnung einer Vorrichtung 102 empfangen oder abgerufen wird (die in diesem veranschaulichenden Beispiel durch die lange Kennzeichnung LT dargestellt ist). Der Eingang 202 ist über eine Verknüpfung 205 kommunikativ mit dem Sender der langen Kennzeichnung LT verbunden. Die Verknüpfung 205 kann beliebig gewünscht umgesetzt sein, z. B. eine drahtgebundene Verknüpfung, eine drahtlose Verknüpfung (bei der es sich beispielsweise um eine Langstrecken-, Kurzstrecken- oder Nahfeldverknüpfung handeln kann), eine Netzwerkverknüpfung, ein Funktionsaufruf oder eine andere Art der softwareimplementierten Verknüpfung, oder eine andere geeignete Verknüpfung, über die die lange Kennzeichnung LT der Vorrichtung 102 empfangen wird. In einem Beispiel wird die lange Kennzeichnung LT über eine Kommunikationsverknüpfung von einer anderen Vorrichtung oder einem Datenspeicher abgerufen. In einem anderen Beispiel erhält das Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung die lange Kennzeichnung LT durch Zugreifen auf eine lokale Datenbank.
  • In einigen Umsetzungen (nicht abgebildet) wird die lange Kennzeichnung LT am Eingang 202 des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung über eine optische Schnittstelle abgerufen. In einer beispielhaften Konfiguration gehört zum Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung eine optische Schnittstelle, die eine lange Kennzeichnung LT von einem Etikett, einem Barcode, einem Bild, einem QR-Code (Quick Response Code) oder einer anderen zweidimensionalen Darstellung der langen Kennzeichnung LT abtastet, liest oder anderweitig optisch erhält. Zum Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung gehört zudem ein Bild- und/oder optischer Prozessor zum automatischen Bestimmen oder Abrufen der konkreten Zeichen der langen Kennzeichnung LT aus dem abgerufenen Bild.
  • Wie in 3A gezeigt, gehört zum Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung ein Kennzeichnungssyntaxanalysierer 208, der an der langen Kennzeichnung LT arbeitet, die über den Eingang 202 empfangen wurde. Zum Kennzeichnungssyntaxanalysierer 208 können (i) ein Satz computerausführbare Ausführungen, die auf einem oder mehreren materiellen, nicht flüchtigen Speichern abgelegt und durch einen oder mehrere Prozessoren ausführbar sind, (ii) ausführbare Firmwareanweisungen und/oder (iii) ausführbare Hardwareanweisungen gehören. Zum Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung gehört zudem ein Satz Syntaxanalyseregeln 210, auf die der Kennzeichnungssyntaxanalysierer 208 zugreifen kann und die festlegen oder anzeigen, wie der Zeichensatz der verkürzten Kennzeichnung ST der Feldvorrichtung 102 auf der Grundlage des Zeichensatzes der langen Kennzeichnung LT der Feldvorrichtung 102 extrahiert, ausgewählt, abgeleitet oder anderweitig ermittelt werden soll. Folgt beispielsweise eine lange Kennzeichnung LT der Konvention oder dem Format AABB-CCCCxxxyyyD-zzE, kann der Satz Syntaxanalyseregeln 210 darauf hindeuten, dass die entsprechende verkürzte Kennzeichnung ST der Konvention oder dem Format CCCCxxxyyyD-zzE folgen soll. Zu dem Satz Syntaxanalyseregeln 210 kann eine beliebige Art von Regeln gehören, mit denen eine Länge einer Kennzeichnung verkürzt wird, wie beispielsweise Regeln, mit denen die Kennzeichnung abgeschnitten wird, mit denen verschiedene aufeinanderfolgende oder nicht aufeinanderfolgende Zeichen gelöscht werden, mit denen numerische Zeichen mit Hilfe mathematischer Operationen miteinander kombiniert oder manipuliert werden, usw.
  • Es wird angemerkt, dass, wenngleich die Ausgangskennzeichnung im vorliegenden veranschaulichenden Beispiel als eine lange Kennzeichnung (LT) und die abgeleitete Systemkennzeichnung als eine verkürzte Kennzeichnung (ST) implementiert sind, dies lediglich eine von vielen möglichen Ausführungsformen darstellt. In anderen beispielhaften Szenarien, wie etwa, wenn eine abgeleitete Systemkennzeichnung eine größere Länge als die Länge einer Ausgangskennzeichnung aufweist, definieren oder zeigen die Syntaxanalyseregeln 210 trotzdem an, wie der Zeichensatz der Systemkennzeichnung auf der Grundlage des Zeichensatzes der Ausgangskennzeichnung zu ermitteln oder abzuleiten ist. Beispielsweise können die Syntaxanalyseregeln 210 auf zusätzliche Zeichen verweisen, die voranzustellen, nachzustellen und/oder zwischen die Zeichen der Ausgangskennzeichnung zu stellen sind, um die Systemkennzeichnung zu erzeugen. Allgemein ausgedrückt definieren die Syntaxanalyseregeln 210 die Modifikationen oder geben diese an, die auf die Ausgangskennzeichnung der Vorrichtung 102 anzuwenden sind, um die jeweilige Systemkennzeichnung für die Vorrichtung 102 zu erzeugen oder abzuleiten. Allerdings können verschieden Arten von Syntaxanalyseregeln 210 definiert und auf verschiedene Formate und/oder Kommunikationsprotokolle angewendet werden, auf denen die verschiedenen Ausgangskennzeichnungen basieren. Zudem können wenigstens einige der Syntaxanalyseregeln 210 bei verschiedenen Anbietern von Prozessleitsystemen, an verschiedenen Anlagenstandorten, bei verschiedenen Arten von Komponenten oder Vorrichtungen und/oder auf der Grundlage anderer Kriterien ggf. verschieden sein. Allerdings können bei einigen Umsetzungen wenigstens einige der Syntaxanalyseregeln 210 konfiguriert oder geändert werden.
  • Wieder Bezug nehmend auf das veranschaulichende Beispiel, gehört zum Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung zudem ein Ausgang 212, über den die abgeleitete oder ermittelte verkürzte Kennzeichnung ST einem anderen Gerät oder einer anderen Vorrichtung, wie etwa Feldvorrichtung 102, und/oder einem oder mehreren lokalen oder entfernten Speichern zum Speichern bereitgestellt wird. Der Ausgang 212 kann über eine Verknüpfung 215 kommunikativ mit dem empfangenden Gerät oder der empfangenden Vorrichtung verbunden sein, bei der es sich um die Verknüpfung 205 oder eine andere Verknüpfung handeln kann. Die Verknüpfung 215 kann beliebig gewünscht umgesetzt sein, z. B. eine drahtgebundene Verknüpfung, eine drahtlose Verknüpfung, eine Netzwerkverknüpfung, ein Funktionsaufruf oder eine andere Art von softwareimplementierter Verknüpfung oder eine andere geeignete Verknüpfung.
  • In der Feldumgebung 122 können Instanzen des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung an einem oder mehreren beliebigen Standorten darin angeordnet sein. Beispielsweise kann das Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung im AMS oder einem anderen Asset-System 132 und/oder in einem oder mehreren Feldinbetriebnahmewerkzeugen 135a, 135b enthalten sein. Die Feldinbetriebnahmewerkzeuge 135 können ein Teil des AMS-Systems 132 oder autarke Feldinbetriebnahmevorrichtungen oder -werkzeuge sein. Allgemein ausgedrückt handelt es sich bei einem Werkzeug zur Feldinbetriebnahme 135 um einen Laptop-Computer (z. B. Referenz 135a), ein Tablet oder eine intelligente Handheld-Vorrichtung (z. B. Referenz 135b) oder eine andere tragbare Rechenvorrichtung, die in die Feldumgebung 122 eingebracht wird, z. B. in einen Gerüstbereich und/oder einen Aufbaubereich der Feldumgebung 122. Ein Bediener verwendet das Inbetriebnahmewerkzeug 135 zum Herstellen einer vorübergehenden Verbindung (z. B. über eine drahtgebundene und/oder eine drahtlose Verbindung) mit einer Zielvorrichtung oder -komponente (z. B. die Feldvorrichtung 102, die E/A-Klemmleiste 105, die E/A-Karte 108, das CHARM 110, die Steuerung 120 usw.), um eine von mehreren Inbetriebnahmetätigkeiten an der verbundenen Komponente durchzuführen.
  • In einigen Anordnungen sind Instanzen des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung im Schrank 115 oder in einem anderen Schrank enthalten, der in der Feldumgebung 122 aufgestellt ist. Beispielsweise kann das Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung in einer E/A-Klemmleiste 105, einer E/A-Karte 108, einer elektronischen Klemmvorrichtung 140, einer Steuerung 120 oder in einer anderen Vorrichtung oder einem anderen Gerät enthalten sein, die/das sich in einem Schrank in der Feldumgebung 122 befindet.
  • Das Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung muss jedoch nicht in einer zentralen Vorrichtung oder einem zentralen Gerät implementiert sein. Beispielsweise kann der Satz Syntaxanalyseregeln 210 in einem Speicher abgelegt sein, der sich im Schrank 115 befindet, während der Kennzeichnungssyntaxanalysierer 208 im Feldinbetriebnahmewerkzeug/in der tragbaren Vorrichtung 135 enthalten ist. Alternativ kann der Kennzeichnungssyntaxanalysierer 208 in einem Speicher abgelegt sein, der sich im Schrank 115 befindet, und kann der Satz Syntaxanalyseregeln 210 auf dem Feldinbetriebnahmewerkzeug/der tragbaren Vorrichtung 135 gespeichert sein. Bei einer anderen Ausführungsform können die Syntaxanalyseregeln 210 an einem entfernten Standort gespeichert sein (z. B. in einer entfernten Datenbank, in der Cloud usw.), auf den der Kennzeichnungssyntaxanalysierer 208 zugreifen kann. Dadurch, dass Teile des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung auf mehrere Vorrichtungen und/oder Geräte verteilt sind, besteht eine Flexibilität hinsichtlich der Frage, welche Syntaxanalyseregeln auf welche Arten von Ausgangskennzeichnungen angewendet werden.
  • Zudem können zur Feldumgebung 122 mehrere Instanzen des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung gehören. In einem Beispiel gehören zu mehreren Feldinbetriebnahmewerkzeugen oder -vorrichtungen 135 jeweils eine entsprechende Instanz des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung. Zusätzlich oder alternativ kann das Asset-Management-System 132 eine jeweilige Instanz des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung enthalten. Allerdings können einige intelligente Feldvorrichtungen 102 und/oder andere Komponenten, die in der Feldumgebung 122 verbaut sind, jeweils ein jeweiliges integriertes Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung enthalten.
  • Gleichermaßen können in der Back-End-Umgebung 125 Instanzen der Vorrichtung, der Komponente oder des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung an einem oder mehreren Standorten darin angeordnet sein. In einem Beispiel sind jeweilige Instanzen des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung in einem oder mehreren Back-End-Inbetriebnahmewerkzeugen 138a, 138b enthalten. Im Allgemeinen handelt es sich bei einem Back-End-Inbetriebnahmewerkzeug 138 um einen Laptop- oder Desktop-Computer (z. B. Referenz 138a), ein Tablet oder eine intelligente Handheld-Vorrichtung (z. B. Referenz 138b) oder eine andere tragbare oder stationäre Rechenvorrichtung, die in der Back-End-Umgebung 125 angeordnet ist. Bei wenigstens einigen der Back-End-Inbetriebnahmewerkzeuge 138 kann es sich um autarke Back-End-Inbetriebnahmevorrichtungen oder -werkzeuge handeln. Zusätzlich oder alternativ können wenigstens einige der Back-End-Inbetriebnahmewerkzeuge 138 ein Teil des AMSs oder eines anderen Asset-Systems 132 und/oder können wenigstens einige der Back-End-Inbetriebnahmewerkzeuge 138 ein Teil von anderen zentralen Back-End-Systemen sein, wie beispielsweise ein Steuermodul oder ein funktionelles Konstruktionsentwicklungssystem, ein zentrales verwaltendes System, ein zentrales Bedienschnittstellensystem usw.
  • Es ist anzumerken, dass alle Instanzen des Satzes Syntaxanalyseregeln 210 in der gesamten Prozessanlage 5 konsistent sind. Insbesondere ist der Satz Syntaxanalyseregeln 210 (und alle Teile davon) in der gesamten Feldumgebung 122 und in der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 sowie auf allen Inbetriebnahmewerkzeugen 135, 138, mit denen die Prozessanlage in Betrieb genommen wird, und an jedem anderen Standort konsistent, an dem der Satz Syntaxanalyseregeln 210 für die Anlage 5 angeordnet ist. Verschiedene Instanzen des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung können jedoch verschiedene Teilmengen der Syntaxanalyseregeln 210 für verschiedene Zielvorrichtungen oder -komponenten enthalten, z. B. zu Effizienzzwecken.
  • 3B zeigt ein beispielhaftes Verfahren 230 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung, das wenigstens teilweise durch das Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung in 3A oder durch ein beliebiges anderes geeignetes Gerät durchgeführt werden kann. Bei einer Ausführungsform führt der Kennzeichnungssyntaxanalysierer 208 des Gerätes 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung das Verfahren 230 oder Teile davon durch. In der Regel, aber nicht zwingend, wird wenigstens ein Teil des Verfahrens 230 in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 durchgeführt.
  • Bei einem Block 232 gehört zum Verfahren 230 das Abrufen 232 einer Ausgangskennung oder -kennzeichnung, mit der eine physikalische Feldvorrichtung 102 in der Prozessanlage 5 eindeutig gekennzeichnet wird. Das Format der Ausgangskennung oder -kennzeichnung (z. B. alphanumerische Zeichen, andere Arten von Zeichen, wie beispielsweise Striche, Punkte usw., eine Ordnung und Anzahl von Zeichen usw.) kann einem bestimmten Prozesskommunikationsprotokoll entsprechen, wie etwa das HART-, WirelessHART- oder HART-IP-Kommunikationsprotokoll, oder einem anderen Industrieprozessprotokoll. Alternativ kann die Ausgangskennzeichnung ein anderes geeignetes Format aufweisen, wie beispielsweise Modell-/Seriennummer, Barcode, QR-Code usw.
  • Die Ausgangskennung oder -kennzeichnung der Feldvorrichtung 102 kann durch eine oder mehrere Feldinbetriebnahmevorrichtungen 135 und/oder durch ein Asset-Management- oder anderes System 132 abgerufen 232 werden, das in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 angeordnet ist. Für einige Vorrichtungen kann die Ausgangskennzeichnung durch die Feldvorrichtung 102 selbst abgerufen 232 werden. In einem Beispiel wird eine Ausgangskennzeichnung von einem Speicher einer intelligenten Feldvorrichtung 102a, 102b abgerufen. In einem anderen Beispiel wird eine Ausgangskennzeichnung von einem Asset-Management- oder anderen Bestands-/Aufbausystem 132 abgerufen. In noch einem anderen Beispiel wird eine Ausgangskennzeichnung durch eine Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 abgerufen, z. B. durch Auslesen einer Datei oder durch Empfangen der Ausgangskennzeichnung über eine Kommunikationsschnittstelle. In einigen Situationen wird eine Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung 102 durch eine Schnittstelle einer Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 abgerufen, wie beispielsweise durch eine Nahfeld- oder Nahbereichskommunikationsschnittstelle (z. B. NFC, RFID usw.) oder durch eine optische Schnittstelle, wie beispielsweise ein Scanner oder eine Kamera. Beispielsweise scannt, liest oder erhält eine Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 anderweitig optisch 230 ein Etikett, einen Barcode, ein Bild, einen QR-Code oder eine andere Darstellung der Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung 102 und ermittelt die Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 unter Verwendung von Bildbearbeitungs- und/oder anderen geeigneten Techniken automatisch die Zeichen, die in der Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung 102 enthalten sind.
  • Das Format der Ausgangskennzeichnung (alphanumerische Zeichen, andere Arten von Zeichen, wie beispielsweise Striche, Punkte usw., eine Ordnung und Anzahl von Zeichen usw.) kann einem bestimmten Prozesskommunikationsprotokoll entsprechen, wie etwa dem HART WirelessHART- oder HART-IP-Kommunikationsprotokoll, oder einem anderen Industrieprozessprotokoll. Alternativ kann die Ausgangskennzeichnung in einem anderen geeigneten Format vorliegen, wie beispielsweise Modell-/Seriennummer, Barcode usw. Die Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung 102 kann abgerufen 232 werden, während sich die Feldvorrichtung 102 in einem beliebigen einer Reihe von Zuständen befindet, wie beispielsweise abgeschaltet, hochgefahren, E/A nicht zugewiesen, E/A zugewiesen, getrennt, verbunden und/oder dergleichen. Erörterungen verschiedener Zustände der Feldvorrichtung 102 sind in anderen Abschnitten der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
  • Bei einem Block 235 gehört zum Verfahren 230 das Ermitteln oder Ableiten einer oder mehrerer Systemkennzeichnungen, die der Feldvorrichtung 102 entsprechen, auf der Grundlage der abgerufenen Ausgangskennzeichnung, die auf die Feldvorrichtung 102 und einen Satz Syntaxanalyseregeln 210 hinweist. Beispielsweise werden eine Vorrichtungskennzeichnung und/oder eine oder mehrere Vorrichtungssignalkennzeichnungen, die mit der Feldvorrichtung 102 assoziiert sind, bei Block 235 ermittelt oder abgeleitet. In der Regel ist eine Gesamtzahl der Zeichen einer Systemkennzeichnung zu einer Gesamtzahl der Zeichen einer Ausgangskennzeichnung unterschiedlich und als solches weist der Satz Syntaxanalyseregeln 210 auf ein Abschneiden, Löschen von verschiedenen Zeichen, eine Addition von verschiedenen Zeichen, eine Kombination und/oder Manipulation von numerischen Zeichen, die in der Ausgangskennzeichnung enthalten sind, und/oder eine andere Technik zum Modifizieren der Länge der Ausgangskennzeichnung hin. Dementsprechend werden bei Block 235 die Zeichen der Systemkennzeichnung von den Zeichen der Ausgangskennzeichnung abgeleitet oder anderweitig ermittelt.
  • Bei einigen Ausführungsformen (nicht abgebildet) gehört zum Verfahren 230 das Ermitteln oder Ableiten anderer Kennzeichnungen oder Kennungen im Zusammenhang mit einem Prozesskreis 100 auf der Grundlage der Ausgangskennzeichnung der Vorrichtung 102, der Systemkennzeichnung der Vorrichtung 102 und/oder des Satzes Syntaxanalyseregeln 210. In einem Beispiel wird eine Steuerungskennzeichnung, die den Prozesskreis 100 in der Prozessanlage 5 kennzeichnet, auf der Grundlage der Ausgangskennzeichnung der Vorrichtung 102, der Systemkennzeichnung der Vorrichtung 102 und/oder des Satzes Syntaxanalyseregeln 210 ermittelt oder abgeleitet.
  • Bei einigen Ausführungsformen (ebenfalls nicht gezeigt) gehören zum Verfahren 230 das Definieren, Konfigurieren und/oder anderweitige Modifizieren des Satzes Syntaxanalyseregeln 210. Beispielsweise können die Syntaxanalyseregeln 210 für zusätzliche Vorrichtungen oder Vorrichtungsarten 102, verschiedene Teile der Prozessanlage 5, verschiedene Anlagenstandorte, verschiedene Inbetriebnahmevorrichtungen 135 oder anderweitig nach Bedarf definiert, konfiguriert und/oder modifiziert werden.
  • Jedenfalls gehört bei Block 238 zum Verfahren 230 das Speichern der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung 102 (und gegebenenfalls beliebiger anderer Informationen, die bei Block 235 automatisch abgeleitet oder ermittelt wurden) in einen oder mehrere Speicher, die in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 angeordnet sind. Handelt es sich bei der Feldvorrichtung 102 beispielsweise um eine intelligente Feldvorrichtung, kann die Systemkennzeichnung in einem internen Speicher der Feldvorrichtung 102 abgelegt werden. Die Systemkennzeichnung kann zusätzlich oder alternativ in einem Speicher von anderen Komponenten im Prozesskreis 122 gespeichert werden, wie beispielsweise in der E/A-Klemmleiste 105, der E/A-Karte 108, einer elektronischen Klemmleiste oder -vorrichtung, einer elektronischen Klemmkomponente, wie beispielsweise ein CHARM 110 usw. Darüber hinaus oder alternativ kann die Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung 102 in einem oder mehreren Feldinbetriebnahmewerkzeugen 135 und/oder in einem Asset-Management- oder anderen System 132 gespeichert werden.
  • Bei einem Block 240 gehört zum Verfahren 230 das Verwenden der gespeicherten Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung 102 zum Durchführen einer oder mehrerer Inbetriebnahmetätigkeiten oder -handlungen an der Feldvorrichtung 102 in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5. In der Regel, aber nicht zwingend, befindet sich die Feldvorrichtung 102 in einem Zustand E/A nicht zugeordnet oder E/A zugeordnet, während die eine oder mehreren Inbetriebnahmetätigkeiten oder -handlungen durchgeführt werden (und befindet sich diesbezüglich während der Ausführung eines beliebigen oder mehrerer beliebiger der Blöcke 232-238 des Verfahrens 230 in einem Zustand E/A nicht zugeordnet). Zu beispielhaften Inbetriebnahmetätigkeiten oder -handlungen, die unter Verwendung der gespeicherten Systemkennzeichnung (Block 238) an der Feldvorrichtung 102 durchgeführt werden können, gehören das Hochfahren und Herunterfahren der Feldvorrichtung 102, das Einführen von Testsignalen und das Überprüfen der jeweiligen Reaktionen, das automatische Erzeugen von wenigstens einem Teil einer E/A-Bestandsliste, einschließlich der Feldvorrichtung 102, das automatische Erzeugen von wenigstens einem Teil eines Bestandsschaltplans oder eines Bestandsplans für den Regelkreis, einschließlich der Feldvorrichtung 102 usw.
  • In einigen Szenarien gehört zum Block 240 das automatische Initiieren der einen oder mehreren Inbetriebnahmetätigkeiten oder -handlungen unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung 102. Beispielsweise wird eine bestimmte Inbetriebnahmehandlung, bei der die Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung 102 verwendet wird, automatisch initiiert, nachdem die Ableitung der Systemkennzeichnung (Block 235) oder das Speichern der Systemkennzeichnung (Block 238) abgeschlossen ist. In einigen Szenarien gehört zum Block 238 zusätzlich oder alternativ das Bereitstellen der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung 102 für eine andere Vorrichtung, die in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 angeordnet ist, z. B. für eine Verwendung in einer anderen Inbetriebnahmehandlung, die sich sowohl auf die Feldvorrichtung 102 als auch die andere Vorrichtung bezieht. Beispielsweise kann die Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung 102 einem jeweiligen CHARM 110 bereitgestellt werden, und ein Teil des Regelkreises 100, einschließlich sowohl der Feldvorrichtung 102 als auch des CHARMs 110, kann unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung 102 in Betrieb genommen werden.
  • Zuordnungszustand Eingang/Ausgang (E/A)
  • Ein weiterer wichtiger Aspekt der intelligenten Inbetriebnahme ist die Verfügbarkeit eines E/A-Zuordnungszustandes einer Vorrichtung in der Feldumgebung 122 einer Prozessanlage 5, wie beispielsweise die Feldvorrichtung 102, und die Fähigkeit, die Vorrichtung wenigstens teilweise auf der Grundlage ihres E/A-Zuordnungszustandes zu konfigurieren. Allgemein ausgedrückt weist ein E/A-Zuordnungszustand einer Vorrichtung 102 darauf hin, ob eine Vorrichtung einer bestimmten E/A-Karte und in einigen Fällen einem bestimmten E/A-Kanal zugeordnet wurde oder ist oder nicht. Beispielsweise wird eine Vorrichtung 102 als sich in einem Zustand E/A nicht zugeordnet befindend betrachtet, wenn eine bestimmte physikalische E/A-Adresse und/oder ein bestimmter E/A-Kanal der Vorrichtung 102 in der Feldumgebung 122 noch nicht zugeordnet wurde, d.h. die Abbildung der bestimmten Vorrichtung 102 auf die bestimmte physikalische E/A-Adresse/den E/A-Kanal ist in der Feldumgebung 122 nicht verfügbar. Andererseits wird die Vorrichtung 102 als sich in einem Zustand E/A zugeordnet befindend betrachtet, wenn eine bestimmte physikalische E/A-Adresse (und gegebenenfalls ein bestimmter E/A-Kanal, z. B. für drahtgebundene Vorrichtungen) der Vorrichtung 102 in der Feldumgebung 122 zugeordnet wurde und die Zuordnung in einer oder mehreren Komponenten gespeichert ist, die in der Feldumgebung 122 verbaut sind, wodurch die Abbildung zwischen der Vorrichtung 102 und der zugeordneten bestimmten E/A-Karte und/oder dem zugeordneten bestimmten E/A-Kanal bereitgestellt wird. Durch die Verfügbarkeit von E/A-Zuordnungszuständen von Vorrichtungen in der Feldumgebung 122 und die Fähigkeit, nicht zugeordnete Vorrichtungen wenigstens teilweise zu konfigurieren, können verschiedene Inbetriebnahmehandlungen und/oder -tätigkeiten initiiert, durchgeführt und sogar abgeschlossen 122 werden, während sich verschiedene Vorrichtungen im Zustand E/A nicht zugeordnet befinden, ohne auf Zuordnungen zu bestimmten E/A-Karten und bestimmte E/A-Kanäle warten zu müssen, wie dies aktuell während der traditionellen Feldinbetriebnahme erforderlich ist.
  • Zur Veranschaulichung Bezug nehmend auf die 2A-2C, weist der E/A-Zuordnungszustand der Feldvorrichtung 102b, 102d daraufhin, ob die Feldvorrichtung 102b, 102d ihrer jeweiligen E/A-Karte 108 und/oder ihrem jeweiligen E/A-Kanal der Karte 108 zugeordnet wurde oder nicht. Bei Feldvorrichtungen 102a, 102c, die elektronisch aufgelegt werden, deutet der E/A-Zuordnungszustand der Feldvorrichtung 102a, 102c daraufhin, ob die Feldvorrichtung 102a, 102c ihrer jeweiligen CIOC 145, ihrer jeweiligen CHARM-Klemmleiste 150 und/oder ihrem jeweiligen CIOC-Kanal zugeordnet wurde oder nicht. Im Allgemeinen sind jedoch zum Zwecke der besseren Lesbarkeit in der vorliegenden Schrift ein „E/A-Zuordnungszustand“ einer Vorrichtung und damit in Verbindung stehende Begriffe, wie beispielsweise „E/A zugeordnet“, „E/A nicht zugeordnet“ usw. Hinweise darauf, ob die Vorrichtung überhaupt einer beliebigen Art von E/A-Karte und/oder E/A-Kanal, z. B. einer alten oder intelligenten E/A-Karte, einer CIOC, einer WIOC (drahtlose E/A-Karte), Logikauflösern für das Sicherheitsinformationssystems (z. B. Simplex, Komplex, intelligente Logikauflöser, CSLS (CHARM Smart Logic Solver) usw.), oder einer beliebigen anderen bekannten Art von Karte/Kanal zugeordnet wurde oder nicht, die in Prozessleit- und/oder Sicherheitsinformationssystemen verwendet wird, um E/A-Funktionen auszuführen, die einer Vorrichtung entsprechen. Als solches werden zum Zwecke einer besseren Lesbarkeit die Begriffe „E/A-Karte“, „E/A-Kanal“ und „E/A-Knoten“ in der vorliegenden Schrift im Allgemeinen verwendet, um sich auf eine beliebige Art von E/A-Karte, E/A-Kanal und E/A-Knoten zu beziehen.
  • Vorrichtungsgehäuse oder Platzhalter ermöglichen die Verfügbarkeit von E/A-Zuordnungszuständen der Vorrichtungen 102 in der Feldumgebung 122, sowie die Fähigkeit, eine Vorrichtung 102 in der Feldumgebung 122 wenigstens teilweise zu konfigurieren und in Betrieb zu nehmen, während deren konkrete E/A-Verbindung durch die Back-End-Umgebung 125 noch nicht definiert oder bereitgestellt wurde. Allgemein ausgedrückt enthält oder speichert ein Vorrichtungsgehäuse oder ein Platzhalter für eine Feldvorrichtung 102 eine E/A-abstrahierte Konfiguration für die Vorrichtung 102, wie nachstehend erläutert.
  • Ein Vorrichtungsgehäuse oder Platzhalter wird beispielsweise als ein konfigurierbares Objekt (oder als eine andere geeignete Definitionsspeicherdarstellung), das konfigurierbar ist, in der Feldumgebung 122, in bestimmten Instanzen von Gehäusen oder Platzhaltern für entsprechende Vorrichtungen implementiert. Vorrichtungsgehäuse oder - platzhalter können in der Feldumgebung 122 durch das Asset-Management- oder andere Bestands- oder Einbausysteme 132 und/oder durch Feldinbetriebnahmevorrichtungen 135 bereitgestellt werden. Bei bestimmten intelligenten Feldvorrichtungen 102c, 102b kann eine jeweilige Instanz eines Vorrichtungsplatzhalters oder -gehäuses, die der intelligenten Feldvorrichtung 102a, 102b entspricht, im Speicher der Vorrichtung gespeichert werden, entweder a priori oder durch eine Übertragung in den Speicher der Vorrichtung, z. B. bevor die Vorrichtung 102 in die Feldumgebung 122 eingebaut wird oder nachdem die Vorrichtung 102 in die Feldumgebung 102 eingebaut wurde.
  • Ein Vorrichtungsgehäuse oder -platzhalterobjekt umfasst ein Feld oder eine Eigenschaft zum Speichern des E/A-Zuordnungszustandes einer Vorrichtung. Das Vorrichtungsgehäuse oder -platzhalterobjekt umfasst zusätzliche Felder oder Eigenschaften zum Speichern verschiedener Konfigurationsparameterwerte der Vorrichtung vor der Festlegung der physikalischen E/A-Anordnung der Vorrichtung. Das bedeutet, dass für eine Vorrichtung 102 in einem Zustand E/A nicht zugeordnet wenigstens eine Teil- oder abstrahierte Konfiguration einer Vorrichtung 102 in deren entsprechendem Vorrichtungsgehäuse oder -platzhalter definiert und gespeichert werden kann, neben abstrahierten Informationen zum E/A-Typ, so dass die Vorrichtung 102 wenigstens teilweise konfiguriert und in Betrieb genommen werden kann, ohne die genaue E/A-Konfiguration der Vorrichtung zu kennen, und in einigen Fällen sogar ohne Gegenwart oder sogar die Erzeugung des entsprechenden physikalischen E/A-Knotens der Vorrichtung. Zudem ist ein Vorrichtungsgehäuse oder -platzhalterobjekt bei mehreren Arten von Vorrichtungen und unabhängig von einem bestimmten E/A-Typ einer entsprechenden physikalischen Vorrichtung häufig anzutreffen. Allgemein ausgedrückt, kann es sich bei verschiedenen Eigenschaften eines Vorrichtungsgehäuses oder -platzhalterobjektes um sichtbare Eigenschaften und/oder bei verschiedenen Eigenschaften eines Vorrichtungsgehäuses oder - platzhalterobjektes um versteckte Eigenschaften handeln.
  • 4A zeigt eine Vorlage 300 für ein beispielhaftes Vorrichtungsgehäuse oder - platzhalterobjekt, die in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 verwendet wird. Unter Verwendung des Vorrichtungsgehäuses oder -platzhalterobjektes 300 kann ein Benutzer eine Instanz des Platzhalterobjektes 300 der Vorrichtung erzeugen, um unter Verwendung von abstrahierten Informationen zum E/A eine Vorrichtung 102 für das Prozessleitsystem 5 zu definieren, so dass beispielsweise verschiedene Inbetriebnahmehandlungen, an denen die Vorrichtung 102 beteiligt ist, durchgeführt werden können, während die Vorrichtung 102 sich in einem Zustand E/A nicht zugeordnet befindet (d.h. bevor die Vorrichtung 102 einer bestimmten physikalischen E/A-Karte, einem bestimmten E/A-Kanal und/oder einem bestimmten E/A-Knoten zugeordnet wurde). Beispielsweise kann ein Benutzer damit beginnen, eine Instanz des Vorrichtungsgehäuses oder -platzhalterobjektes 300 für die Vorrichtung 102 zu definieren, indem er gewünschte Werte für einen Satz allgemeiner Eigenschaften 302 eingibt, die der Vorrichtung 102 entsprechen, z. B. Name, Beschreibung, Verdrahtungs-ID, typischer Schaltplan usw. Insbesondere bei HART-Vorrichtungen gehören zu den allgemeinen Eigenschaften 302 zusätzlich HART-spezifische Eigenschaften, wie beispielsweise die HART-Beschreibung, die HART-Vorrichtungsdefinition, die lange HART-Kennzeichnung, die Art des Namensbezugs und die Unterart des Namensbezugs, um nur einige wenige zu nennen. Bei anderen Arten von Vorrichtungen, bei denen es sich nicht um HART-Vorrichtungen handelt (nicht abgebildet), können zum Objekt 100 andere Eigenschaften gehören, die der Art der Vorrichtungen entsprechen. Bei einer Ausführungsform deutet ein Vorrichtungsgehäuse oder -platzhalterobjekt 300 daraufhin, ob das Objekt 300 einer Basisprozesssteuerungssystemvorrichtung (Basic Process Control System - BPCS) oder einer Sicherheitssystemvorrichtung (Safety Instrumented System - SIS) entspricht, z. B. durch Sichtbarmachen einer anderen allgemeinen Eigenschaft 302 oder dadurch, dass zwei verschiedene Arten von Platzhalterobjekten 300 für die Vorrichtung BPCS-Vorrichtungen bzw. SIS-Vorrichtungen entsprechen.
  • Zum Platzhalterobjekt 300 der Vorrichtung gehört zudem eine Verbindungspfadeigenschaft 305, deren Eigenschaft darauf hinweist, ob sich eine entsprechende Vorrichtung in einem Zustand E/A zugeordnet oder in einem Zustand E/A nicht zugeordnet befindet oder nicht. In der Regel, aber nicht zwingend, wird im Anschluss an die Initialisierung einer Instanz eines Vorrichtungsplatzhalterobjektes 300, das ein Benutzer für eine entsprechende Vorrichtung konfigurieren möchte, der Standardwert der Verbindungspfadeigenschaft 305 der Instanz auf „E/A nicht zugeordnet“ gesetzt und, nachdem die ausdrücklichen E/A-Hardwareanschlüsse definiert wurden, wird die Verbindungspfadeigenschaft 305 der Instanz auf „E/A zugeordnet“ geändert. Jedenfalls werden aufgrund dessen, dass die Verbindungspfadeigenschaft 302 für die Vorrichtung 102 auf „E/A nicht zugeordnet“ gesetzt wird, eine oder mehrere andere Eigenschaften oder Felder (z. B. Referenzen 308-338) des Objektes 300 für den Benutzer sichtbar, damit dieser dort entsprechende Werte eingeben kann, um die Instanz weiter zu definieren oder zu konfigurieren. Wenigstens einige der Eigenschaften 308-338 sind „E/A abstrahierte“ Eigenschaften, d.h. die Eigenschaften, deren Werte die Fähigkeiten, Charakteristika und/oder Verhaltensweisen der jeweiligen Vorrichtung anzeigen, deren Werte jedoch nicht auf einer tatsächlichen, physikalischen E/A-Verbindung mit der jeweiligen Vorrichtung basieren (und auch keinerlei Kenntnisse dahingehend erfordern).
  • Beispielsweise gehört zum Platzhalterobjekt 300 der Vorrichtung ein Satz E/A abstrahierter Vorrichtungsdefinitionseigenschaften 308, über die der Benutzer eine jeweilige Vorrichtung unter Verwendung von E/A-Abstraktionen definieren oder konfigurieren kann. Bei einer Vorrichtung 102 in einem Zustand E/A nicht zugeordnet (z. B. wie durch die Verbindungspfadeigenschaft 305 angezeigt), umfasst die E/A abstrahierte Vorrichtungsdefinition 308 eine E/A abstrahierte Schnittstellentypeigenschaft 310, deren Wert so definiert oder ausgewählt werden kann, dass er eine Art oder eine Kategorie von E/A-Schnittstelle anzeigt, über die die physikalische Vorrichtung 102 eine physikalische Verbindung herstellen kann. Mögliche Werte für die E/A abstrahierte Schnittstellentypeigenschaft 310 sind beispielsweise „konventionell“ (z. B. für dumme, nicht intelligente, nicht-HART-, traditionelle und/oder alte Vorrichtungen), „HART“, „WirelessHART“, „SIS konventionell“, „SIS HART“ usw.
  • Nachdem der E/A abstrahierte Schnittstellentyp 310 im Objekt 300 definiert wurde, können zusätzliche Eigenschaften sichtbar werden, die dem definierten/ausgefüllten E/A abstrahierten Schnittstellentyp 310 entsprechen, mit denen der Benutzer die E/A abstrahierte Vorrichtungsdefinition 308 weiter verfeinern kann. Beispielsweise wird für einen definierten E/A abstrahierten Schnittstellentyp 310 mit „konventionell“, SIS konventionell“ oder „HART“ eine E/A abstrahierte Vorrichtungstypeigenschaft 312 sichtbar. Allgemein ausgedrückt gibt die E/A abstrahierte Vorrichtungstypeigenschaft 312 den Typ oder die Kategorie der Vorrichtung 102 an, wodurch die E/A abstrahierte Vorrichtungsdefinition 308 der Vorrichtung 102 weiter verfeinert wird. Beispiele für mögliche E/A abstrahierte Vorrichtungstypen 312 sind unter anderem Stromeingang, Stromausgang, getrennter Eingang, getrennter Ausgang, Impulseingang, kontinuierlicher Impulsausgang, Thermoelementeingang, Millivolteingang, RTD-Eingang (Widerstandstemperatursensor), Thermoelementeingang, Spannungseingang, 24-VDC-Stromversorgung, HART-Analogeingang, HART-DVC-Ausgang mit zwei Zuständen, WirelessHART usw.
  • Einige E/A abstrahierte Schnittstellentypen 310 führen unter Umständen jedoch nicht dazu, dass E/A abstrahierte Vorrichtungstypen 312 sichtbar werden (z. B. bleiben verschiedene Eigenschaften versteckt), während andere E/A abstrahierte Schnittstellentypen 310 dazu führen, dass ein, zwei, oder mehr E/A abstrahierte Vorrichtungstypen 312 sichtbar werden. Die Zuordnungen oder Assoziationen von bestimmten E/A abstrahierten Schnittstellentypen 310 zu einem oder mehreren E/A abstrahierten Vorrichtungstypen 312 (sofern vorhanden) können a priori definiert und in einigen Fällen modifizierbar sein.
  • Nachdem der E/A abstrahierte Vorrichtungstyp 310 im Objekt 300 definiert wurde, können bei einigen E/A abstrahierten Vorrichtungstypen 312 eine oder mehrere E/A abstrahierte Vorrichtungscharakteristikeigenschaften 315 sichtbar werden, mit denen die E/A abstrahierte Vorrichtungsdefinition 308 weiter verfeinert werden kann. Ist beispielsweise der E/A abstrahierte Vorrichtungstyp 312 als „Stromeingang“ definiert, wird eine entsprechende E/A abstrahierte Vorrichtungscharakteristik 315, z. B. „Vorrichtungsuntertyp“, zum Speichern eines entsprechenden beschreibenden Wertes sichtbar, z. B. „0-20 mA“, „4-20 mA“ usw. In einem anderen Beispiel, wenn der E/A abstrahierte Vorrichtungstyp 312 einer Art HART-Vorrichtung entspricht (z. B. HART-Analogeingang, HART-DVC-Ausgang mit zwei Zuständen, WirelessHART usw.), werden entsprechende E/A abstrahierte Vorrichtungscharakteristika 315, wie beispielsweise der „HART-Hersteller“, das „HART-Modell“ und die „HART-Revision“ der Vorrichtung 102 sichtbar gemacht, so dass die jeweiligen HART-Informationen in der Definition 308 gespeichert werden können. Einige E/A abstrahierte Vorrichtungstypen 312 führen nicht dazu, dass E/A abstrahierte Vorrichtungscharakteristika 315 sichtbar werden, während andere E/A abstrahierte Vorrichtungstypen 312 dazu führen, dass ein, zwei, oder mehr E/A abstrahierte Vorrichtungscharakteristika 315 sichtbar werden. Die Zuordnungen oder Assoziationen von bestimmten E/A abstrahierten Vorrichtungstypen 312 zu einer oder mehreren E/A abstrahierten Vorrichtungscharakteristika 315 (sofern vorhanden) können a priori definiert und in einigen Fällen modifizierbar sein.
  • Die E/A abstrahierte Vorrichtungsdefinition 308 umfasst zudem einen Satz E/A abstrahierter E/A-Schnittstellenkonfigurationseigenschaften 318, über die die abstrahierten Eigenschaften einer E/A-Schnittstellenkonfiguration für die Vorrichtung 102 definiert werden. Die möglichen Arten oder Kategorien (und in einigen Fällen konkrete Werte) der E/A abstrahierten E/A-Schnittstellenkonfigurationseigenschaften 318 basieren auf der definierten E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinition 308, zumindest teilweise. Wie in 4A dargestellt, können E/A abstrahierte E/A-Schnittstellenkonfigurationseigenschaften 318 verschiedene E/A Konfigurationsparametereigenschaften 320 und/oder E/A-Kanaleigenschaften 322 umfassen, die sichtbar werden.
  • Beispielsweise werden auf der Grundlage der definierten Eigenschaftswerte 310-315 der konfigurierten oder definierten E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinition 308 der Vorrichtung 102 die Arten von E/A-Hardware ermittelt (z. B. CHARM, E/A-Karte usw.), die mit der konfigurierten oder definierten Vorrichtung 102 kompatibel sind. Die Kompatibilität zwischen verschiedenen Vorrichtungsdefinitionswerten 308 und verschiedenen Arten von E/A-Hardware kann a priori definiert werden und in einigen Fällen modifizierbar sein. Bei einer Ausführungsform sind die Kompatibilitäten zwischen Vorrichtungsdefinitionswerten 308 und Arten von E/A-Hardware in Kompatibilitätsmatrizen oder in anderen geeigneten Formaten gespeichert. Zusätzlich entspricht jede Art von E/A-Hardware, die mit der konfigurierten oder definierten E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinition 308 der Vorrichtung 102 kompatibel ist, wiederum einem jeweiligen Satz E/A abstrahierter E/A-Konfigurationsparametereigenschaften 320. Dementsprechend wird der jeweilige Satz E/A abstrahierter E/A-Konfigurationsparametereigenschaften 320 in der E/A abstrahierten E/A-Schnittstellenkonfiguration 318 sichtbar, um dessen Definition für die Vorrichtung 102 weiter zu verfeinern. Bei einigen analogen, drahtgebundenen oder konventionellen Arten von E/A-Hardware gehören zu den jeweiligen E/A abstrahierten E/A-Konfigurationsparametereigenschaften 320 eine oder mehrere Kanalparametereigenschaften 322, die für eine weitere Verfeinerung der E/A abstrahierten E/A-Schnittstellenkonfiguration 318 für die Vorrichtung 102 sichtbar sind. Bei Arten von E/A-Hardware, die nicht analog, drahtgebunden und/oder konventionell sind (z. B. digitale oder intelligente E/A-Hardwarearten), werden Kanalparametereigenschaften 322 außen vorgelassen, z. B. werden nicht sichtbar oder bleiben versteckt.
  • Zum Zwecke der Veranschaulichung ist anzunehmen, dass die E/A abstrahierte Vorrichtungsdefinition 308 der Vorrichtung 102 als eine 4-20 mA-Vorrichtung mit einem konventionellen Stromeingang konfiguriert ist. Eine derartige E/A abstrahierte Vorrichtungsdefinition 308 ist kompatibel (z. B. wie auf der Grundlage der Kompatibilitätszuordnungen oder -assoziationen) mit zwei bestimmten Arten von E/A-Hardware, z. B. ein 4-20-mA-HART-CHARM mit AI (Analogeingang) und ein eigensicherer (IS - Intrinsically Safe) AI mit 4-20-mA-HART-CHARM. Dementsprechend werden die jeweiligen Sätze E/A abstrahierter E/A-Konfigurationsparametereigenschaften 320 sowohl für das 4-20-mA-HART-CHARM mit AI (Analogeingang) und das eigensichere AI 4-20-mA-HART-CHARM in der E/A abstrahierten E/A-Schnittstellenkonfiguration 318 zum Konfigurieren und/oder Definieren sichtbar. Da beide kompatiblen Arten von E/A-Hardware konventionelle Arten von E/A-Hardware sind, werden jeweilige Kanaleigenschaften 322, die jeder der kompatiblen Arten entsprechen (z. B. Anti-Treppeneffekt-Filter, Untergrenze, Obergrenze, NAMUR-Grenzwerterkennung usw.), für eine weitere Verfeinerung der E/A abstrahierten E/A-Schnittstellenkonfiguration 318 der Vorrichtung 102 sichtbar.
  • Die Zuordnungen oder Assoziationen einer oder mehrerer bestimmter Kanaleigenschaften 322 zu einer oder mehreren bestimmten Arten von E/A abstrahierten E/A-Konfigurationsparametereigenschaften 320 und/oder zu einer oder mehreren bestimmten Arten von E/A-Hardware (und dementsprechend zu jeweiligen bestimmten E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinitionen 308) können a priori definiert werden und können modifizierbar sein. Gleichermaßen können bei Arten von E/A-Hardware, die nicht analog, drahtgebunden und/oder konventionell sind (z. B. digitale oder intelligente E/A-Hardwarearten), die Zuordnungen oder Assoziationen einer oder mehrerer bestimmter E/A abstrahierter E/A-Schnittstellenkonfigurationseigenschaften 318 zu einer oder mehreren bestimmten Arten von E/A-Hardware (und demnach zu bestimmten E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinitionen 308) a priori definiert werden und modifizierbar sein.
  • Andere Eigenschaften, die in der E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinition 308 enthalten sein können, sind unter anderem vorrichtungsprotokollspezifische Eigenschaften, wie beispielsweise die beispielhaften HART-Vorrichtungsalarmeigenschaften 328, die beispielhaften HART-Vorrichtungsalarmeigenschaften 330, automatisierte Kreistestkonfigurationseigenschaften 332 und/oder andere E/A abstrahierte Eigenschaften 335. Natürlich können andere Vorrichtungsprotokolle, wie beispielsweise Foundation-Feldbus-Protokoll-Vorrichtungen, CAN-Vorrichtungen, Profibus-Vorrichtungen usw., andere vorher definierte Eigenschaften aufweisen, die entsprechend diesen Protokollen konfiguriert sein können. Wie in 4A veranschaulicht, sind die beispielhaften HART-Vorrichtungsalarmeigenschaften 328 und HART-Vorrichtungsalarmeigenschaften 330 zum Definieren sichtbar, wenn der E/A abstrahierte Vorrichtungstyp 312 auf HART oder WirelessHART gesetzt ist. Allgemein ausgedrückt definieren die HART-Vorrichtungsalarmeigenschaften 328 und die HART-Vorrichtungsalarmeigenschaften 330, welche Arten von Alarmen (ggf.) für verschiedene Arten von Warnungen ausgegeben werden sollen, und deren jeweilige Verhaltensweisen. Beispielhafte Arten von Alarmen sind unter anderem Warnung, Fehlgeschlagen, Wartung, Keine Kommunikation, Kein Alarm usw. Beispielhafte Arten von Warnungen sind beispielsweise Störung der Feldvorrichtung, Konfiguration geändert, primäre Variable außerhalb der Grenzen, Fehler beim Schreiben der CPU in EEPROM und/oder andere Warnungen im Zusammenhang mit HART-Vorrichtungen. Die automatisierten Kreistestkonfigurationseigenschaften 332 definieren Werte von verschiedenen Aspekten des automatisierten Kreistests, an dem die jeweilige Vorrichtung beteiligt ist. Beispielsweise können Werte, die auf die Arten und Niveaus von Testsignalen hinweisen, die für einen automatisierten Kreistest erzeugt werden müssen, in den automatischen Kreistestkonfigurationseigenschaften 332 gespeichert werden. Natürlich können beliebige andere gewünschte E/A abstrahierte Eigenschaften 335 der E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinition 308 zusätzlich oder alternativ zum Zwecke der Definition oder Konfiguration sichtbar sein. Zusätzlich können alle anderen Eigenschaften 338 des Objektes 300 (die E/A abstrahiert sein können, aber nicht müssen) zusätzlich oder alternativ zum Zwecke der Definition oder Konfiguration sichtbar sein. Allgemein ausgedrückt definieren oder konfigurieren für die Vorrichtung 102 die bestimmten Werte 302-338, die in der Instanz ihres Vorrichtungsgehäuseobjektes 300 gespeichert sind, die bestimmte Vorrichtung 102 E/A abstrahiert, zumindest teilweise.
  • Im Allgemeinen wird eine konventionelle Vorrichtung als ausreichend definiert oder konfiguriert betrachtet, unter Verwendung von E/A abstrahierten Informationen, wenn deren entsprechende Eigenschaften E/A abstrahierter E/A-Schnittstellentyp 310, E/A abstrahierter Vorrichtungstyp 312, Vorrichtungsuntertypcharakteristika 315 bereitgestellt, ausgewählt oder anderweitig definiert wurden, und wird eine HART-Vorrichtung als ausreichend konfiguriert oder definiert betrachtet, unter Verwendung von E/A abstrahierten Informationen, wenn deren Eigenschaften E/A abstrahierter E/A-Schnittstellentyp 310, E/A abstrahierter Vorrichtungstyp 312 und E/A abstrahierte Vorrichtungscharakteristika 315, Hersteller, Modell und Revision bereitgestellt, ausgewählt oder anderweitig definiert wurden.
  • Zudem werden in einigen Umsetzungen wenigstens einige der Werte der Eigenschaften, die in der Instanz des Vorrichtungsplatzhalters 300 der Feldvorrichtung 102 aufbewahrt oder gespeichert sind, als Metadaten gespeichert. Beispielsweise können ein oder mehrere beliebige der Eigenschaftswerte 305-308 und ein oder mehrere der allgemeinen Eigenschaftswerte 302 als Metadaten aufbewahrt oder gespeichert werden.
  • Dadurch ermöglicht das Vorrichtungsgehäuse oder -platzhalterobjekt 300 die Konfiguration, E/A abstrahiert, einer bestimmten Vorrichtung 102 und der Feldumgebung 122, bevor die bestimmte E/A-Karte, der bestimmte E/A-Kanal und/oder der bestimmte E/A-Knoten der Vorrichtung der Vorrichtung 102 zugeordnet wurde. Insbesondere ermöglicht das Platzhalterobjekt 300 der Vorrichtung die Konfiguration der bestimmten Identität der Feldvorrichtung 102 (z. B. deren Name, deren lange Kennzeichnung, deren HART-Vorrichtungsdefinition, wenn es sich bei der Vorrichtung 102 um eine HART-Vorrichtung handelt usw.) und verschiedener Attribute der Vorrichtung 102 (Referenzen 308-335 und gegebenenfalls ausgewählte Eigenschaften in 302 und 338), von denen wenigstens einige E/A abstrahiert sind. Zu den Attributen der Feldvorrichtung 102 gehören beschreibende Attribute der Vorrichtung 102 sowie verhaltensbezogene Attribute oder Verhaltensweisen der Vorrichtung 102, wenn verschiedene Bedingungen vorliegen, wie beispielsweise Alarme, Warnungen, Erkennen von Untergrenzen und/oder Obergrenzen, sowie andere Verhaltensweisen. Wenigstens einige der Attribute der Feldvorrichtung 102 weisen auf eine jeweilige Kategorie, einen jeweiligen Typen oder eine jeweilige Charakteristik hin, die/der der Vorrichtung 102 entspricht, anstelle einer ausdrücklichen Kennzeichnung (z. B. Typen 310, 312, 318 usw.), und als solche sind sie „E/A abstrahiert“. Zudem werden wenigstens einige der Eigenschaftswerte 302-338, die in der Instanz des Platzhalterobjektes der Vorrichtung 102 aufbewahrt oder gespeichert sind, im Prozessleitsystem 5 geschützt oder durchgeführt, nachdem die Vorrichtung 102 einer bestimmten E/A-Karte, einem bestimmten E/A-Kanal und/oder einem bestimmten E/A-Knoten zugeordnet wurde, z. B. nachdem die Verbindungspfadeigenschaft 305 der Vorrichtung dahingehend geändert wurde, dass sie anzeigt, dass die Vorrichtung 102 sich in einem Zustand E/A zugeordnet befindet, wie in einem nachstehenden Abschnitt beschrieben.
  • Aus Gründen der Übersichtlichkeit gehört zur vorstehenden Erörterung der Konfiguration der Vorrichtungsgehäuse oder -platzhalterobjekte 300, dass ein Benutzer die gewünschten Werte für verschiedene Eigenschaften 302-338 über eine Benutzerschnittstelle eingibt, konfiguriert oder anderweitig definiert, wie beispielsweise über eine Benutzerschnittstelle eines Asset-Management-Systems 132 und/oder eines Feldinbetriebnahmewerkzeugs 135. Wenigstens durch den E/A abstrahierten Charakter der Vorrichtungsdefinitionen 308 von Vorrichtungen, die sich im Zustand E/A nicht zugeordnet befinden, können jedoch wenigstens einige der gewünschten Eigenschaftswerte 302-338 (z. B. für sichtbare Eigenschaften und/oder für versteckte Eigenschaften) durch eine Konfigurationsanwendung 340 automatisch konfiguriert, definiert und ausgefüllt werden, die auf dem Asset-Management-System 132, auf einem Feldinbetriebnahmewerkzeug 135 (z. B. wie in den 2A und 2C dargestellt) oder auf einer anderen Rechenvorrichtung läuft. In einem Beispiel füllt die Konfigurationsanwendung 340 automatisch wenigstens einige der Eigenschaftswerte 302-338 auf der Grundlage von Informationen aus, die in einer oder mehreren Dateien, einer oder mehreren Datenbanken oder einem oder mehreren Datenspeichern 342 gespeichert sind. Wenigstens einige der Datendateien oder Datenspeicher 342 können im Hinblick auf die Konfigurationsanwendung 340 lokal angeordnet sein (z. B. am Asset-Management-System 132, am Feldinbetriebnahmewerkzeug 135, wie in den 2A und 2C dargestellt, und/oder an einem anderen lokalen Datenspeicher). Zusätzlich oder alternativ können wenigstens einige der einen oder mehreren Dateien oder Datenbanken 342 entfernt angeordnet sein (z. B. auf einem Remote-Server, einer Datenbank, einem Cloud-Speicher usw., nicht abgebildet) und die Konfigurationsanwendung 340 kann rechnerfern auf diese zugreifen.
  • Die Datenspeicher 342 speichern Hinweise oder Definitionen von verschiedenen Zuordnungen oder Assoziationen von E/A abstrahierten Informationen, z. B. zwischen verschiedenen E/A abstrahierten Schnittstellentypen 310 und verschiedenen E/A abstrahierten Vorrichtungstypen 312, zwischen verschiedenen E/A abstrahierten Vorrichtungstypen 312 und verschiedenen E/A abstrahierten Vorrichtungscharakteristiken 315, zwischen verschiedenen E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinitionen 308 und verschiedenen Arten von E/A-Hardware, zwischen verschiedenen Arten von E/A-Hardware und verschiedenen E/A abstrahierten E/A-Schnittstellenkonfigurationseigenschaften 318, zwischen verschiedenen E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinitionen 308 und verschiedenen E/A abstrahierten E/A-Konfigurationseigenschaften 318, zwischen verschiedenen E/A abstrahierten E/A-Konfigurationseigenschaften 318 und verschiedenen E/A abstrahierten Konfigurationsparametereigenschaften 320, zwischen verschiedenen E/A abstrahierten Konfigurationsparametereigenschaften 320 und verschiedenen Kanalparametereigenschaften 332, und dergleichen. Zusätzlich oder alternativ können die Dateien oder Datenbanken 342 zudem Werte von allgemeinen Eigenschaften 302, wie beispielsweise Name, Beschreibung, Verdrahtungs-ID, typischer Schaltplan, lange HART-Kennzeichnung, HART-Vorrichtungsdefinition usw., und/oder von anderen Vorrichtungseigenschaften 338 speichern.
  • Die Dateien, Datenbanken oder Datenspeicher 342 können in einem beliebigen geeigneten Format implementiert sein (z. B. Kompatibilitätsmatrizen, Tabellen, Referenzdatenbanken usw.) und können auf einer beliebigen Anzahl von Datenspeichervorrichtungen implementiert sein.
  • Dementsprechend kann die Konfigurationsanwendung 340 auf der Grundlage des E/A abstrahierten Charakters der Vorrichtungsdefinitionen 308 von Vorrichtungen, die sich im Zustand E/A nicht zugeordnet befinden, und unter Verwendung der Inhalte der Datenspeicher 342, wenigstens einige der Eigenschaftswerte 302-338 für mehrere Vorrichtungen in großen Mengen konfigurieren, z. B. diejenigen, die einen oder mehrere gemeinsame Eigenschaftswerte 302-338 miteinander teilen, wodurch Vorrichtungskonfigurationen in verschiedenen Bereichen der Prozessanlage 5 und Effizienzen während der Inbetriebnahme einheitlich nachverfolgt werden können.
  • Unter Bezugnahme auf die Eigenschaft Name, die in den allgemeinen Eigenschaften 302 des Objektes 300 enthalten ist, unterliegt die Eigenschaft Name denselben Namensgebungs- und Namensraumregeln wie logische Vorrichtungskennungen, die im Prozessleitsystem 5 verwendet werden, wie beispielsweise die Namensgebungs- und Namensraumregeln für Vorrichtungskennzeichnungen und Vorrichtungssignalkennzeichnungen. Als solches speichert die Eigenschaft Name bei einer Ausführungsform die verkürzte Kennzeichnung (ST) der Vorrichtung 102, die, wie vorstehend im Zusammenhang mit den 3A und 3B erörtert, automatisch von der langen Kennzeichnung (LT) der Vorrichtung abgeleitet werden kann, z. B. durch ein Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung. Dementsprechend empfängt das Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung in einigen Situationen eine lange Kennzeichnung (LT) einer bestimmten Vorrichtung von der Konfigurationsanwendung 340 oder greift direkt auf die Dateien oder Datenbanken 342 zu, um die lange Kennzeichnung der bestimmten Vorrichtung zu lesen oder anderweitig abzurufen, und verwendet dann die abgerufene lange Kennzeichnung, um die verkürzte Kennzeichnung (ST) der Vorrichtung zu ermitteln, z. B. wie beispielsweise vorstehend beschrieben. In einigen Situationen liest das Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung eine Vielzahl von langen Kennzeichnungen (LT) der Vorrichtung in großen Mengen aus einer oder mehreren der Dateien oder Datenbanken 342 aus, erzeugt eine entsprechende Vielzahl von verkürzten Kennzeichnungen (ST) der Vorrichtung und speichert die erzeugte Vielzahl von verkürzten Kennzeichnungen (ST) in einer oder mehreren der Dateien oder Datenbanken 342 für einen anschließenden Zugriff durch die Konfigurationsanwendung 340, um jeweilige Namenseigenschaften mehrerer Vorrichtungen auszufüllen. In einigen Situationen empfängt die Konfigurationsanwendung 340, anstatt die Dateien 342 auszulesen oder darauf zuzugreifen, um die verkürzte Kennzeichnung (ST) der Vorrichtung abzurufen, die verkürzte Kennzeichnung (ST) einer Vorrichtung vom Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung, entweder pro Vorrichtung oder in großen Mengen.
  • Es wird angemerkt, dass, wenngleich die Konfigurationsanwendung 340 und das Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung als separate Einheiten erörtert werden, die Konfigurationsanwendung 300 und das Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung bei einigen Umsetzungen wenigstens teilweise eine ganzheitliche Einheit darstellen. Beispielsweise kann das Gerät 200 zur Syntaxanalyse der Kennzeichnung in der Konfigurationsanwendung 340 enthalten sein oder kann der Kennzeichnungssyntaxanalysierer 208 in der Konfigurationsanwendung 340 enthalten sein.
  • 4B zeigt ein beispielhaftes Verfahren 350 zum Inbetriebnehmen einer Prozessanlage, das wenigstens teilweise durch das Asset-Management-System oder ein anderes System 132, das sich in der Feldumgebung befindet, durch eine oder mehrere Feldinbetriebnahmevorrichtungen 135 und/oder durch eine beliebige andere geeignete Vorrichtung durchgeführt werden kann, die sich in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 befindet. Zur einfacheren Veranschaulichung, jedoch nicht einschränkend, wird das Verfahren 350 unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die 1-4A beschrieben. Allgemein ausgedrückt wird wenigstens ein Teil des Verfahrens 350 (und in einigen Situationen das gesamte Verfahren 350) in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 ausgeführt, beispielsweise in einem Gerüstbereich der Feldumgebung 122 und/oder in einem Aufbaubereich der Feldumgebung 122.
  • Bei einem Block 352 gehört zum Verfahren 350 das Abrufen eines Satzes Werte, mit denen eine Feldvorrichtung 102 beschrieben wird, zum Ausfüllen in verschiedenen Eigenschaften eines Platzhalterobjektes 300 der Vorrichtung für die Feldvorrichtung 102. Während der Laufzeit der Prozessanlage 5 soll die Feldvorrichtung 102 eine physikalische Funktion in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 ausführen und Daten senden und/oder empfangen, die der physikalischen Funktion zum Steuern eines Prozesses in der Prozessanlage 5 entsprechen. Die Daten, die der physikalischen Funktion entsprechen, sollen über einen Anschluss gesendet und/oder empfangen werden, der kommunikativ mit einer E/A-Vorrichtung verbunden ist. Während der Ausführung des Verfahrens 350 befindet sich die Feldvorrichtung 102 jedoch in einem Zustand E/A nicht zugeordnet, z. B. ist die Feldvorrichtung 102 nicht zugeordnet (z. B. noch nicht zugeordnet), um über eine beliebige E/A-Vorrichtung zu kommunizieren.
  • Wenigstens einige des Satzes von Werten kennzeichnen die Feldvorrichtung 102 in der Prozessanlage 5 spezifisch, z. B. deren Name, deren lange Kennzeichnung, eine HART-Vorrichtungsdefinition (wenn es sich bei der Feldvorrichtung 102 um eine HART-Vorrichtung handelt) usw. Zusätzlich weisen wenigstens einige des Satzes von Werten jeweils auf eine jeweilige Typenkategorie hin, mit der die Feldvorrichtung 102 beschrieben wird. Beispielsweise kann der Satz von Werten einen oder mehrere Werte enthalten, von denen jeder jeweils auf einen E/A-Schnittstellentyp 310, einen Vorrichtungstyp 312, eine Charakteristik des Vorrichtungstyps 315, einen E/A-Konfigurationstyp 318, eine oder mehrere Eigenschaften/einen oder mehrere Parameter des E/A-Konfigurationstyps 320, einen oder mehrere Kanalparameter des E/A-Konfigurationstyps 322, eine Vorrichtungswarnungskonfiguration 328, eine Vorrichtungsalarmkonfiguration 330, eine automatisierte Kreistestkonfiguration 332 oder andere Typen oder Kategorien 335, 338 von beschreibenden Attributen der Feldvorrichtung 102 hinweist.
  • Wenigstens einige des Satzes von Werten, die der Feldvorrichtung 102 entsprechen, werden von einer oder mehreren Quellen abgerufen (Block 352). Beispielsweise können wenigstens einige der Werte, mit denen die Feldvorrichtung 102 beschrieben wird, dadurch abgerufen werden, dass die Werte von einer Datei oder einem Datenspeicher ausgelesen, die Werte über eine Kommunikationsverbindung empfangen, die Werte über eine Benutzerschnittstelle empfangen, die Werte von einer anderen Anwendung empfangen und/oder auf der Grundlage beliebiger anderer bekannter Mittel zum Abrufen von Daten abgerufen werden. Bezeichnenderweise wird der Satz von Werten, mit denen die Feldvorrichtung 102 beschrieben wird, jedoch abgerufen (Block 352), während ein Kreis (oder ein Teil davon), in dem die Feldvorrichtung 102 enthalten ist, kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden ist. Beispielsweise kann kein Wert aus dem Satz von Werten von einem Steuerungskonfigurationswerkzeug oder einer Steuerungskonfigurationsanwendung abgerufen werden, das/die in der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verwendet wird, da die Kommunikationspfade zwischen der Feldumgebung 122 und der Back-End-Umgebung 125 über den Regelkreis 100 (z. B. über die Feldvorrichtung 102, eine zugeordnete E/A-Karte, die Steuerung 120 und die Back-End-Datenautobahn oder den Back-End-Backbone 10) (noch) nicht eingerichtet oder festgelegt wurden.
  • Einige Werte aus dem Satz von Werten, die der Feldvorrichtung 102 entsprechen, können durch automatisches Ableiten von einem anderen abgerufenen Wert abgerufen werden (Block 352). Beispielsweise kann die Ausgangskennzeichnung der Vorrichtung von einer Quelle abgerufen werden und kann eine Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung 102 automatisch von der abgerufenen Ausgangskennzeichnung abgeleitet werden.
  • Bei einem Block 355 gehört zum Verfahren 350 zudem das Konfigurieren einer Instanz eines Platzhalterobjektes 300 der Vorrichtung für die Feldvorrichtung 102 unter Verwendung der abgerufenen Werte, mit denen die Feldvorrichtung 102 beschrieben wird, wodurch eine E/A abstrahierte Konfiguration der Vorrichtung 102 definiert wird. Zum Konfigurieren der Instanz des Vorrichtungsplatzhalterobjektes der Feldvorrichtung 102 gehört das Ausfüllen entsprechender Felder oder Eigenschaften des Objektes 300 mit entsprechenden Werten, mit denen die Feldvorrichtung 102 beschrieben wird.
  • Es wird angemerkt, dass nicht alle konfigurierten Instanzen von Vorrichtungsplatzhalterobjekten 300 denselben Satz von Eigenschaften enthalten. Verschiedene Sätze von Eigenschaften können auf der Grundlage eines oder mehrerer ausgefüllter Werte von anderen Eigenschaften sichtbar werden, die im Objekt 300 enthalten sind. Als solches gehört zum Konfigurieren der Instanz des Platzhalterobjektes 300 der Vorrichtung für die Feldvorrichtung 102 (Block 355) bei einigen Szenarien das Sichtbarmachen einer zusätzlichen Eigenschaft des Objektes 300 auf der Grundlage eines Wertes, der in einer anderen Eigenschaft des Objektes 300 eingetragen wurde 300 (nicht in 4B abgebildet). Beispielsweise wird auf der Grundlage der Tatsache, dass die Eigenschaft E/A abstrahierter Schnittstellentyp 310 als konventionell ausgefüllt wird, die Eigenschaft E/A abstrahierter Vorrichtungstyp 312 für deren entsprechende Befüllung sichtbar (z. B. für den Stromeingang, den Stromausgang usw.). Diese Assoziationen der bestimmten Sichtbarmachung zusätzlicher Eigenschaften auf der Grundlage bestimmter ausgefüllter Werte von anderen Eigenschaften können beispielsweise in einer Datei, einer Datenbank oder einem Datenspeicher 342 gespeichert werden, der Hinweise auf die Assoziationen oder Zuordnungen speichert. Darüber hinaus kann der Bereich möglicher Füllwerte für die neu sichtbar gemachte Eigenschaft ebenfalls in der Datei, der Datenbank oder dem Datenspeicher 342 gespeichert werden.
  • Es wird zudem angemerkt, dass, während eine konfigurierte Instanz eines Platzhalterobjektes 300 der Vorrichtung E/A abstrahierte Werte für verschiedene Eigenschaften enthält (z. B. E/A abstrahierter Schnittstellentyp, E/A abstrahierter Vorrichtungstyp usw.), die konfigurierte Instanz ausdrückliche Werte für andere Eigenschaften enthalten kann. Beispielsweise können Alarmgrenzen auf ausdrückliche Werte gesetzt werden und können bestimmte Parameterwerte der E/A-Konfigurationseigenschaft auf ausdrückliche Werte gesetzt werden.
  • Bei einem Block 358 gehört zum Verfahren 350 das Initiieren einer oder mehrerer Inbetriebnahmehandlungen an der Feldvorrichtung 102, während sich die Feldvorrichtung im Zustand E/A nicht zugeordnet befindet. Die eine oder mehreren Inbetriebnahmehandlungen werden auf der Grundlage der E/A abstrahierten Konfiguration der Feldvorrichtung 102 initiiert. In einem Beispiel werden, nachdem erkannt wird, dass sich die Feldvorrichtung 102 im Zustand E/A nicht zugeordnet befindet, wie durch den Wert angezeigt, der in der konfigurierten Instanz des Vorrichtungsplatzhalterobjektes der Feldvorrichtung 102 aufbewahrt oder gespeichert ist, eine oder mehrere Inbetriebnahmehandlungen initiiert (Block 358). Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere Inbetriebnahmehandlungen wenigstens einige der Informationen oder Daten verwenden, die in der E/A abstrahierten Konfiguration der Feldvorrichtung 102 gespeichert sind. Beispielsweise kann der Name der Feldvorrichtung 102 (bei dem es sich beispielsweise um eine Vorrichtungskennzeichnung oder eine Vorrichtungssignalkennzeichnung handeln kann, die der Feldvorrichtung 102 entspricht) verwendet werden, um die Identität der eingebauten Feldvorrichtung 102 zu prüfen und Testsignale zu erzeugen. In einem anderen Beispiel definieren die in die HART-Vorrichtungswarnungs- 328 und die HART-Vorrichtungsalarmkonfiguration 330 eingepflegten Werte das Verhalten der Feldvorrichtung 102 bei Warnungen und/oder Alarmen und werden diese erwarteten Verhaltensweisen durch eine oder mehrere Inbetriebnahmehandlungen festgestellt, getestet und/oder überprüft.
  • In einem optionalen Block 360 gehört zum Verfahren 350 das Erkennen oder Ermitteln, dass die Feldvorrichtung 102 in den Zustand E/A zugeordnet gewechselt ist, was darauf hindeutet, dass die Feldvorrichtung 102 einer bestimmten E/A-Vorrichtung, einem bestimmten E/A-Kanal und/oder einem bestimmten E/A-Knoten zugeordnet wurde. Auf der Grundlage des Erkennens, dass die Vorrichtung 102 sich im Zustand E/A zugeordnet befindet, können eine oder mehrere andere Inbetriebnahmehandlungen initiiert werden und können diese anderen Inbetriebnahmehandlungen wenigstens einige der Informationen oder Daten verwenden, die durch die E/A abstrahierte Konfiguration der Feldvorrichtung 102 aufbewahrt oder gespeichert wurden. Beispielsweise kann ein automatisierter Kreistest, der am Kreis 100 durchgeführt wird, die Werte verwenden, die in die Konfigurationseigenschaften zum automatisierten Kreistest 332 für die Feldvorrichtung 102 eingepflegt wurden und die verschiedenen Signalniveaus anzeigen, die an der Feldvorrichtung 102 erzeugt werden müssen, um das Verhalten des Prozessregelkreises 100 zu testen und/oder zu überprüfen.
  • Bei einigen Ausführungsformen wird das Verfahren 350 vollständig ausgeführt, ohne Eingaben durch den Benutzer zu erfordern oder zu verwenden, bis auf das mögliche Empfangen eines Initiierungsbefehls für das Verfahren 350 über eine Benutzerschnittstelle. Beispielsweise werden nach dem Empfangen eines Benutzerbefehls zum Initiieren des Verfahrens 350 automatisch und ohne jedwede eingreifenden Benutzereingaben eine E/A abstrahierte Konfiguration für die Feldvorrichtung 102 erzeugt oder definiert (z. B. Blöcke 352, 355) und eine oder mehrere Inbetriebnahmehandlungen, die die erzeugte E/A abstrahierte Konfiguration der Vorrichtung 102 verwenden, automatisch und ohne jedwede eingreifenden Benutzereingaben initiiert (z. B. Block 358).
  • Darüber hinaus wird das Verfahren 350 in einigen Szenarien dahingehend erweitert, dass es auf eine Vielzahl von Feldvorrichtungen 102 angewendet wird, die verschiedene Arten von Feldvorrichtungen umfassen können (z. B. Sensoren, Ventile, Messvorrichtungen usw.). In einem beispielhaften Szenario wird Block 355 von Verfahren 350 für die Vielzahl von Feldvorrichtungen 102 durchgeführt (z. B. in Reihe und/oder parallel und ohne jedwede eingreifende Benutzereingaben), wodurch die Vielzahl von Feldvorrichtungen 102 E/A abstrahiert in großer Menge konfiguriert wird. Jedenfalls wird bei einer Ausführungsform die Gesamtheit des Verfahrens 350 automatisch für eine Vielzahl von Feldvorrichtungen durchgeführt, ohne dafür irgendwelche Benutzereingaben zu erfordern oder zu verwenden (bis auf das mögliche Empfangen eines Initiierungsbefehls über eine Benutzerschnittstelle). Das bedeutet, dass E/A abstrahierte Konfigurationen für die Vielzahl von Feldvorrichtungen automatisch und ohne jedwede eingreifenden Benutzereingaben erzeugt oder definiert werden und dass eine oder mehrere Inbetriebnahmehandlungen, die die erzeugten E/A abstrahierten Konfigurationen verwenden, automatisch und ohne jedwede eingreifenden Benutzereingaben initiiert werden.
  • Verbreitung von Vorrichtungsinformationen in der Feldumgebung
  • Dementsprechend ist die E/A abstrahierte Konfiguration der Vorrichtung 102 in der Feldumgebung 122 für eine Verwendung im Rahmen verschiedener Inbetriebnahmetätigkeiten verfügbar, während sich die Vorrichtung 102 im Zustand E/A nicht zugeordnet befindet und/oder während der Kreis 100, in dem die Vorrichtung 102 enthalten ist, kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung 125 verbunden ist. In der Feldumgebung 122 können eine oder Inbetriebnahmetätigkeiten, die wenigstens einige der Informationen verwenden, die in der E/A abstrahierten Konfiguration der Vorrichtung 102 aufbewahrt oder enthalten sind, bei oder an der Vorrichtung 102 ausgeführt werden, beispielsweise, wenn die Vorrichtung 102 erstmalig eingebaut wird, wenn eine kommunikative Verbindung an der Vorrichtung 102 verfügbar ist (z. B. ein Kabel wird an einem Anschluss der Vorrichtung aufgenommen, ein drahtloser Sender-Empfänger der Vorrichtung 102 ist aktiviert usw.), wenn die Vorrichtung 102 kommunikativ mit einem CHARM 110a verbunden ist, usw. Beispielsweise werden unter Verwendung der E/A abstrahierten Konfiguration der Vorrichtung Testsignale entsprechend der E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinition 308 der Vorrichtung 102 in die Vorrichtung 102 eingeführt, um deren Reaktionsverhalten zu testen, wenngleich sich die Vorrichtung 102 in einem Zustand E/A nicht zugeordnet befindet.
  • Als solches wird die E/A abstrahierte Konfiguration der Vorrichtung 102 an einem Ort in der Feldumgebung 122 gespeichert, so dass die Feldinbetriebnahmewerkzeuge 135 ohne Weiteres auf darin aufbewahrte oder gespeicherte Informationen zugreifen können. Beispielsweise kann wenigstens ein Teil der E/A abstrahierten Konfiguration der Vorrichtung 102 lokal an der Inbetriebnahmevorrichtung 135, am Asset-Management-System 132 und/oder in einer anderen Datei oder einem anderen Datenspeicher 342 gespeichert werden, auf den die Inbetriebnahmevorrichtung 135 zugreifen kann. Bei einigen Ausführungsformen ist eine Gesamtheit der E/A abstrahierten Konfiguration der Vorrichtung 102 lokal an der Inbetriebnahmevorrichtung 135, am Asset-Management-System 132 und/oder in der Datei oder dem Datenspeicher 342 gespeichert.
  • Zusätzlich werden in einigen Szenarien wenigstens einige der in der E/A abstrahierten Konfiguration der Vorrichtung 102 gespeicherten Informationen zum Speichern auf einer oder mehreren Komponenten verteilt, die mit der Feldvorrichtung 102 assoziiert sind und für den Laufzeitbetrieb in die Feldumgebung 122 eingebaut wurden (und/oder werden sollen), um wenigstens einen Teil des Industrieprozesses zu steuern, wie beispielsweise andere Komponenten des Prozessregelkreises 100, von dem die Feldvorrichtung 102 ein Teil ist. Von dem Satz von Informationen, die in der E/A abstrahierten Konfiguration der Vorrichtung 102 aufbewahrt oder gespeichert sind, werden allgemein ausgedrückt wenigstens die Kennzeichnung der Feldvorrichtung 102, wie beispielsweise der Eigenschaftswert Name, die verkürzte Kennzeichnung (ST) oder eine andere bestimmte Kennzeichnung der Feldvorrichtung 102, an die empfangende(n) Komponente(n) verteilt und in diesen gespeichert. Für einige Vorrichtungen und/oder für einige empfangende Komponenten werden zusätzliche Informationen, die in der E/A abstrahierten Konfiguration der Vorrichtung 102 aufbewahrt oder gespeichert sind, ebenfalls verteilt und im Speicher der empfangenden Komponenten gespeichert. In der Regel enthalten die eine oder mehreren Komponenten, an die wenigstens einige der Informationen der E/A abstrahierten Konfiguration der Feldvorrichtung verteilt werden, keine Benutzerschnittstellenvorrichtungen (z. B. keine Feldinbetriebnahmewerkzeuge 135, keine Benutzerschnittstellen des Asset-Management-Systems 132 und andere Benutzerschnittstellenvorrichtungen).
  • Anstelle dessen kopiert, überträgt oder verteilt die Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 und/oder das Asset-Management-System 132 in einigen Inbetriebnahmeszenarien wenigstens einige der in der E/A abstrahierten Konfiguration der Vorrichtung 102 gespeicherten Informationen (z. B. den Namen der Vorrichtung 102 und gegebenenfalls andere Informationen) an die eine oder die mehreren empfangenden Komponenten, die in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 angeordnet sind. In einem Beispiel stellt die Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 und/oder das Asset-Management-System 132 (mit oder ohne menschliche Hilfe) eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverknüpfung oder -verbindung mit der empfangenden Komponente her und kopiert, überträgt oder verteilt die gewünschten Informationen der E/A abstrahierten Konfiguration der Feldvorrichtung 102 anderweitig an die empfangende Komponente über die hergestellte Verbindung, damit diese in einem Speicher der empfangenden Komponente gespeichert werden.
  • Zur Verteilung der gewünschten Informationen der E/A abstrahierten Konfiguration der Feldvorrichtung 102 an die empfangende Komponente kann eine beliebige geeignete Technologie oder Technik zur elektronischen Kommunikation verwendet werden. Eine beispielhafte geeignete Technologie zur elektronischen Kommunikation ist ein drahtloses Kurzstreckenzustandsprotokoll, z. B. RFID (Radiofrequenz-Identifikation), Bluetooth, NFC (Nahfeldkommunikation), oder ein anderes drahtloses Kurzstreckenkommunikationsprotokoll, wie beispielsweise in US-Patentanmeldung Nr. 15/291,200 beschrieben, gleichzeitig mit der vorliegenden Schrift eingereicht, mit dem Titel „Method and System for Commissioning Process Control Hardware“ (Aktenzeichen des Bevollmächtigten 06005-593481), deren Offenbarung durch Bezugnahme hierin vollumfänglich aufgenommen ist. Es wird jedoch angemerkt, dass in verschiedenen Situationen verschiedene drahtlose Kurzstreckentechnologien zur Anwendung kommen können. Ist die empfangende Komponente beispielsweise (noch) nicht hochgefahren, kann RFID verwendet werden, um die gewünschten Informationen zur Vorrichtungskonfiguration der Feldvorrichtung 102 von einer tragbaren Inbetriebnahmevorrichtung 135 oder einer anderen Handheld-Vorrichtung auf einen Speicher zu übertragen, der an eine externe Oberfläche oder einen anderen externen Teil der empfangenden Komponente gebunden ist, wohingegen eine andere Technik eingesetzt werden kann, wie beispielsweise Bluetooth, Wi-Fi oder eine direkte, physikalische Verbindung oder ein Kabel, wenn eine empfangende Komponente hochgefahren ist.
  • Wenn die empfangende Komponente wenigstens teilweise hochgefahren ist und einen eingebauten Speicher enthält, können jedenfalls verschiedene drahtlose und/oder drahtgebundene Techniken verwendet werden, um die gewünschten Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 zum Speichern auf der empfangenden Komponente zu übertragen. In der Regel gehören in diesen Situationen zur empfangenden Komponente Hardware, Software und/oder Firmware, die so konfiguriert ist, dass sie die gewünschten Konfigurationsinformationen der Vorrichtung 102 über einen drahtgebundenen oder drahtlosen Anschluss der empfangenden Komponente empfängt und die empfangenen Informationen im eingebauten Speicher ablegt. In einem Beispiel verwendet eine tragbare Inbetriebnahmevorrichtung 135 oder eine andere Handheld-Vorrichtung Bluetooth, NFC oder ein anderes drahtloses Kurzstreckenprotokoll zum Übertragen der gewünschten Informationen zur Vorrichtungskonfiguration der Feldvorrichtung 102 über eine drahtlose Verknüpfung an einen drahtlosen Anschluss der empfangenden Komponente und sorgt die empfangende Komponente dafür, dass die empfangenen Informationen in deren eingebauten Speicher abgelegt werden. In einem anderen Beispiel verbindet ein Dongle oder eine andere drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle die tragbare Inbetriebnahmevorrichtung 135 oder die andere Handheld-Vorrichtung sicher und vorübergehend mit einem Anschluss der empfangenden Komponente zum Übertragen der gewünschten E/A abstrahierten Konfiguration der Vorrichtung 102 von der tragbaren Inbetriebnahmevorrichtung 135 oder der anderen Handheld-Vorrichtung an die empfangende Komponente und sorgt die empfangende Komponente dafür, dass die empfangenen Informationen in deren eingebauten Speicher abgelegt werden. Beispielsweise werden eine erste Seite eines drahtgebundenen Dongles in einen Anschluss der tragbaren Inbetriebnahmevorrichtung 135 oder der anderen Handheld-Vorrichtung und die zweite Seite in die empfangende Komponente gesteckt.
  • In einem beispielhaften Szenario handelt es sich bei der empfangenden Komponente der Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 um die Feldvorrichtung 102 selbst, wie beispielsweise, wenn es sich bei der Feldvorrichtung 102 um eine intelligente Feldvorrichtung handelt (z. B. Feldvorrichtung 102a, 102b). Bei intelligenten Feldvorrichtungen werden die gewünschten Informationen zur Vorrichtungskonfiguration direkt in deren eingebautem Speicher abgelegt. Bei alten Feldvorrichtungen (z. B. Vorrichtungen 102c, 102d) oder nach Bedarf bei intelligenten Feldvorrichtungen 102a, 102b werden die gewünschten Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 im Speicher einer anderen Komponente oder Vorrichtung abgelegt, die kommunikativ mit der Feldvorrichtung 102 verbunden ist (oder verbunden werden soll) (z. B. eine Komponente, die im Prozessregelkreis 100 enthalten ist, von dem die Feldvorrichtung 102 ein Teil ist), wodurch die Konfigurationsinformationen für die alte Feldvorrichtung 102 an einem Vermittlungsstandort gespeichert werden. In einem Beispiel werden die Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 an ein CHARM 110a verteilt und auf diesem gespeichert, das physikalisch mit der Feldvorrichtung 102 verbunden ist, jedoch noch nicht in eine CHARM-Klemmleiste 150 oder CIOC 145 gesteckt und/oder dieser zugeordnet wurde. In einem anderen Beispiel werden die Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 an eine CHARM-Erweiterungsvorrichtung verteilt und auf dieser gespeichert, die sich zwischen dem CHARM 110a und dessen Steckplatz an der CHARM-Klemmleiste 150 befindet.
  • Eine beispielhafte Erweiterungsvorrichtung für eine elektronische Klemmkomponente (z. B. eine CHARM-Erweiterungsvorrichtung) ist in 5A gezeigt. 5A veranschaulicht eine beispielhafte Explosionsansicht 400, die das CHARM 110a, eine CHARM-Erweiterungsvorrichtung 402 und eine CHARM-Klemmleiste 150 einer Feldvorrichtung 102 enthält. Allgemein ausgedrückt handelt es sich bei einer CHARM-Erweiterungsvorrichtung 402 um eine physikalische Komponente, die an einer Seite sicher am CHARM 110a befestigt werden kann und an der anderen Seite sicher im Steckplatz der CHARM-Klemmleiste 150 befestigt werden kann. Beispielsweise, wie in 5A veranschaulicht, kann das CHARM 110c sicher in der CHARM-Erweiterungsvorrichtung 402 aufgenommen werden, die wiederum sicher in der CHARM-Klemmleiste 150 aufgenommen werden kann. Wenn das CHARM 110a, die CHARM-Erweiterungsvorrichtung 402 und die CHARM-Klemmleiste 150 sicher aneinander befestigt sind, wird ein Signalpfad vom CHARM 110a zur CHARM-Klemmleiste 150 durch die CHARM-Erweiterungsvorrichtung 402 hergestellt.
  • Zur CHARM-Erweiterungsvorrichtung 402 gehört ein eingebauter oder interner Speicher 405, in dem wenigstens einige der Konfigurationsinformationen der Vorrichtung 102 (wie beispielsweise die Systemkennzeichnung der Vorrichtung und/oder andere gewünschte Informationen) gespeichert werden können. In einigen Konfigurationen gehört zur CHARM-Erweiterungsvorrichtung 402 ein Prozessor 408, mit dem die Konfigurationsinformationen der Vorrichtung von einer Quelle gelesen (z. B. von der Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 und/oder vom Asset-Management-System 132) und die Konfigurationsinformationen der Vorrichtung im Speicher 405 abgelegt werden können. In einigen Konfigurationen sind mehrere CHARM-Erweiterungsvorrichtungen 402 zwischen dem CHARM 110a und dessen Klemmleiste 150 angeordnet und miteinander verbunden, z. B. um zusätzlichen Speicherplatz für die Altvorrichtung 102 bereitzustellen oder aus anderen Gründen.
  • Es wird angemerkt, dass, wenngleich die vorstehende Erörterung der Verteilung wenigstens einiger der Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 zum Speichern im Speicher von einer oder mehreren empfangenden Komponenten erfolgt, nachdem die empfangende Komponente in die Feldumgebung 122 eingebaut wurde, die gewünschten Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 in anderen Szenarien zu einem beliebigen Zeitpunkt im Speicher einer empfangenden Komponente abgelegt werden, bevor die empfangende Komponente in die Feldumgebung 122 eingebaut wird. Beispielsweise können die gewünschten Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 in einer empfangenden Komponente im Vorfeld konfiguriert werden, z. B. im Werk. In einem anderen Beispiel können die gewünschten Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 in den Speicher der empfangenden Komponente in einem Gerüstbereich der Feldumgebung 122 geladen werden, bevor die empfangende Komponente physisch in die Feldumgebung 122 eingebaut wird.
  • Darüber hinaus können die Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung zusätzlich zur Verteilung von gewünschten Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 in der Feldvorrichtung 102 selbst oder in deren Proxy automatisch verteilt werden, um in anderen Komponenten gespeichert zu werden, die mit der Feldvorrichtung 102 assoziiert sind (z. B. in anderen Komponenten, die mit der Feldvorrichtung 102 in einem Regelkreis 100 angeordnet sind). Diese automatische Verteilung an zusätzliche empfangende Komponenten kann durch eine oder mehrere andere Bedingungen ausgelöst werden. Beispielsweise kann die automatische Verteilung der Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung an eine andere Komponente dadurch ausgelöst werden, dass eine Verbindung erkannt wird, die zwischen der Feldvorrichtung 102 und der anderen Komponente hergestellt wurde, bzw. kann die automatische Verteilung nach einem erfolgreichen Abschluss einer oder mehrerer Inbetriebnahmehandlungen ausgelöst werden, die an der Feldvorrichtung 102 durchgeführt wurden. Automatische Verteilungen an einige Komponenten können auftreten, während sich die Feldvorrichtung 102 in einem Zustand E/A nicht zugeordnet befindet, und andere automatische Verteilungen an andere Komponenten können auftreten, nachdem die Feldvorrichtung 102 in einen Zustand E/A zugeordnet gewechselt ist. Jedenfalls kann der Wechsel der Feldvorrichtung 102 in den Zustand E/A zugeordnet selbst eine automatische Verteilung der Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung an eine oder mehrere Komponenten auslösen. Im Allgemeinen erfolgt die automatische Verteilung der Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung unter anderem in Richtung der vorgeschalteten Komponenten in der Feldumgebung 122, z. B. Verteilung von Komponenten, die sich näher an der Feldvorrichtung 102 befinden, an Komponenten, die sich weiter entfernt von der Feldvorrichtung 102 befinden, jedoch näher an der Back-End-Umgebung 125 liegen.
  • Die vorstehend erörterten Verteilungskonzepte werden durch ein beispielhaftes Inbetriebnahmeszenario veranschaulicht, in dessen Rahmen diese und andere neuartige Techniken der Offenbarung verwendet werden. In diesem beispielhaften Szenario wurde eine intelligente Feldvorrichtung 102 in die Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 eingebaut, jedoch noch nicht mit anderen Vorrichtungen verbunden. Ein Feldbediener verwendet ein Handheld-Feldinbetriebnahmewerkzeug 135, um Daten von einem Asset-Management-System 132 abzurufen, mit denen er eine Instanz eines Platzhalterobjektes 300 der Vorrichtung konfiguriert und dadurch eine E/A abstrahierte Konfiguration für die intelligente Vorrichtung 102 definiert. Die E/A abstrahierte Konfiguration der Vorrichtung 102 enthält eine verkürzte Kennzeichnung, die auf die Vorrichtung 102 hinweist, wobei die verkürzte Kennzeichnung (ST) automatisch von der langen Kennzeichnung (LT) abgeleitet wurde (z. B. die HART-Kennzeichnung der Vorrichtung), die im Asset-Management-System 132 gespeichert ist. In diesem beispielhaften Szenario wird die E/A abstrahierte Konfiguration der Vorrichtung 102 (oder eine Kopie davon) in der Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 gespeichert, damit sie während Inbetriebnahmephasen der Prozessanlage 5 verwendet werden kann, an denen die Feldvorrichtung 102 beteiligt ist.
  • Der Feldbediener führt eine oder mehrere Inbetriebnahmehandlungen an der Feldvorrichtung 102 durch, indem er das Feldinbetriebnahmewerkzeug 135 und wenigstens einige der Informationen verwendet, die in der E/A abstrahierten Vorrichtungskonfiguration der Feldvorrichtung 102 aufbewahrt oder gespeichert sind. Beispielsweise verwendet der Bediener die Inbetriebnahmevorrichtung 135, um die Vorrichtungsidentifikation, die in den E/A abstrahierten Konfigurationsinformationen der Vorrichtung aufbewahrt oder gespeichert ist, mit Identifikationsinformationen zu vergleichen/zu überprüfen, die auf den Etiketten stehen, die an der physisch eingebauten Vorrichtung 102 befestigt sind (z. B. am RFID-Schild oder einem angebrachten Etikett), oder die auf einem Etikett oder einem Schild stehen, das an einem Kabel der physisch eingebauten Vorrichtung 102 befestigt ist. Nach erfolgreicher Überprüfung der Identifikation verteilt das Feldinbetriebnahmewerkzeug 135 die verkürzte Kennzeichnung (ST) der Feldvorrichtung 102 (und gegebenenfalls andere Informationen) an die Feldvorrichtung 102, damit diese in einem internen Speicher der Feldvorrichtung 102 gespeichert werden. Die Verteilung kann durch den manuellen Befehl des Feldbedieners am Feldinbetriebnahmewerkzeug 135 oder automatisch ausgelöst werden, z. B. automatisch durch die Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 oder die Feldvorrichtung 102 nach Erkennen einer erfolgreichen Überprüfung der Identifikationsinformationen der Feldvorrichtung.
  • Zusätzlich werden eine oder mehrere andere Inbetriebnahmetätigkeiten an der Feldvorrichtung 102 durchgeführt, während sich die Feldvorrichtung 102 in einem autarken Zustand (d.h. E/A nicht zugeordnet) befindet, um zu prüfen, dass die Vorrichtung 102 erwartungsgemäß arbeitet, z. B. Hochfahren, Herunterfahren, Reset, Zurücksetzen auf Werkseinstellungen und Neustarts usw. Zu einigen dieser Inbetriebnahmehandlungen oder - tätigkeiten können das Verbinden der Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 mit einem Anschluss der Feldvorrichtung 102 und das Senden von simulierten Signalen von der Inbetriebnahmevorrichtung 135 über den Anschluss gehören, um das sich daraus ergebende Verhalten der Feldvorrichtung zu prüfen. Die simulierten Signale können in einem Format erzeugt werden, das der E/A abstrahierten Konfiguration der Vorrichtung 102 entspricht, die der Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 zur Verfügung steht.
  • Weiter fortfahrend im beispielhaften Szenario verbindet der Feldbediener, nachdem ein erster Durchgang Inbetriebnahmehandlungen/-tätigkeiten an der autarken Vorrichtung 102 durchgeführt wurde, die Vorrichtung 102 mit einer anderen Komponente (z. B. eine andere Komponente, die im Prozessregelkreis 100 der Vorrichtung 102 enthalten ist) und führt er eine oder mehrere Inbetriebnahmehandlungen oder -tätigkeiten an der Kombination aus den beiden miteinander verbundenen Komponenten durch. Beispielsweise verbindet der Feldbediener eine Seite einer Verbindung oder eines Kabels mit einem Anschluss der intelligenten Vorrichtung 102 und die andere Seite der Verbindung oder des Kabels mit einem CHARM 110a, wodurch die intelligente Vorrichtung 102 und deren CHARM 110a miteinander verbunden werden. Das CHARM 110a wird dementsprechend als der Vorrichtung 102 „vorgeschaltet“ angeordnet betrachtet, da das CHARM 110a näher an der Back-End-Umgebung 125 liegt als die Feldvorrichtung 102 (aus Sicht des Kommunikationspfades). Nach dem Erkennen der Herstellung der Verbindung zwischen der intelligenten Vorrichtung 102 und dem CHARM 110a werden wenigstens einige der Konfigurationsinformationen der Vorrichtung, die im internen Speicher der Feldvorrichtung 102 gespeichert sind (z. B. die verkürzte Kennzeichnung (ST) der Vorrichtung 102 und gegebenenfalls andere Informationen) automatisch an einen internen Speicher des vorgeschalteten CHARM 110a verteilt, z. B. durch automatisches Übertragen der Informationen auf das vorgeschaltete CHARM 110a, oder dadurch, dass das vorgeschaltete CHARM 110a die Informationen automatisch von der intelligenten Feldvorrichtung 102 abruft. Als solche sind die Konfigurationsinformationen der Vorrichtung zu diesem Zeitpunkt sowohl am CHARM 110a als auch an der Vorrichtung 102 verfügbar und können sowohl durch das CHARM 110a als auch durch die intelligente Vorrichtung 102 verwendet werden, während eine oder mehrere Inbetriebnahmehandlungen durchgeführt werden, die sowohl das CHARM 110a als auch die intelligente Vorrichtung 102 betreffen, sowie während anderer Inbetriebnahmehandlungen oder -tätigkeiten. Beispielhafte Inbetriebnahmetätigkeiten, die sowohl das CHARM 110a als auch die intelligente Vorrichtung 102 betreffen, sind unter anderem das Senden von Signalen oder Meldungen entsprechend einem Format, das durch die Konfigurationsinformationen der Vorrichtung vorgegeben wird, zwischen dem CHARM 110a und der intelligenten Vorrichtung 102 zum Überprüfen des Formates, der Genauigkeit, der Signalstärke und dergleichen, und/oder das Injizieren simulierter CIOC-Signale entsprechend der Konfigurationsinformationen der Vorrichtung am CHARM 110a, um das resultierende Verhalten der Feldvorrichtung 102 zu testen.
  • Zudem müssen die automatische Verteilung der Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 in Richtung der vorgeschalteten Komponenten und die Verwendung der verteilten Konfigurationsinformationen im Rahmen von Inbetriebnahmetätigkeiten nicht nur erfolgen, während sich die Feldvorrichtung 102 in einem Zustand E/A nicht zugeordnet befindet, während die Feldumgebung 122 kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung 125 verbunden ist, und/oder während der Kreis (oder ein Teil davon) 100 kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung 125 verbunden ist. Beispielsweise gehören, das beispielhafte Szenario fortsetzend, zu den Inhalten der Konfigurationsinformationen der Vorrichtung 102, die zuerst an die intelligente Vorrichtung 102 und anschließend an das CHARM 110a verteilt werden, die verkürzte Kennzeichnung der Vorrichtung 102, sowie ein abgegrenzter Teil des Speichers und ein Steckplatz, in den das CHARM 110a eingesteckt/eingeführt werden soll. Wird das CHARM 110a in eine CHARM-Klemmleiste 150 gesteckt, können die gespeicherten Informationen zum abgegrenzten Speicherbereich und zum Steckplatz, die der Feldvorrichtung 102 entsprechen und im CHARM 110a gespeichert sind, verwendet werden, um zu prüfen, dass das CHARM 110a an der richtigen Stelle eingesteckt ist. Zusätzlich werden die Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 (z. B. die verkürzte Kennzeichnung (ST) und gegebenenfalls andere Informationen), nachdem das CHARM 110a in die CHARM-Klemmleiste 150 gesteckt wurde, automatisch an einen Speicher des CHARM-Trägers 142 verteilt und in diesem gespeichert. Beispielsweise können die Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 automatisch vom Speicher des CHARM-Trägers 142 gezogen oder auf diesen geschoben werden, und im Rahmen der Inbetriebnahme kann die CIOC 145 die Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung 102 verwenden, die im Speicher des CHARM-Trägers 142 gespeichert sind.
  • Natürlich kann die Verteilung von Konfigurationsinformationen der Vorrichtung, wie beispielsweise verkürzte Kennzeichnungen und andere Informationen, auch direkt von der Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 zu vorgeschalteten Komponenten erfolgen, anstelle automatisch abgetastet und durch Komponenten verteilt zu werden, die für Laufzeitabläufe in die Feldvorrichtung 102 eingebaut sind (oder werden sollen). Beispielsweise kann der Feldbediener eine Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 verwenden, um Konfigurationsinformationen von mehreren Feldvorrichtungen in großen Mengen in einen Speicher eines CHARM-Trägers 142 oder CIOC 145 zu laden, z. B. auf eine Art und Weise, die der vorstehend im Hinblick auf das Verteilen von Konfigurationsinformationen der Vorrichtung auf CHARMS 110a, CHARM-Erweiterungsvorrichtungen 402 und Feldvorrichtungen 102 erörterten ähnelt.
  • Beispielhafte Inbetriebnahmetätigkeiten
  • Dementsprechend können in Anbetracht der Erörterung unter Verwendung einer oder mehrerer der in der vorliegenden Schrift beschriebenen neuartigen intelligenten Inbetriebnahmetechniken einzelne Feldvorrichtungen, Komponenten und verschiedene Teile von Prozessregelkreisen während des jeweiligen Einbaus und des Herstellens der Verbindung in Betrieb genommen werden. Zusätzlich ermöglichen die in der vorliegenden Schrift beschriebenen neuartigen intelligenten Inbetriebnahmetechniken eine schrittweise oder stückweise Implementierung von mit dem Kreis zusammenhängenden Inbetriebnahmetätigkeiten während der jeweiligen Inbetriebnahme der Vorrichtungen, Komponenten und Teile eines Prozessregelkreises, anstatt warten zu müssen, bis der gesamte Kreis eingebaut und in Betrieb genommen ist.
  • Beispielsweise können Teile von Bestandslisten, Bestandskreisschaltplänen, Bestandskreisplänen und Bestandsdokumentationen schrittweise erstellt werden, während einzelne Vorrichtungen, Komponenten und Teile eines Kreises 100 jeweils in Betrieb genommen werden. Bei der traditionellen Inbetriebnahme ist es schwierig, Bestandslisten, - schaltpläne, -pläne und -dokumentationen zu erstellen, da spezialisierte Softwareanwendungen im Prozessleitsystem 5 vorgehalten werden müssen, und in der Regel können die Bestandslisten, -schaltpläne, -pläne und dokumentationen erst erstellt werden, nachdem Kreise in Betrieb genommen und mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden wurden. (Für eine bessere Übersichtlichkeit werden Bestandslisten, Bestandskreisschaltpläne, Bestandskreispläne und Bestandsdokumentationen in der vorliegenden Schrift im Allgemeinen als „Bestandsinformationen“ bezeichnet. Dementsprechend bezieht sich der Begriff „Bestandsinformationen“ im vorliegenden Zusammenhang auf eine beliebige Anzahl an einzelnen und/oder Kombinationen von Bestandslisten, Bestandskreisschaltplänen, Bestandskreisplänen und/oder Bestandsdokumentationen)
  • Das lokale und schrittweise Erzeugen von Bestandsinformationen zum Regelkreis, wie dies durch die intelligente Inbetriebnahme ermöglicht wird, beseitigt die Einschränkungen und Verzögerungen der traditionellen Inbetriebnahme. Anstelle dessen werden Bestandsinformationen zum Regelkreis lokal und schrittweise erzeugt, während der Kreis 100 kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden ist (z. B. wurde er noch nicht mit dieser kommunikativ verbunden). Beispielsweise werden Teile der Bestandsinformationen lokal erzeugt, während Feldvorrichtungen 102 sich in Zuständen E/A nicht zugeordnet befinden, bevor die Steuerung 120 physikalisch mit dem E/A-Schrank 115 verbunden wurde, bevor die Feldvorrichtung 102 einer bestimmten E/A-Karte 108 zugeordnet wurde, und/oder in anderen ähnlichen Zwischenzuständen während der Inbetriebnahme eines Prozessregelkreises 100 oder einer Prozessanlage 5. Das lokale Erzeugen von Bestandsinformationen zum Regelkreis ist besonders nützlich und bietet besondere Nutzen, wenn Prozessanlagen modular aufgebaut sind, z. B. wenn verschiedene Teile der Prozessanlagen getrennt an verschiedenen physischen Standorten gebaut werden, bevor sie am Anlagenstandort zusammengesetzt und in die Prozessanlage 5 als Ganzes integriert werden. Das lokale Erzeugen von Bestandsinformationen zum Regelkreis ist zudem besonders nützlich und bietet besondere Nutzen, wenn einer bereits laufenden Prozessanlage ein neuer Kreis hinzugefügt werden soll, da der neue Kreis in Betrieb genommen werden kann, ohne den laufenden Betrieb der Prozessanlage zu unterbrechen oder zu verzögern. Im Allgemeinen ermöglicht das lokale Erzeugen von Bestandsinformationen zum Regelkreis, dass die Inbetriebnahme von Kreisen bei Bedarf an getrennten physischen Standorten durchgeführt werden kann, wodurch Zeit und Personalstunden eingespart werden, die zur Inbetriebnahme des gesamten Systems am Anlagenstandort erforderlich wären.
  • 5B ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 420 zum lokalen Erzeugen von Bestandsinformationen zum Regelkreis, während ein Kreis kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden ist (z. B. noch nicht damit verbunden ist). Beispielsweise können wenigstens einige Teile des Verfahrens 420 während des Aufbaus und der Inbetriebnahme des Kreises in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 oder in einem Gerüstbereich, der nicht am Standort ist, ausgeführt werden. Wenigstens ein Teil des Verfahrens 420 kann bei einer Ausführungsform durch einen lokalen Generator für Bestandsinformationen zum Regelkreis ausgeführt werden (der unter Bezugnahme auf Fig. 5C näher beschrieben ist), und das Verfahren 420 wird nachstehend zur einfachen Erörterung und nicht zum Zwecke der Einschränkung beschrieben. In der Regel, aber nicht zwingend, wird das Verfahren 420 in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 ausgeführt, z. B. durch eine Feldinbetriebnahmevorrichtung 135 und/oder durch ein Asset-Management-System 132. Darüber hinaus wird das Verfahren 420 zur einfachen Erörterung und nicht zum Zwecke der Einschränkung nachstehend unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die 1-5A beschrieben.
  • Bei einem Block 422 gehört zum Verfahren 420 das Abrufen eines Hinweises, dass ein erster Teil eines Prozessregelkreises 100 überprüft wurde, z. B. auf der Grundlage des Abschlusses einer oder mehrerer jeweiliger Inbetriebnahmetätigkeiten. Beispielsweise erhält ein lokaler Generator für Bestandsinformationen zum Regelkreis den Hinweis, dass der erste Teil des Prozessregelkreises 100 überprüft wurde (Block 422), von einem Feldinbetriebnahmewerkzeug 135 oder einem Asset-Management-System 132.
  • Zum Verfahren 420 gehört zudem das Erzeugen eines ersten Teils einer E/A-Bestandsliste, in der der erste Teil des Prozessregelkreises als gebaut angezeigt oder beschrieben wird (Block 425). Bei einem Block 428 wird der erzeugte erste Teil der E/A-Bestandsliste gespeichert, z. B. im Feldinbetriebnahmewerkzeug 135, im Asset-Management-System 132, in einem oder mehreren Datenspeichern 342, auf die der Generator der Bestandsinformationen zugreifen kann, und/oder in einem anderen geeigneten Speicher oder Datenspeicher. Bei Bedarf (Block 430) können die Blöcke 422-428 für nachfolgende Teile des Prozessregelkreises 100 wiederholt werden, wenn nachfolgende Teile jeweils über jeweilige Inbetriebnahmehandlungen oder -tätigkeiten überprüft werden.
  • Zum Verfahren 420 können gegebenenfalls das Erzeugen und Speichern anderer Arten von Bestandsinformationen auf der Grundlage der gespeicherten Teile der E/A-Bestandsliste gehören (Block 432). Beispielsweise können Teile eines E/A-Kreisschaltplans oder -plans, der entsprechenden Teilen der E/A-Bestandsliste entspricht, erzeugt und gespeichert werden 432, entweder schrittweise, wenn jeder Teil der E/A-Bestandsliste selbst erzeugt 425 und gespeichert 428 wird, oder für einen Satz von mehreren Teilen der E/A-Bestandsliste, die gespeichert wurde. Gleichermaßen können Teile der E/A-Bestandsdokumentation, die entsprechenden Teilen des E/A-Bestandkreisschaltplans oder - plans entspricht, erzeugt und gespeichert werden 432, entweder schrittweise, wenn jeder Teil des E/A-Bestandsschaltplans oder -plans erzeugt und gespeichert wird, oder für einen Satz von mehreren Teilen des E/A-Bestandsschaltplans oder -plans, der gespeichert wurde.
  • Bei einem Block 435 gehört zum Verfahren 420 das Bereitstellen der lokal erzeugten E/A-Bestandsinformationen für die Back-End-Umgebung 125 des Prozessleitsystems 5. Die lokal erzeugten E/A-Bestandsinformationen können der Back-End-Umgebung 125 des Prozessleitsystems 5 (Block 435) zur Verfügung gestellt werden, während der Kreis 100 kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung 125 verbunden ist, z. B. über eine manuelle und/oder externe Netzwerkübertragung. In einem Beispiel, während der Kreis 100 kommunikativ nicht mit der Back-End-Umgebung 125 verbunden ist, werden die lokal erzeugten E/A-Bestandsinformationen vom Feldinbetriebnahmewerkzeug 135 oder dem Asset-Management-System 132 in eine zentralisierte Datenbank oder einen zentralisierten Datenspeicher 128 heruntergeladen, die/der sich in der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 befindet. Die E/A-Bestandsinformationen können der Back-End-Umgebung 125 (Block 435) schrittweise bereitgestellt werden, z. B. wenn jeder Teil der E/A-Bestandsinformationen erzeugt wird, oder in einer Menge, die mehrere Teile der E/A-Bestandsinformationen enthält.
  • In einem anderen Beispiel werden die lokal erzeugten E/A-Bestandsinformationen automatisch dem Prozessleitsystem 5 bereitgestellt, nachdem der Kreis 100 mit der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 verbunden wurde (z. B. automatisch über die Steuerung 120 und ein oder mehrere interne Laufzeitkommunikationsnetze des Prozessleitsystems 5 bereitgestellt). Beispielsweise wird, nachdem festgestellt wurde, dass eine kommunikative Verbindung des Kreises 100 mit der Back-End-Umgebung 125 hergestellt wurde, wenigstens ein Teil der E/A-Bestandsinformationen, die in der Feldumgebung 122 erzeugt und gespeichert wurden, über die kommunikative Verbindung des Kreises automatisch der Back-End-Umgebung 125 bereitgestellt. In der Back-End-Umgebung 125, z. B. über einen Bedienarbeitsplatz 71, kann das Prozessleitsystem 5 die lokal erstellten E/A-Bestandsinformationen zum Regelkreis verwenden, um Teile des Kreises 100 sowie den Kreis 100 als Ganzes zu testen, Fehler darin zu beheben und diese zu visualisieren. Beispielsweise kann ein Bestandskreisschaltplan oder -plan verwendet werden, um den gesamten Kreis 100 zu testen und zu überprüfen.
  • 5C zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Generators für Bestandsinformationen zum Regelkreis 450. Bei einer Ausführungsform ist der lokale Generator für Bestandsinformationen zum Regelkreis 450 in einer lokalen Vorrichtung oder einem lokalen Gerät zum Erstellen von Kreisinformationen 452 enthalten oder implementiert, die/das wenigstens teilweise im Feldinbetriebnahmewerkzeug 135, im Asset-Management-System 132, in der E/A-Klemmleiste 105, in der E/A-Karte 108, und/oder in einer beliebigen anderen Komponente, die im E/A-Schrank 115 untergebracht ist, untergebracht oder implementiert. In einem Beispiel ist die lokale Vorrichtung oder das lokale Gerät zum Erstellen von Kreisinformationen 452 im E/A-Schrank 115 untergebracht und als solches ist der lokale Generator für Bestandsinformationen zum Regelkreis 450 kommunikativ mit anderen Komponenten des Kreises 100 verbunden, die ebenfalls im Schrank 115 untergebracht sind, wie durch Referenz 455 angezeigt. In einem anderen Beispiel ist die lokale Vorrichtung oder das lokale Gerät zum Erzeugen von Kreisinformationen 452 wenigstens teilweise in einem Feldinbetriebnahmewerkzeug/in einer tragbaren Vorrichtung 135 enthalten oder umgesetzt, und dementsprechend kann der lokale Generator für Bestandsinformationen zum Regelkreis 450 eine kommunikative Verbindung (z. B. drahtgebunden und/oder drahtlos) zur Feldvorrichtung 102, zur E/A-Karte 108 und/oder beliebigen anderen Komponenten herstellen, die sich in der Feldumgebung 122 befinden, wie durch Referenz 455 angezeigt.
  • Zum lokalen Generator für Bestandsinformationen zum Regelkreis 450 können (i) ein Satz computerausführbarer Anweisungen, die in einem materiellen, nicht flüchtigen Speicher abgelegt und durch einen Prozessor ausführbar sind, (ii) ausführbare Firmwareanweisungen, und/oder (iii) ausführbare Hardwareanweisungen gehören, die lokal in der Feldumgebung 122 ausgeführt werden, in die der Kreis 100 eingebaut und in denen er in Betrieb genommen wird. Die Anweisungen, die den lokalen Generator für Bestandsinformationen zum Regelkreis 450 enthalten, können ausführbar sein, um wenigstens einen Teil des Verfahrens 420 auszuführen, beispielsweise.
  • Zudem kann die lokale Vorrichtung oder das lokale Gerät zum Erzeugen von Kreisinformationen 452 einen Speicherbereich für Kreisinformationen 458 enthalten, in dem die lokal erzeugten Bestandsinformationen zum Regelkreis gespeichert sind und auf den der Generator für Kreisinformationen 450 zugreifen kann. Beispielsweise kann der Speicherbereich für Kreisinformationen 458 in einem internen Speicher einer Feldvorrichtung 102, einer E/A-Karte 108, einem anderen Speicher enthalten sein, der im Schrank 115 sitzt. Zusätzlich oder alternativ kann der Speicherbereich für Kreisinformationen 458 in einem internen Speicher des Feldinbetriebnahmewerkzeugs 135, einem Speicher des Asset-Management-Systems 123 und/oder im Datenspeicher 342 enthalten sein.
  • 6 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 460 zum Inbetriebnehmen einer Prozessanlage 5, das wenigstens teilweise durch das Asset-Management-System oder ein anderes System 132, das sich in der Feldumgebung befindet, durch eine oder mehrere Feldinbetriebnahmevorrichtungen 135, durch eine oder mehrere Kreiskomponenten 102, 105, 108, 110, 120, die in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 angeordnet sind, und/oder durch beliebige andere geeignete Komponenten, Vorrichtungen und/oder Geräte durchgeführt werden kann, die sich in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 befinden. Zur einfacheren Veranschaulichung, jedoch nicht einschränkend, wird das Verfahren 460 unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die 1-5B beschrieben. Allgemein ausgedrückt, aber nicht zwingend, wird wenigstens ein Teil des Verfahrens 460 (und in einigen Situationen das gesamte Verfahren 460) in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 ausgeführt, beispielsweise in einem Gerüstbereich der Feldumgebung 122 und/oder in einem Aufbaubereich der Feldumgebung 122.
  • Bei einem Block 462 gehört zum Verfahren 460 das Abrufen, während sich die Feldvorrichtung 102 in einem Zustand E/A nicht zugeordnet befindet, einer Identifikation der Feldvorrichtung 102. Wie vorstehend erörtert, deutet der Zustand E/A nicht zugeordnet der Feldvorrichtung 102 daraufhin, dass die Feldvorrichtung 102 keiner bestimmten E/A-Karte 108 zugeordnet ist (z. B. noch nicht zugeordnet). Zur Identifikation der Feldvorrichtung 102 gehört in der Regel (aber nicht zwingend) eine Systemkennzeichnung, mit der die Feldvorrichtung 102 der Prozessanlage 5 identifiziert wird. Bei der Systemkennzeichnung kann es sich beispielsweise um eine Vorrichtungskennzeichnung oder eine Vorrichtungssignalkennzeichnung handeln, die die Feldvorrichtung 102 anzeigt, und sie kann automatisch von einer Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung 102 abgeleitet sein.
  • Zum Abrufen der Identifikation der Feldvorrichtung 102 (Block 462) gehört beispielsweise das Empfangen der Identifikation der Feldvorrichtung von einem Feldinbetriebnahmewerkzeug 135 oder einem Asset-Management-System 132, das sich in einem Beispiel in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 befindet. In einem anderen Beispiel, gehört zum Abrufen der Identifikation der Feldvorrichtung 102 (Block 462) das Zugreifen auf einen Datenspeicher 342, der sich in der Feldumgebung 122 befindet, um die Identifikation der Feldvorrichtung 102 abzurufen. In einigen Szenarien werden zusätzliche Informationen, die der Feldvorrichtung 102 entsprechen, im Zusammenhang mit der Identifikation der Feldvorrichtung 102 abgerufen (Block 462). Beispielsweise werden ein abgegrenzter Speicherbereich und ein Steckplatz eines Schranks 115, der einem CHARM 110a im Zusammenhang mit der Feldvorrichtung 102 entspricht, ausgewählte Informationen, die in der E/A abstrahierten Konfiguration der Feldvorrichtung 102 enthalten sind, und/oder andere Informationen, die der Feldvorrichtung 102 entsprechen, in Verbindung mit der Identifikation der Feldvorrichtung abgerufen (Block 462).
  • Bei einem Block 465 gehört zum Verfahren 460 das Speichern, während sich eine Feldvorrichtung 102 im Zustand E/A nicht zugeordnet befindet, der abgerufenen Identifikation der Feldvorrichtung 102 in einem Speicher einer Komponente eines Prozessregelkreises 100, von dem die Feldvorrichtung 102 ein Teil ist. Gegebenenfalls gehört zum Block 465 zusätzlich das Speichern beliebiger anderer Informationen, die der Feldvorrichtung 102 entsprechen und in Verbindung mit der Identifikation der Feldvorrichtung abgerufen wurden (Block 462).
  • Bei der Komponente, in der die Identifikation der Feldvorrichtung 102 gespeichert wird (Block 465), kann es sich um die Feldvorrichtung 102 selbst handeln, wie beispielsweise, wenn es sich bei der die Feldvorrichtung 102 um eine intelligente Vorrichtung handelt und diese einen integrierten Speicher umfasst. Bei nicht intelligenten Feldvorrichtungen oder nach Bedarf bei intelligenten Feldvorrichtungen kann es sich bei der Komponente um einen Proxy für die Feldvorrichtung 102 handeln, wie beispielsweise ein CHARM 110a, eine CHARM-Erweiterungsvorrichtung 402 oder eine andere vorgeschaltete Komponente der Feldvorrichtung 102, die ebenfalls im Kreis 100 enthalten ist.
  • Bei einem Block 468 gehört zum Verfahren 460 das Verteilen der gespeicherten Identifikation der Feldvorrichtung 102 (und jedweder Informationen, die in Verbindung mit der Identifikation der Feldvorrichtung gespeichert wurden) in einer zweiten Vorrichtung, die kommunikativ mit der Feldvorrichtung 102 in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 verbunden und in dem Kreis 100 enthalten ist, von dem die Feldvorrichtung 102 ein Teil ist. Die Identifikation der Feldvorrichtung wird von der Komponente an die zweite Vorrichtung verteilt 468, so dass die verteilte Identifikation der Feldvorrichtung im Rahmen der Inbetriebnahme eines Teils des Prozessregelkreises 100 verwendet werden kann, in dem sowohl die Feldvorrichtung 102 als auch die zweite Vorrichtung enthalten sind. In der Regel, aber nicht zwingend, ist die zweite Vorrichtung der Feldvorrichtung 102 vorgeschaltet und enthält einen integrierten Speicher, in den die verteilte Identifikation der Feldvorrichtung 102 geschrieben oder gespeichert wird. Handelt es sich bei der Komponente, in die die Identifikation der Feldvorrichtung gespeichert wird (Block 465), beispielsweise um eine CHARM-Erweiterungsvorrichtung 402, kann es sich bei der zweiten Vorrichtung um eine CHARM-Klemmleiste 150 oder einen CHARM-Träger 142 handeln.
  • In einigen Szenarien gehört zum Verteilen der Identifikation der Feldvorrichtung 102 von der Komponente, in der diese gespeichert ist, an die zweite Vorrichtung (Block 468) das automatische Verteilen der gespeicherten Identifikation der Feldvorrichtung nachdem festgestellt wurde, dass eine kommunikative Verbindung zwischen der Feldvorrichtung 102 und der zweiten Vorrichtung hergestellt wurde. Beispielsweise wird, nachdem festgestellt wurde, dass eine drahtgebundene Verbindung zwischen einer intelligenten Feldvorrichtung 102 und deren CHARM 110a hergestellt wurde, die Identifikation der Feldvorrichtung 102 automatisch von der intelligenten Feldvorrichtung 102 an das CHARM 110a verteilt, z. B. durch automatisches Ziehen der Identifikation der Feldvorrichtung in das CHARM 110a oder durch automatisches Schieben der Identifikation der Feldvorrichtung von der intelligenten Feldvorrichtung 102.
  • In einigen Szenarien gehört zum Verteilen der Identifikation der Feldvorrichtung 102 von der Komponente, die in der zweiten Vorrichtung (Block 468) gespeichert ist, das automatische Verteilen der gespeicherten Identifikation der Feldvorrichtung nach Abschluss einer Inbetriebnahmehandlung, die an der Feldvorrichtung durchgeführt wurde. Beispielsweise wird im Anschluss an das Empfangen des Hinweises auf eine abgeschlossene Inbetriebnahmehandlung, die an einer intelligenten Feldvorrichtung 102 durchgeführt wurde (z. B. ein Feldbediener meldet sich nach einer abgeschlossenen Inbetriebnahmehandlung elektronisch ab oder ein Feldinbetriebnahmewerkzeug 135 zeichnet automatisch ein erfolgreiches Ergebnis einer Inbetriebnahmehandlung auf) die Identifikation der Feldvorrichtung 102 automatisch von der intelligenten Feldvorrichtung 102 an das CHARM 110a verteilt, z. B. durch automatisches Schieben oder Ziehen der Identifikation der Feldvorrichtung in das CHARM 110a.
  • In einem optionalen Block 470 gehört zum Verfahren 460 das Verteilen der Identifikation der Feldvorrichtung 102, die in der zweiten Vorrichtung gespeichert ist, (und jedweder Informationen, die in Verbindung mit der Identifikation der Feldvorrichtung gespeichert wurden) an eine dritte Vorrichtung, die kommunikativ mit der zweiten Vorrichtung in der Feldumgebung 122 der Prozessanlage 5 verbunden ist. In der Regel, aber nicht zwingend, gehören die Feldvorrichtung 102, die zweite Vorrichtung und die dritte Vorrichtung zum Prozessregelkreis 100. Die Identifikation der Feldvorrichtung wird von der zweiten Vorrichtung an die dritte Vorrichtung verteilt 470, so dass die verteilte Identifikation der Feldvorrichtung im Rahmen der Inbetriebnahme eines anderen Teils des Prozessregelkreises 100 verwendet werden kann, z. B. ein Teil des Kreises 100, in dem die Feldvorrichtung 102, die zweite Vorrichtung und die dritte Vorrichtung enthalten sind. In der Regel, aber nicht zwingend, ist die dritte Vorrichtung der zweiten Vorrichtung vorgeschaltet und enthält einen integrierten Speicher, in den die verteilte Identifikation der Feldvorrichtung 102 geschrieben oder gespeichert wird. Die Identifikation der Feldvorrichtung 102 kann automatisch von der zweiten Vorrichtung an die dritte Vorrichtung verteilt werden, nachdem ein drittes Mal erkannt wurde, dass die kommunikative Verbindung zwischen der zweiten Vorrichtung und der dritten Vorrichtung hergestellt wurde, beispielsweise. In einem anderen Beispiel wird die Identifikation der Feldvorrichtung 102 automatisch von der zweiten Vorrichtung an die dritte Vorrichtung verteilt, nachdem ein Hinweis auf einen Abschluss einer Inbetriebnahmehandlung empfangen wurde, die an der kommunikativ verbundenen Feldvorrichtung 102 und der zweiten Vorrichtung durchgeführt wurde.
  • In einem optionalen Block 472 gehört zum Verfahren 460 das Erkennen, dass die Feldvorrichtung 102 vom Zustand E/A nicht zugeordnet in den Zustand E/A zugeordnet gewechselt ist, wobei der Zustand E/A zugeordnet anzeigt, dass die Feldvorrichtung zur Kommunikation über eine bestimmte E/A-Vorrichtung 108 zugeordnet ist. Nachdem erkannt wurde, dass sich die Feldvorrichtung 102 im Zustand E/A zugeordnet befindet, gehört zu Block 472 des Verfahrens 460 das Synchronisieren der gespeicherten Identifikation der Feldvorrichtung 102 mit einer entsprechenden Identifikation der Feldvorrichtung 102, die in einer Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 gespeichert ist. Da der Kommunikationspfad der Feldvorrichtung 102 zu ihrer jeweiligen Steuerung 120 nun dahingehend definiert ist, dass er über die zugeordnete, bestimmte E/A-Vorrichtung erfolgt, wodurch der Kreis 100 kommunikativ mit der Back-End-Umgebung verbunden wird, kann die Identifikation der Feldvorrichtung 102, die in der Feldumgebung 122 gespeichert ist, beispielsweise über den Kommunikationspfad synchronisiert werden, da die Identifikation der Feldvorrichtung 102 der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 bekannt ist. Wird während der Synchronisierung eine Diskrepanz festgestellt, kann eine Warnung erzeugt und am Bedienarbeitsplatz 71, an den Inbetriebnahmewerkzeugen 135, 138 und/oder einer anderen Bedienerschnittstelle ausgegeben werden. Zusätzlich oder alternativ können automatisch Schritte ergriffen werden, mit denen die Diskrepanz entschärft wird. Diese und andere Aspekte der Synchronisierung sind in nachstehenden Abschnitten der vorliegenden Offenbarung näher beschrieben.
  • Zusätzlich können, wie vorstehend erwähnt, verschiedene Konfigurations- und Inbetriebnahmetätigkeiten gleichzeitig oder parallel mit wenigstens einigen der vorstehend beschriebenen Inbetriebnahmetätigkeiten im Back-End-System 125 initiiert und durchgeführt werden, die in der Feldumgebung 122 durchgeführt werden. Diese parallele Inbetriebnahme des Back-End-Systems 125 ermöglicht beispielsweise, dass Steuerungsroutinen, Kommunikationsroutinen, Simulationsroutinen, Benutzerschnittstellenroutinen und dergleichen (die letztendlich an den Steuerungen oder in einer der Rechenvorrichtungen des Back-End-Systems durchgeführt werden sollen) entwickelt und getestet werden, bevor die Feldgeräte eingebaut oder mit den Steuerungen oder mit anderen Vorrichtungen des Back-End-Systems verbunden werden, und/oder bevor die E/A-Karten und/oder -Kanäle die Feldgeräte mit den Steuerungen verbinden und die Back-End-Geräte zugeordnet, konfiguriert oder zugewiesen werden.
  • Allgemein ausgedrückt müssen während der Inbetriebnahme einer Anlage verschiedene Anwendungen und Module, die im laufenden Betrieb der Anlage laufen oder ausgeführt werden sollen, erzeugt, konfiguriert, getestet und in Betrieb genommen werden. Zu derartigen Anwendungen oder Modulen gehören beispielsweise Steuermodule (z. B. Steuerungsroutinen, die in den Steuerungen der Anlage oder den Feldvorrichtungen implementiert werden sollen), Sicherheitssystemmodule (z. B. logische Sicherheitssystemmodule, die Funktionen des Sicherheitssystems oder SIS-Funktionen in logischen Sicherheitslösern in der Anlage ausführen), Schnittstellen von Steuerungs- und Sicherheitsanwendungen (die in verschiedenen Benutzerschnittstellenvorrichtungen in der Back-End-Umgebung 125 ausgeführt werden, damit Steuerungs- und Sicherheitsbediener bei laufendem Anlagenbetrieb eine Schnittstelle mit den Steuerungs- und Sicherheitssystemen herstellen können), Kommunikationsmodule (über die andere Module und Vorrichtungen mit Vorrichtungen in der Feldumgebung 122 kommunizieren können), Asset-Management-Module und -Anwendungen (die vom Wartungspersonal verwendet werden, um mit Feldgeräten in der Anlage zu kommunizieren, diese nachzuverfolgen, zu reparieren und in einigen Fällen zu steuern), Simulationsmodule (die verschiedene der anderen Module und Anwendungen, wie beispielsweise Steuermodule und Benutzerschnittstellenmodule, in einer Simulationsumgebung ausführen, um die Funktionsweise dieser Module zu testen, um Benutzer zu schulen usw.), Datenbankmodule (die Daten von Vorrichtungen in der Anlage erfassen und speichern), Analysemodule (die Daten aus der Anlage auswerten) usw. Natürlich können viele andere Arten von Modulen, Anwendungen und Benutzerschnittstellenprogrammen zu anderen Zwecken erzeugt und im Rahmen der Inbetriebnahme der Anlage getestet werden.
  • Wichtiger noch, diese Module, Anwendungen, Benutzerschnittstellenprogramme usw. kommunizieren in der Regel mit verschiedenen Feldvorrichtungen und anderen Feldgeräten in der Anlage und müssen dazu im Allgemeinen mit ausreichenden Informationen konfiguriert sein, damit sie wissen, wie sie eine bestimmte Feldvorrichtung erreichen (d.h. welchen E/A-Kommunikationspfad sie verwenden müssen, um mit einer Feldvorrichtung zu kommunizieren), und müssen im Allgemeinen so programmiert sein, dass sie so mit der Feldvorrichtung kommunizieren, wie dies mit der Vorrichtung selbst kompatibel ist. Das bedeutet, dass das Modul, die Anwendung, das Benutzerschnittstellenprogramm usw. in der Back-End-Umgebung 125 die Art der Vorrichtung und die Fähigkeiten der Vorrichtung kennen muss (z. B. welchem Kommunikations- oder Designprotokoll die Vorrichtung entspricht, welche Informationen über die Vorrichtung verfügbar sind, welche Aktionen oder Datenabfragen an die Vorrichtung gesendet werden können, welche Einschränkungen oder Reichweiten die Vorrichtung hat, welche Signale für die Vorrichtung verfügbar sind bzw. von dieser erzeugt werden usw.), um ordnungsgemäß mit der Vorrichtung kommunizieren zu können, wenn die Vorrichtung in der Feldumgebung 122 der Anlage angeschlossen ist. In der Vergangenheit wurden diese Konfigurations- und Inbetriebnahmeinformationen den Modulen, Anwendungen, Benutzerschnittstellenprogrammen usw. unter Verwendung einer Systemkennzeichnung der Vorrichtung bereitgestellt, mit der die Vorrichtung (oder ein bestimmtes Signal, das mit der Vorrichtung assoziiert ist) im Prozessleitsystem eindeutig definiert wurde und durch die das Modul, die Anwendung oder das Programm über das konfigurierte E/A-Netz mit der Vorrichtung kommunizieren konnte. Zusätzlich war ein Kommunikationspfad mit der Systemkennzeichnung der Vorrichtung assoziiert, wobei der Kommunikationspfad den Pfad durch das E/A-Netz der Anlage definierte, das durchquert werden musste, um die Feldvorrichtung zu erreichen. Diese Informationen über den Kommunikationspfad waren in der Regel im Modul, in der Anwendung, im Programm usw. oder in einer Konfigurationsdatenbank im Back-End-System 125 gespeichert und wurden dem Modul, dem Anwendungsprogramm usw. bei Bedarf auf der Grundlage der Systemkennzeichnung der Vorrichtung bereitgestellt. Das Modul, die Anwendung oder das Benutzerschnittstellenprogramm kommunizierte anschließend über das eingebaute und zugeordnete E/A-Netz unter Verwendung der Systemkennzeichnung und/oder der Informationen über den Kommunikationspfad der Vorrichtung mit der Feldvorrichtung. Allgemein ausgedrückt standen die Systemkennzeichnung der und/oder die Informationen über den Kommunikationspfad für die Feldgeräte diesen Modulen, Anwendungen und Benutzerschnittstellenprogrammen erst zur Verfügung (oder konnten, sofern verfügbar, nicht für eine Kommunikation durch diese verwendet werden), als die Feldgeräte in der Feldumgebung 122 angeschlossen und das E/A-Netz so konfiguriert waren, das es die Feldgeräte tatsächlich mit dem Back-End-System 125 verband (beispielsweise über die Prozesssteuerungen). Darüber hinaus können die Systemkennzeichnung und/oder die Informationen über den Kommunikationspfad nur für eine Kommunikation mit den Feldgeräten verwendet werden, wenn die Feldgeräte eingebaut und über ein konkretes der E/A-Netze in der Anlage zugeordnet sind. Als solches konnten die Back-End-Module, - Anwendungen und -Programme erst vollumfänglich auf deren Funktionsfähigkeit getestet werden, nachdem die Feldgeräte mit der Anlage verbunden und das E/A-Netz konfiguriert und zugeordnet waren, da diese Module, Anwendungen und Programme nicht prüfen konnten, ob sie ordnungsgemäß konfiguriert waren, um tatsächlich mit der gewünschten oder entsprechenden Feldvorrichtung zu kommunizieren. Insbesondere was es nicht möglich, oder war es zumindest sehr schwierig, diese Module, Anwendungen und Programme zu testen, um sicherzustellen, dass diese Einheiten so konfiguriert waren, dass sie mit der richtigen Feldvorrichtung oder anderen Feldgeräten kommunizieren, dass sie die richtigen Konfigurationsinformationen dahingehend enthielten, wie sie mit einer bestimmten Vorrichtung kommunizieren, um zu ermitteln, ob die Vorrichtung über die Informationen oder Fähigkeiten verfügte, die das Modul, die Anwendung und das Programm benötigte, usw. Dieses Erfordernis einer E/A-Verbindung erschwerte dadurch die vollständige Entwicklung und Prüfung der verschiedenen Module, Anwendungen und Programme, die in der Back-End-Umgebung 125 laufen sollen, in den frühen Phasen der Inbetriebnahme, d.h. vor der Konfiguration des E/A-Netzes und vor der Zuordnung der Feldvorrichtungen der Anlage zu bestimmten Karten und/oder Kanälen des E/A-Netzes.
  • 7A veranschaulicht ein beispielhaftes Back-End-System 700, zu dem Hard- und Softwareeinheiten gehören, durch die Komponenten des Back-End-Systems erzeugt, getestet, konfiguriert und in Betrieb genommen werden (wenigstens teilweise), bevor die Feldgeräte mit verschiedenen Karten und/oder Kanälen des E/A-Netzes in der Anlage verbunden und/oder diesen zugeordnet werden. Das Back-End-System 700 kann als ein beliebiges der Back-End-Systeme 125 der vorstehenden Ausführungsformen verwendet werden, einschließlich unter anderem der in den 1, 2A und 2C. In einigen Fällen werden ähnliche Komponenten in den 7A-7C mit denselben Ziffern versehen wie in vorhergehenden Figuren.
  • Insbesondere, wie in 7A veranschaulicht, können zum Back-End-System 700 typische Steuerungs-, Wartungs- und Simulationssysteme gehören, die als ein Steuerungssystem 710, ein Asset-Management-System (AMS) 712 und ein Simulationssystem 714 dargestellt sind. Zum Steuerungssystem 710, das aus Gründen der Vereinfachung als ein einzelner Block veranschaulicht ist, können viele verschiedene Steuerungsanwendungen und Datenbanken gehören, die in denselben oder verschiedenen Verarbeitungsvorrichtungen des Steuerungssystems gespeichert sind und ausgeführt werden, wie beispielsweise in den vielen verschiedenen Verarbeitungsvorrichtungen, Bedienarbeitsplätzen, Servern und Datenbanken in 1. Insbesondere können zum Steuerungssystem 710 eine oder mehrere Erstellungsanwendungen 710A des Steuerungssystems gehören, die verwendet werden können, um verschiedene Steuermodule, Steuerungsbenutzerschnittstellenanwendungen und andere Steuerungsprogramme zu erstellen (in 7A als Module 710B veranschaulicht). Die Steuermodule 710B, die letztendlich in einer oder mehreren Prozesssteuerungen oder logischen Sicherheitssystemvorrichtungen gespeichert und ausgeführt werden können, können eine Steuerungslogik ausführen, um Steuerhandlungen zu implementieren, eine Sicherheitssystemlogik auszuführen, um eine Sicherheitslogik zu implementieren usw. Die Steuerungsbenutzerschnittstellenanwendungen, die in einer oder mehreren Rechenvorrichtungen des Back-End-Systems ausgeführt werden können, wie beispielsweise Arbeitsplätze mit Benutzerschnittstellen usw., können Steuerungstechniker, Steuerungsbediener oder anderes Personal in die Lage versetzen, verschiedene Handlungen in der Anlage durchzuführen, die auf der Steuerung basieren. Des Weiteren können die Steuerungsanwendungen 710A verwendet werden, um Datenbankmodule zu erzeugen, die Daten von der Prozessanlage erfassen und diese Daten in einer Datenbank speichern, Analysemodule zu erzeugen, die Daten aus der Anlage auswerten, usw. Direkt nach dem Erstellen können derartige Steuermodule, -routinen, - anwendungen und -programme 710B heruntergeladen und in verschiedenen der Steuerung, E/A-Vorrichtungen, Feldvorrichtungen, Datenbanken, Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Servern, Verarbeitungsvorrichtungen usw. des Steuerungssystems bei laufender Prozessanlage ausgeführt werden. Zudem können die erzeugten Steuermodule (die beispielsweise aus verschiedenen miteinander verbundenen Funktionsblöcken bestehen können), Sicherheitssystemmodule, Benutzerschnittstellenmodule, Kommunikationsmodule, Analysemodule, Datenbankmodule usw. in einer Konfigurationsdatenbank 716 gespeichert sein. Irgendwann können diese Steuermodule, Programme, Schnittstellen usw. während der Inbetriebnahme auch heruntergeladen und in verschiedenen Rechenvorrichtungen installiert werden, wie beispielsweise in Prozesssteuerungen, Arbeitsplätzen, Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenbanken, Servern usw.
  • Gleichermaßen können zum Asset-Management-System (AMS) 712 verschiedene Wartungssystemerstellungs- und Konfigurationsanwendungen 712A gehören, die verwendet werden, um Wartungssystemobjekte, Benutzerschnittstellen, Datenbankobjekte oder andere Anwendungen oder Module 712B zu erzeugen, die in verschiedenen Vorrichtungen in der Anlage gespeichert und ausgeführt werden können, um Wartungstätigkeiten in der Anlage durchzuführen, einschließlich in Bedienarbeitsplatzvorrichtungen , Handheld-Vorrichtungen, tragbaren Rechenvorrichtungen usw. Die Module, Objekte, Programme und Anwendungen 712B können durch andere oder in Verbindung mit anderen Komponenten des Wartungssystems ausgeführt werden und auf verschiedenen Plattformen oder Vorrichtungen laufen, wie beispielsweise Vorrichtungen des Back-End-Systems, Handheld- oder tragbare Vorrichtungen, die in der Anlage ortsveränderlich sind, usw. Des Weiteren können diese Module, Anwendungen, Programme, Schnittstellen usw. verwendet werden, um beliebige gewünschte oder bekannte Arten von Wartungstätigkeiten an den Vorrichtungen in der Prozess- oder Industrieanlage durchzuführen, einschließlich an Vorrichtungen im Steuerungssystem und im Sicherheitssystem (SIS) der Anlage. Wie in 7A veranschaulicht, können die Komponenten des AMS-Systems 712 mit der Konfigurationsdatenbank 716 verbunden sein und Informationen von dieser speichern und Informationen von dieser empfangen, und können dazu verwendet werden, Daten, Objekte oder andere Informationen in der Konfigurationsdatenbank 716 im laufen Betrieb der Anlage zu aktualisieren oder zu ändern.
  • Des Weiteren wird die Back-End-Umgebung 700 in 7A dahingehend dargestellt, dass sie ein Simulations- und Testsystem 714 enthält, zu dem verschiedene Anwendungen 714A gehören können, die verwendet werden können, um verschiedene der Steuermodule 710B, Sicherheitsmodule 710B, Kommunikationsmodule 710B, Asset-Management-System-Module 712B, Benutzerschnittstellenanwendungen 710B und 712B usw. zu testen, die unter Verwendung der Anwendungen 710A und 712A im Steuerungssystem 710 und im AMS 712 entwickelt werden und/oder in der Konfigurationsdatenbank 716 gespeichert sind. In einigen Fällen können die Simulationssystemanwendungen 714A verwendet werden, um eine Simulationsumgebung zum Ausführen verschiedener der anderen Module und Anwendungen 710B und 712B zu erzeugen, um Bediener, Benutzer, Wartungspersonal usw. zu schulen. In einigen Fällen können die Simulationssystemanwendungen 714A verwendet werden, um Simulationsszenarien oder -module 714B zu erzeugen, die bestimmte Arten von Problemen, Zuständen, Handlungen usw. in der Anlage simulieren, und diese Module 714B müssen unter Umständen mit verschiedenen Vorrichtungen in der Anlage kommunizieren, während diese läuft.
  • Gleichermaßen, wie in 7A veranschaulicht, gehört zur Back-End-Umgebung 700 eine Asset-Objektsystemdatenbank 730, in der ein Satz Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 gespeichert ist, und eine oder mehrere Konfigurations-/Inbetriebnahmeanwendungen 738, wie beispielsweise eine beliebige der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Inbetriebnahmeanwendungen, die mit der Inbetriebnahme der Anlage betrautes Personal in die Lage versetzen oder dabei unterstützen, Inbetriebnahmetätigkeiten in der Anlage durchzuführen. Die Inbetriebnahmeanwendungen 738 können den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1-4 beschriebenen Inbetriebnahmeanwendungen 340 oder Inbetriebnahmevorrichtungen 138 entsprechen oder diesen ähnlich sein und die verschiedenen Funktionen dieser Anwendungen entsprechend der vorstehenden Beschreibung ausführen. In diesem Fall arbeiten die Inbetriebnahmeanwendungen oder - vorrichtungen 738 jedoch in der Back-End-Umgebung 700, um Inbetriebnahmetätigkeiten an Daten, Software, Modulen und Vorrichtungen in der Back-End-Umgebung 700 durchzuführen. Darüber hinaus können die Anwendungen 738 in vielen Fällen funktionieren, bevor die Back-End-Umgebung 700 kommunikativ mit den Feldgeräten in der Feldumgebung 122 (in den 2A und 2C) verbunden ist und/oder bevor das E/A-Netz, mit dem die Feldgeräte in der Feldumgebung 122 mit den Steuerungen oder anderen Geräten in der Back-End-Umgebung 700 verbunden werden, zugeordnet oder konfiguriert wird.
  • Damit Inbetriebnahmetätigkeiten an den Software- und Hardwarekomponenten der Back-End-Umgebung 700 durchgeführt werden können, bevor die Back-End-Umgebung 700 kommunikativ mit den Feldgeräten verbunden wird oder bevor das E/A-Netz so konfiguriert wird, dass es Kommunikationspfade von der Back-End-Umgebung zu den Feldgeräten bereitstellt, gehört zur Back-End-Umgebung 700 ein Asset-Objektsystem 730, das, wie in 7A veranschaulicht, mit dem Steuerungssystem 710, dem AMS 712, dem Simulationssystem 714 und der Inbetriebnahmeanwendung 738 sowie mit der Konfigurationsdatenbank 716 verbunden ist. In einigen Fällen kann das Asset-Objektsystem 730 ein Teil der Konfigurationsdatenbank 716 sein. Wichtiger noch, das Asset-Objektsystem 730 speichert verschiedene Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 darin und speichert im Allgemeinen ein derartiges Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 für jedes Feldgerät in der Feldumgebung (z. B. jede Feldvorrichtung). Die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 für Feldvorrichtungen oder andere Teile der Hardware werden im Allgemeinen als ein Platzhalterobjekt einer Vorrichtungskennzeichnung (DT) angezeigt. Zusätzlich kann das Asset-Objektsystem 730 ein Vorrichtungsplatzhalterobjekt für jedes verschiedene Signal oder jeden verschiedenen adressierbaren Parameter einer Vorrichtung speichern und werden diese Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 im Allgemeinen als ein Objekt einer Vorrichtungssignalkennzeichnung (DST) angezeigt. Ein DST-Objekt 732 kann dieselbe Vorrichtungskennzeichnung wie die Vorrichtungskennzeichnung einer Vorrichtung verwenden, der die Vorrichtungssignalkennzeichnung als eine Basiskennzeichnung entspricht, wobei darin zusätzliche oder andere Informationen enthalten sind. Demnach kann es sich bei der Vorrichtungskennzeichnung für ein DST-Objekt um die Vorrichtungskennzeichnung für das DT-Objekt handeln, zu dem das Signal gehört, wobei zusätzliche oder andere Signalkennzeichnungsinformationen damit verbunden sind, beispielsweise.
  • Die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 entsprechen oder ähneln im Allgemeinen den Vorrichtungsplatzhalterobjekten 300, die unter Bezugnahme auf 4A vorstehend beschrieben sind, und allgemein ausgedrückt wird ein Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 für jede derselben Vorrichtungen (und ggf. Vorrichtungssignale) erzeugt, wie es vorstehend beschrieben in der Feldgeräteumgebung 122 erzeugt wird. Dementsprechend sind die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 in der Back-End-Umgebung 700 durch dasselbe Format und dieselben Arten von darin gespeicherten Informationen gekennzeichnet, wie für die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 300 in der Feldgeräteumgebung 122 beschrieben. Es ist jedoch anzumerken, dass die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 im Asset-Objektsystem 730 getrennt von den Vorrichtungsplatzhalterobjekten 300 für die Feldgeräte erzeugt und in der Back-End-Umgebung 700 gespeichert werden, um verschiedene der Feldgeräte oder Feldvorrichtungen in der Feldumgebung 122 zu beschreiben oder zu definieren, bevor die Feldumgebung 122 kommunikativ mit der Back-End-Umgebung 700 verbunden wird und/oder bevor das E/A-Netz dahingehend konfiguriert wird, dass es die Feldgeräte bestimmten Karten und/oder Kanälen im E/A-Netz der Anlage zuordnet. Darüber hinaus können die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 (oder Instanzen davon) bei Bedarf Informationen zum E/A-Kommunikationskanal, wie beispielsweise E/A-Kanaleigenschaften, bei denen es sich um Definitionen, Parameter, E/A-Vorrichtungstypen, E/A-Vorrichtungen usw. handeln kann, speichern, die verwendet werden, um die Feldvorrichtung kommunikativ mit dem Back-End-System 700 zu verbinden, wie beispielsweise mit einer Prozesssteuerung in der Back-End-Umgebung 700.
  • Insbesondere kann die Konfigurations- und Inbetriebnahmeanwendung 738 verwendet werden, um die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 (wovon zwei als Vorrichtungsplatzhalterobjekt DT und DST 732m und 732n veranschaulicht sind) entsprechend der vorstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf 4A zu erzeugen. Es wird jedoch erneut angemerkt, dass die Inbetriebnahmeanwendung 738 die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 erzeugen und diese Objekte 732 in der Asset-Objektdatenbank oder im Asset-Objektsystem 730 unabhängig von den Vorrichtungsplatzhalterobjekten 300 speichern kann, die unter Bezugnahme auf 4A beschrieben sind, die beispielsweise in den Feldvorrichtungen 102 und den E/A-Vorrichtungen 105, 108 bis hinunter zur Feldgeräteumgebung 122 gespeichert sind. Natürlich kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 auf im Wesentlichen die gleiche Art und Weise erzeugen, wie für die Feldgeräteumgebung 122 beschrieben, unter Verwendung derselben Sätze Konfigurationsregeln, vordefinierten Datenformate usw., wie die, die unter Bezugnahme auf 4A beschrieben sind.
  • Dementsprechend kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 eine Liste mit Feldvorrichtungen und/oder anderen Feldgeräten abrufen, die in der Anlage zu verschiedenen Zwecken verwendet werden sollen, einschließlich Informationen zu den Ausgangskennzeichnungen von jeder der Feldvorrichtungen (beispielsweise aus einer Datenbank, wie beispielsweise aus der Konfigurationsdatenbank 716), und ein Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 für jede derartige Feldvorrichtung und/oder jedes Signal von jeder derartigen Feldvorrichtung erzeugen. In einigen Fällen kann die Anwendung 738 automatisch einen Vorrichtungsplatzhalter 732 für jede derartige Vorrichtung erzeugen und in anderen Fällen können Benutzer Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 für Feldvorrichtungen und andere Feldgeräte einzeln erzeugen. In beiden vorstehenden Fällen kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 beispielsweise die Anwendung oder das System zum Umwandeln der Ausgangskennzeichnung in die Systemkennzeichnung 200 aufrufen oder darauf zugreifen (vorstehend unter Bezugnahme auf 3A beschrieben), die/das den Satz Syntaxanalyseregeln 210 (wie ebenfalls unter Bezugnahme auf 3A beschrieben) verwendet, um die Ausgangskennzeichnung(en) der Vorrichtung in (eine) Systemkennzeichnung(en) der Vorrichtung umzuwandeln. Die Inbetriebnahmeanwendung 738 kann anschließend eine oder beide der Ausgangskennzeichnung und/oder der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung oder anderer Feldgeräte in einem Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 für die bestimmte Feldvorrichtung (ein DT-Objekt) oder für ein bestimmtes Feldvorrichtungssignal (ein DST-Objekt) speichern. Beispielsweise kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 die Ausgangskennzeichnung der Vorrichtung der bestimmten Prozesssteuerungsvorrichtung dadurch abrufen, dass sie eine eindeutige Kennung der bestimmten Prozesssteuerungsvorrichtung abruft, wobei die eindeutige Kennung dem HART Kommunikationsprotokoll, dem WirelessHART-Kommunikationsprotokoll, dem Foundation-Feldbus-Kommunikationsprotokoll oder einem anderen Industriekommunikationsprotokoll entspricht. Darüber hinaus kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 die Systemkennzeichnung ermitteln, die die bestimmte Prozesssteuerungsvorrichtung kennzeichnet, indem sie wenigstens eine einer Steuerungskennzeichnung, einer Vorrichtungskennzeichnung oder einer Vorrichtungssignalkennzeichnung der Prozesssteuerungsvorrichtung ermittelt und/oder die Systemkennzeichnung auf der Grundlage des Satzes Syntaxanalyseregeln ermitteln, wie vorstehend beschrieben. Dementsprechend kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 die Systemkennzeichnung auf der Grundlage von wenigstens einem der folgenden erzeugen: Abschneiden der Ausgangskennzeichnung, Löschen von einem oder mehreren Zeichen aus der Ausgangskennzeichnung, Addition eines oder mehrerer Zeichen zur Ausgangskennzeichnung, Kombination oder Manipulation von wenigstens einigen der numerischen Zeichen, die in der Ausgangskennzeichnung enthalten sind, Erweiterung oder Verkürzung der Ausgangskennzeichnung oder eine andere Technik zum Umwandeln der Ausgangskennzeichnung in eine Systemkennzeichnung.
  • Darüber hinaus kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 Informationen zum Vorrichtungstyp und andere Informationen zur Vorrichtungsbeschreibung über die Feldvorrichtung (z. B. die Informationen zur E/A abstrahierten Vorrichtungsdefinition der Felder 308-318 in 4A und/oder andere Informationen zur Vorrichtungskonfiguration und zu den Vorrichtungseigenschaften der Felder 325-338 in 4A) von einem Benutzer, einer Datenbank (wie beispielsweise die Konfigurationsdatenbank 716) oder anderweitig abrufen, und die Anwendung 738 kann diese Informationen verwenden, um die verschiedenen Felder der Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 für jede der Feldvorrichtungen oder andere Feld-Assets zu befüllen, die in der Anlage verwendet werden sollen. Als Teil dieses Verfahrens kann die Konfigurations- oder Inbetriebnahmeanwendung 738 auf vordefinierte E/A abstrahierte Definitionen 740 zugreifen, die die verschiedenen Formen, Unterfelder oder möglichen Unterfelder jedes Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732 auf der Grundlage der Informationen zum Vorrichtungstyp oder anderer, allgemeinerer Informationen zur Vorrichtung definieren, um dadurch verschiedene Felder oder Eigenschaften der verschiedenen Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732, die Inhalte der verschiedenen Felder/Eigenschaften der verschiedenen Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 und die möglichen Konfigurations- und Inbetriebnahmetätigkeiten zu definieren, die im Hinblick auf die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 durchgeführt werden müssen. In einigen Fällen kann zum Konfigurieren der Instanz des Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732 für eine Feldvorrichtung das Speichern von entsprechenden Werten von einer oder mehreren sichtbaren oder versteckten Eigenschaften des Vorrichtungsplatzhalterobjektes gehören, wobei jeder entsprechende Wert auf eine jeweilige Kategorie oder einen Typ hinweist, die/der die Feldvorrichtung beschreibt. Darüber hinaus kann zum Speichern der entsprechenden Werte, die die jeweiligen Kategorien oder Typen anzeigen, die die Feldvorrichtung beschreiben, das Speichern von einem oder mehreren Werten gehören, von denen jeder jeweils einen E/A-Schnittstellentyp, einen Vorrichtungstyp, eine Charakteristik des Vorrichtungstyps, einen E/A-Konfigurationstyp, eine Eigenschaft des E/A-Konfigurationsparametertyps oder einen Kanalparameter des E/A-Konfigurationstyps anzeigt, beispielsweise. Gleichermaßen kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 oder ein anderes System eine erste Eigenschaft der Instanz des Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732 einer Feldvorrichtung auf der Grundlage eines Wertes sichtbar machen, einstellen, konfigurieren oder speichern, der für eine zweite Eigenschaft der Instanz des Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732 der Feldvorrichtung gespeichert ist.
  • Wie vorstehend erwähnt, können die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 zudem Eigenschaften, wie beispielsweise Parameter, Definitionen, Typen, Konfigurationsinformationen usw., für den assoziierten E/A-Kanal speichern (bzw. die diesen definieren), der verwendet wird, um die assoziierte Feldvorrichtung kommunikativ über ein E/A-Netz in der Anlage anzuschließen, noch bevor der Standort des E/A-Kanals (z. B. die Vorrichtungen und Kommunikationspfade des E/A-Kanals) bekannt oder festgelegt ist. Durch diese Informationen zum E/A-Kanal für die Feldvorrichtung, wie diese in einem Vorrichtungsplatzhalterobjekt gespeichert sind, kann das Inbetriebnahmesystem ein Vorrichtungsplatzhalterobjekt (oder eine Instanz davon) konfigurieren, verwenden und testen, ohne dieses Platzhalterobjekt einem bestimmten E/A-Kanal zuzuordnen. Durch diese Konfigurationsinformationen kann das Inbetriebnahmesystem zudem andere Objekte testen, die erzeugt wurden, um mit der Feldvorrichtung zu kommunizieren, um sicherzustellen, dass diese anderen Objekte ordnungsgemäß für eine Kommunikation mit der Feldvorrichtung über die entsprechenden E/A-Kanaltypen, -Vorrichtungen usw. konfiguriert sind.
  • Darüber hinaus kann der Benutzer durch die Inbetriebnahmeanwendung 738 in die Lage versetzt werden, verschiedene Zwischeninbetriebnahmehandlungen in der Back-End-Umgebung 700 auf der Grundlage der oder unter Verwendung der Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 durchzuführen. Insbesondere können, da in den Vorrichtungsplatzhalterobjekten 732 Informationen gespeichert sind, mit denen die Typen und Charakter der Feldvorrichtungen oder Feld-Assets definiert werden, zu denen diese Objekte gehören, sowie die E/A-Kanaleigenschaften, die verwendet werden, um die Feldvorrichtung zu erreichen, immer mehr Inbetriebnahmetätigkeiten und Testtätigkeiten an anderen Objekten in der Back-End-Umgebung 700 durchgeführt werden, wobei diese Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 als Vertreter für die eigentlichen Feldvorrichtungen oder andere Feld-Assets in der Feldumgebung 122 verwendet werden. Werden die in der Anlage verwendeten verschiedenen Feldvorrichtungen beispielsweise durch die verschiedenen Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 definiert, und zeigen diese Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 an, dass sich die assoziierten Feldvorrichtungen in einem Zustand E/A nicht zugeordnet befinden, können das Steuerungssystem 710 und insbesondere eine oder mehrere der Anwendungen zum Erzeugen und Testen der Steuermodule 710A eine Verbindung mit diesen Vorrichtungsplatzhalterobjekten 732 herstellen oder mit diesen kommunizieren (als wären die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 die eigentlichen Feldvorrichtungen in der Anlage), beispielsweise unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Vorrichtung, und diese Anwendungen 710A können anschließend den Betrieb der erzeugten Module, Anwendungen und Programme auf ordnungsgemäße Konfiguration und Funktionsweise hinsichtlich der Verbindungen zu der Feldvorrichtung testen, mit der sich das Modul, die Anwendung oder das Programm im laufenden Anlagenbetrieb verbinden soll. Dementsprechend ermittelt die Inbetriebnahmeanwendung oder -einheit 738 oder eine damit assoziierte Ausführungsmaschine oder Kommunikationsschnittstelle in einem Fall, ob die durch das getestete Modul, die getestete Anwendung, das getestete Programm, usw. initiierte Kommunikation hinsichtlich einer der Vielzahl von Feldvorrichtungen ordnungsgemäß ist (z. B. das richtige Format, die richtige Syntax, die richtige Vorrichtungs- oder Vorrichtungssignalkennzeichnung usw. aufweist, Informationen anfordert, die auch wirklich von der Vorrichtung bereitgestellt werden können, eine Meldung ist, die durch die Fähigkeiten oder unterstützten Verbindungen der Vorrichtung abgedeckt wird, so konfiguriert ist, dass sie über die entsprechende Art von E/A-Kanal oder die entsprechende Vorrichtung gesendet wird, usw.), auf der Grundlage der Konfigurationsinformationen für die eine der Vielzahl von Feldvorrichtungen, wie diese von dem einen der gespeicherten Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 abgerufen wurden, in der vorliegenden Schrift auch als Instanzen der Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 bezeichnet. Auf die gleiche Weise können die Anwendungen zum Erstellen von Wartung und Simulation 712A und 714A verschiedene Module, Objekte, Anwendungen und Programme 712B und 714B erzeugen, konfigurieren und testen, indem sie die Platzhalterobjekte 732 auf die gleiche Weise verwenden.
  • Dementsprechend können die erzeugten Objekte, Module, Anwendungen und Programme 710B, 712B, 714B, die das Senden von Signalen an eine oder mehrere oder das Empfangen von Signalen von einer oder mehreren der Feldvorrichtungen in der Anlage erfordern oder umfassen, (in der Regel) in den Konfigurationsanwendungen des Steuerungssystems 710A, in den Konfigurationsanwendungen des Wartungssystems 712A und in den Anwendungen zum Erstellen des Simulationssystems 714B unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung oder der Vorrichtungssignalkennzeichnung erzeugt werden (die auf ein konkretes Signal oder einen konkreten Parameter einer Feldvorrichtung unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung verweist). Ein Benutzer kann anschließend die Anwendungen der Steuerungs-, Wartungs- und Simulationssysteme 710A, 712A, 714A oder eine unabhängige Simulations- oder Konfigurationsanwendung verwenden, um die Module, Objekte, Anwendungen und Programme 710B, 712B, 714B zu konfigurieren und auszuführen, die während der Ausführung die Systemkennzeichnung der Vorrichtung (und/oder die Vorrichtungssignalkennzeichnung auf der Grundlage der Systemkennzeichnung der Vorrichtung) verwenden werden, um das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 im Asset-Objektsystem 730 für eine referenzierte Vorrichtung oder ein referenziertes Vorrichtungssignal zu finden. Wenn sich das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732, wie dies im Asset-Objektsystem 730 gespeichert ist, laut Anzeige im Zustand E/A nicht zugeordnet befindet, erkennt das Steuerungssystem 710, das Wartungssystem 712, das Simulationssystem 714 oder eine andere Simulations- oder Testmaschine, dass die eigentliche Feldvorrichtung nicht über das E/A-Kommunikationsnetz des Steuerungssystems mit dem Back-End-System 700 verbunden ist. In diesen Fällen kann das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 jedoch nach wie vor Informationen über die Vorrichtung (und/oder den E/A-Pfad oder -Kanal, der erforderlich ist, um die Vorrichtung über das E/A-Netz zu erreichen) speichern, die das aufrufende Modul, die aufrufende Anwendung oder das aufrufende Programm benötigt oder von diesen referenziert werden, und so kann das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 auf der Grundlage der im Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 gespeicherten Konfigurationsdaten eine Reaktion bereitstellen oder verwendet werden, um auf deren Grundlage eine Reaktion bereitzustellen, um den Betrieb der Vorrichtung oder die Reaktion der eigentlichen Vorrichtung nachzuahmen, oder um anzuzeigen, ob der Aufruf auf der Grundlage der Informationen zur Vorrichtung und zum E/A-Kanal ordnungsgemäß konfiguriert ist, die zu der adressierten Vorrichtung gespeichert sind. In anderen Fällen können die Inbetriebnahmeanwendung 738, die Steuerungsanwendung 710A, die Wartungsanwendung 712A, die Simulationsanwendung 714A oder eine separate Ausführungsmaschine beispielsweise im Asset-Objektsystem 730, nachdem anhand des Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732 festgestellt wurde, dass sich die Vorrichtung in einem Zustand E/A nicht zugeordnet befindet, eine simulierte Reaktion der Vorrichtung erzeugen, um dem anfragenden Objekt ein bekanntes Signal zurückzusenden, um das Testen und die Simulation des anfragenden Objektes zu ermöglichen, als wäre die Vorrichtung über das E/A-Netz des Steuerungssystems wirklich mit der Back-End-Umgebung 700 verbunden.
  • 7B veranschaulicht ein Back-End-System 700, bei dem die verschiedenen funktionellen Back-End-Systeme aus 7A über ein Bus- oder Kommunikationsnetz 760 miteinander verbunden sind, und enthält insbesondere das Steuerungssystem 710, das Asset-Management-System 712, das Simulationssystem, die Konfigurationsdatenbank 716, die Dienstprogrammanwendung zur Konfiguration/Inbetriebnahme 738 und die Asset-Objektsystem-Datenbank 730, die mit dem Kommunikationsbus 760 verbunden sind, bei dem es sich um eine beliebige Art von Kommunikationsnetz handeln kann, wie beispielsweise eine drahtgebundene oder drahtlose Ethernet-Verbindung usw. Zusätzlich sind eine oder mehrere Steuerungen 762 dahingehend veranschaulicht, dass sie mit dem Bus 760 verbunden sind. Die Steuerungen 762 sind in 7B dahingehend veranschaulicht, dass sie über ein E/A-Netz 763 mit verschiedenen Feldvorrichtungen oder Feld-Assets 764 verbunden sind. Es ist jedoch anzumerken, dass das E/A-Netz 763 während der Inbetriebnahme nicht mit den Steuerungen 762 verbunden werden kann, oder während das E/A-Netz 763 mit den Steuerungen 762 verbunden sein kann, kann das E/A-Netz 763 nicht konfiguriert oder zugeordnet werden, d.h., dass die Steuerungen 762 unter Umständen nicht wissen oder keinerlei Hinweis darauf haben, wie sie auf eine bestimmte Feldvorrichtung oder ein Feld-Asset 763 über das E/A-Netz 763 zugreifen (da der Signalpfad durch das E/A-Netz 763 zu jeder derartigen Feldvorrichtung 764 noch nicht hergestellt oder zugeordnet wurde), oder dass die Steuerungen 762 unter Umständen nicht in der Lage sind, mit den Feldvorrichtungen über einen konfigurierten Signalpfad zu kommunizieren, da die Feldvorrichtungen 764 unter Umständen noch nicht physisch mit dem E/A-Netz 763 verbunden sind. Dementsprechend, während das E/A-Netz 763 und die Feldvorrichtungen 764 in 7B veranschaulicht sind, sind bei einigen der Inbetriebnahmetätigkeiten, die im Back-End-System 700 ausgeführt werden, das E/A-Netz 763 unter Umständen nicht wirklich mit den Steuerungen 762 verbunden und/oder eine der verschiedenen Feldvorrichtungen 764 unter Umständen nicht mit dem E/A-Netz 763 verbunden.
  • Zusätzlich, wie in 7B veranschaulicht, gehören zu den verschiedenen Systemen 710, 712 und 714 Konfigurationsanwendungen, wie beispielsweise Steuerungsanwendungen oder Anwendungen zum Erstellen von Steuermodulen 710A, Anwendungen zum Erstellen von Wartungsobjekten oder Schnittstellen 712A und Simulationssystemanwendungen 714A, die im Rahmen der Inbetriebnahme der Anlage oder zum Erstellen verschiedener der Module, Objekte, Anwendungen und/oder Benutzerschnittstellenprogramme 710B, 712B, 714B verwendet werden können, die auf verschiedene Rechenvorrichtungen heruntergeladen und möglicherweise ausgeführt werden, entweder im Back-End-Netz 700, wie beispielsweise alle, die in 1 gezeigt sind, oder die einer der Steuerungen 762 (oder logischen Sicherheitssystemlösern, nicht abgebildet) oder anderen Vorrichtungen bereitgestellt werden können, um während dem Anlagenbetrieb ausgeführt zu werden, wenn die Anlage am Netz betrieben wird, d.h. nach der Inbetriebnahme der Anlage. Darüber hinaus können die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 verwendet werden, um diese anderen Objekte, Module, Programme, Anwendungen usw. ebenfalls zu testen. Darüber hinaus kann ein Inbetriebnahmesystem, wie beispielsweise die Inbetriebnahmeanwendung 738, durch die Verwendung der Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 und insbesondere der darin gespeicherten Konfigurationsinformationen in die Lage versetzt werden, viele verschiedene Inbetriebnahme- oder Konfigurationshandlungen auf der Grundlage des Zustandes der Objekte 732 vorzunehmen. Dementsprechend kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 beispielsweise zunächst das Testen eines oder mehrerer Module, einer oder mehrerer Anwendungen, eines oder mehrerer Programme, einer oder mehrerer Benutzerschnittstellen usw. aktivieren und, wenn diese Tests erfolgreich waren, aktivieren, dass diese Module, Anwendungen, Programme, Benutzerschnittstellen usw. in die verschiedenen Vorrichtungen der Back-End-Umgebung instanziiert und/oder auf diese heruntergeladen werden, in denen diese Module, Anwendungen, Programme und Benutzerschnittstellen usw. im laufenden Anlagenbetrieb ausgeführt werden. Eine solche Instanziierung kann durchgeführt werden, damit die Module, Anwendungen, Programme, Benutzerschnittstellen usw. die Systemkennzeichnungen der Feldvorrichtungen zu Kommunikationszwecken verwenden können. Darüber hinaus können die Module, Anwendungen, Programme, Benutzerschnittstellen usw. auf Prozesssteuerungen, Arbeitsplatzrechner (mit denen Benutzerschnittstellen assoziiert sind), Datenbanken, Server oder beliebige andere Rechenvorrichtungen in der Back-End-Umgebung zur Ausführung heruntergeladen werden. Darüber hinaus können diese weiteren Inbetriebnahme- und Konfigurationshandlungen, wie beispielsweise die Instanziierung und das Herunterladen von Modulen, Anwendungen, Programmen und Benutzerschnittstellen usw., in oder von einer beliebigen Rechenvorrichtung in der Back-End-Umgebung 700 ausgeführt werden, wie beispielsweise ein Arbeitsplatzrechner, in dem die Inbetriebnahmeanwendung 738 ausgeführt wird, ein anderer Arbeitsplatzrechner, die Konfigurationsdatenbank, 716 usw. Darüber hinaus, wie es sich versteht, können diese weiteren oder zusätzlichen Inbetriebnahmehandlungen durchgeführt werden, wenn das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 für eine Feldvorrichtung anzeigt, dass sich die Feldvorrichtung in einem Zustand E/A nicht zugeordnet befindet, d.h., dass die Feldvorrichtung nicht über ein E/A-Netz mit der Back-End-Umgebung 700 verbunden ist, oder dass das E/A-Netz nicht auf eine Weise zugeordnet ist, durch die der Feldvorrichtung ein Kommunikationspfad bereitgestellt wird, oder dass ein Benutzer, wie beispielsweise eine Person, die Inbetriebnahmehandlungen durchführt, bevorzugt, Verbindungen mit der eigentlichen Feldvorrichtung nicht zu verwenden, selbst wenn derartige Verbindungen über ein zugeordnetes E/A-Netz mit einer verbundenen Feldvorrichtung möglich wären.
  • Es versteht sich, dass das Asset-Objektsystem oder die Asset-Datenbank 730 die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 für jedes der Assets der Feldvorrichtung 764 speichert, und dementsprechend Konfigurationsinformationen über diese Objekte den anderen Systemen 710, 712, 714 bereitstellt, wenn sich diese Platzhalterobjekte in einem Zustand E/A nicht zugewiesen der Vorrichtung befinden. Durch die Verwendung der Asset-Objektsystem-Datenbank 730 und insbesondere der Vorrichtungsplatzhalterobjekte können die anderen Anwendungen, wie beispielsweise die Programme 710A, 712A, 714A, verschiedene Inbetriebnahme- und Testtätigkeiten an den Objekten, Modulen, Anwendungen und Programmen 710B, 712B, 714B abschließen, bevor die Feldvorrichtungen 764 über das E/A-Netz 763 mit den verschiedenen Steuerungen 762 wirklich verbunden oder diesen zugeordnet werden. Wie vorstehend erwähnt, kann die Konfigurationsanwendung 738 Benutzereingaben einzeln oder Gruppeneingaben, wie beispielsweise aus einer Tabelle, für alle oder eine Gruppe der Feld-Assets verarbeiten und empfangen, die in der Anlage zu verwenden sind, einschließlich verschiedener Informationen über diejenigen Feld-Assets, wie beispielsweise Vorrichtungstyp, Vorrichtungsname, lange oder Ausgangskennzeichnungen, E/A-Kanalinformationen usw., und die Konfigurations- und Inbetriebnahmeanwendung 738 kann anschließend die verschiedenen Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 erzeugen und/oder mit den verschiedenen Informationen darin füllen. Während diesem Prozess kann die Konfigurations- und Inbetriebnahmeanwendung 738 die Umwandlungsanwendung Ausgangskennzeichnung-Systemkennzeichnung 200 (auch als lange Kennzeichnung - kurze Kennzeichnung bezeichnet) und die verschiedenen Umwandlungsregeln 210 und die Definitionen für E/A-Zuordnung oder -Abstrahierung 740 im Zusammenhang mit den verschiedenen Feldvorrichtungen verwenden, um die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 entsprechend der vorstehenden Definition zu erzeugen.
  • Sobald die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 wenigstens einigermaßen konfiguriert sind, beispielsweise mit derartigen Informationen wie eine Systemkennzeichnung der Vorrichtung, ein Vorrichtungstyp und verschiedene Unterinformationen, die ermittelt oder auf dem Vorrichtungstyp basieren können (einschließlich derartiger Unterinformationen, die durch einen Benutzer bereitgestellt werden), und/oder mit E/A-Kanalinformationen, die zu dem E/A-Kanal gehören, der verwendet wird, um mit der Feldvorrichtung zu kommunizieren, können die verschiedenen anderen Anwendungen 710A, 712A, 714A diese Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 als Vertreter zum Kommunizieren mit den eigentlichen Feldvorrichtungen oder mit Signalen in den Feldvorrichtungen 764 verwenden. Dementsprechend dienen die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 als Vertreter für die eigentlichen Feldvorrichtungen 764 und während der Inbetriebnahme oder des Testverfahrens können die anderen Anwendungen, wie beispielsweise die Steuerungs-, Wartungs- und Simulationsanwendungen 710A, 712A, 714A, mit den Vorrichtungsplatzhalterobjekten 732 kommunizieren (unter Verwendung von System-, Vorrichtungs- oder Vorrichtungssignalkennzeichnungen), anstatt zu versuchen, mit den eigentlichen Vorrichtungen über das E/A-Netz 763 zu kommunizieren. Durch diese Funktion können die Anwendungen 710A, 712A, 714A die durch diese erzeugten Module testen, unter Verwendung der einzigen Informationen, die sie während dem Betrieb dieser Anwendungen im verbundenen Zustand haben werden (d.h. die Systemkennzeichnung der Vorrichtung), um Testen, Konfiguration, Simulation und verschiedene andere Inbetriebnahmetätigkeiten durchzuführen, bevor die Feldvorrichtungen 764 über das E/A-Netz 763 mit dem Steuerungssystem verbunden und zugeordnet werden.
  • Darüber hinaus wird angemerkt, dass immer mehr Konfigurations- und Inbetriebnahmetätigkeiten im Back-End-System 700 durchgeführt werden können, wenn immer mehr Informationen in den oder über die Feldvorrichtungen in den Vorrichtungsplatzhalterobjekten 732 gespeichert sind. Dementsprechend kann die Konfigurationsanwendung 738 in einem Fall Informationen in verschiedene der Vorrichtungsplatzhalterobjekte einpflegen und anschließend das Durchführen mehrerer verschiedener und spezifischer Inbetriebnahme- oder Testtätigkeiten durch andere Anwendungen im Hinblick auf diese Objekte freigeben. Es können immer mehr derartige Inbetriebnahmetätigkeiten freigegeben oder initiiert werden, wenn immer mehr Informationen in den Vorrichtungsplatzhalterobjekten gespeichert werden (z. B. E/A-Kanalinformationen, Bereiche, Grenzwerte usw.). Das bedeutet, dass durch die Einbeziehung spezieller Arten von Konfigurationsinformationen in die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 immer mehr spezifische Inbetriebnahmetätigkeiten durch die Konfigurationsanwendung 738 initiiert werden können. Darüber hinaus können in einigen Fällen zu derartigen Inbetriebnahmetätigkeiten das Instanziieren eines oder mehrerer Steuermodule oder einer oder mehrerer anderer Anwendungen, eines oder mehrerer anderer Programme, einer oder mehrerer anderer Benutzerschnittstellenanwendungen usw. und/oder das Herunterladen von instanziierten Modulen, Programmen, Benutzerschnittstellenanwendungen oder anderen Anwendungen auf Prozesssteuerungen, Arbeitsplatzrechner, Server oder andere Rechenvorrichtungen gehören, in denen diese Module, Programme usw. während dem Anlagenbetrieb ausgeführt werden.
  • Ein Beispiel für ein System oder eine Umgebung, in der die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 während der Inbetriebnahme- und Testtätigkeiten im Back-End-System 700 als Vertreter für die eigentlichen Feldvorrichtungen 764 im Back-End-System 700 fungieren, ist in 7C veranschaulicht. Insbesondere veranschaulicht 7C ein Simulations- oder Testsystem 770, das in Verbindung mit einer der Erstellungsanwendungen für das Steuerungssystem 710A arbeiten kann, die dazu verwendet werden, den Betrieb von einem oder mehreren Steuermodulen 710B zu simulieren oder zu testen, die im Rahmen der Inbetriebnahme der Anlage erzeugt werden, um hierdurch das Testen von Steuerungsobjekten oder -modulen 710B zu ermöglichen, bevor diese Module oder Objekte auf eine Steuerung 762 heruntergeladen werden (oder auf eine oder mehrere Feldvorrichtungen 764, die mit einer Steuerung 762 verbunden werden sollen, die für das getestete Steuermodul verantwortlich ist). Insbesondere ist das System 770 in 7C dahingehend veranschaulicht, dass es ein Steuermodul 710B ausführt und testet, das aus einem Satz miteinander verbundener Funktionsblöcke 772a, 772b, 772c besteht, die mit Kommunikationsverknüpfungen verbunden sind, wobei das Steuermodul 710B ein Teil des Steuerungssystems 710 ist. Das System 770 können jedoch auch oder alternativ andere Module, Anwendungen, Programme, Objekte usw. ausführen und testen, die mit anderen Systemen im Back-End-System 700 assoziiert sind, wie beispielsweise das Asset-Management-System 712 und das Simulationssystem 714.
  • Auf jeden Fall gehört zum System 770 eine Ausführungsmaschine 780, die wiederum jeden der Funktionsblöcke 772a-772c des Steuermoduls 710B ausführt und Verbindungen zwischen diesen Funktionsblöcken 772a-772c bereitstellt, wie durch die Kommunikationsverknüpfungen definiert. Es ist anzumerken, dass es sich bei der Ausführungsmaschine 780 um eine Rechenverarbeitungsvorrichtung handeln kann, die eine beliebige der Anwendungen 710A, 712A, 714A implementiert, oder um die Ausführungsmaschine, die die Inbetriebnahmeanwendung 738 ausführt, einen Prozessor, der eine fest zugeordnete Simulations- oder Testanwendung ausführt, die Inbetriebnahmezwecken dient (die sich von den Simulationsanwendungen 714A unterscheiden kann), usw. Dementsprechend kann die Ausführungsmaschine 780 ein Teil des Steuerungssystems 710, des Asset-Management-Systems 712, des Simulationssystems 714 usw. sein oder kann es sich bei der Ausführungsmaschine 780 um eine autarke Komponente handeln, die dafür ausgelegt oder gedacht ist, bei Anruf durch die Inbetriebnahmeanwendung 738 Test- und Inbetriebnahmetätigkeiten durchzuführen, bevor die Feldvorrichtungen 764 einer Anlage über ein E/A-Netz in der Anlage verbunden oder zugeordnet werden. Darüber hinaus kann die Ausführungsmaschine 780 an einem beliebigen Ort (in einer beliebigen gewünschten Rechenvorrichtung) im Back-End-System 700 implementiert sein, solange die Ausführungsmaschine 780 kommunikativ mit dem Asset-Objektsystem oder der -Datenbank 730 verbunden ist. Wenn die Ausführungsmaschine 780 mit der Inbetriebnahmeanwendung 738 assoziiert ist oder durch diese implementiert wird, kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 Inbetriebnahmetests an den Steuermodulen 710B durchführen, um beispielsweise den Betrieb dieser Module im Hinblick auf konfigurierte Verbindungen der Vorrichtung zu testen. In diesem Fall kann die Inbetriebnahmeanwendung 738 die getesteten Steuermodule 710B (oder andere Module, Anwendungen usw. 712A, 714A) aus dem Steuerungssystem 710 (oder anderen Systemen 712, 714) oder aus der Konfigurationsdatenbank 716 abrufen, bevor diese Module auf eine der Steuerungen 762 heruntergeladen werden.
  • Jedenfalls ruft die Ausführungsmaschine 780 während der Ausführung eines bestimmten Funktionsblocks 772, der eine Kommunikation mit einer Feldvorrichtung oder einem anderen Feld-Asset erfordert, eine Kommunikationsschnittstelle 782 auf oder verwendet diese, um eine Schnittstelle mit der Feldvorrichtung beispielsweise unter Verwendung einer Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung herzustellen (was bei Steuer-, Wartungs- und Simulationsmodulen häufig ist). Zu diesem Zeitpunkt weiß die Kommunikationsmaschine 782 nicht den Kommunikationspfad (d.h. den E/A-Netzpfad), der erforderlich ist, um die Feldvorrichtung in der Feldumgebung zu erreichen. Die Kommunikationsschnittstelle 782 greift auf die Asset-Objektsystem-Datenbank 730 zu und sucht unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung oder des Vorrichtungssignals, wie durch das getestete Modul bereitgestellt, das bestimmte Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 in der Asset-Objekt-Datenbank 730 für die Feldvorrichtung.
  • Anschließend ermittelt die Kommunikationsschnittstelle 782 anhand des Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732, ob die assoziierte Feldvorrichtung (oder ein anderes Feld-Asset) sich in einem Zustand E/A nicht zugeordnet der Vorrichtung oder in einem Zustand E/A zugeordnet der Vorrichtung befindet. Zeigt das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 an, dass sich die Feldvorrichtung in einem Zustand E/A zugeordnet der Vorrichtung befindet (d.h., dass der E/A-Pfad zur Feldvorrichtung konfiguriert und zugeordnet wurde), kann die Kommunikationsschnittstelle 782 eine andere Konfiguration von anderen Feldern des Vorrichtungsplatzhalterobjektes abrufen. Insbesondere kann die Kommunikationsschnittstelle 782 in diesem Fall nach dem E/A-Kommunikationspfad fragen und kann das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 den E/A-Kommunikationspfad für die Vorrichtung ausgeben, wie dieser im Vorfeld für die Verbindung zugeordnet und im Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 gespeichert wurde, und verwendet die Kommunikationsschnittstelle 782 diesen Pfad, um Signale zur eigentlichen Feldvorrichtung in der Feldumgebung zu senden und von dieser zu empfangen, d.h. um mit der Feldvorrichtung über den zugeordneten E/A-Kommunikationspfad zu kommunizieren. In einigen Fällen kann die Kommunikationsschnittstelle 782 diese Verbindungen über die eine der Steuerungen 762 initiieren, die mit dem E/A-Netz 763 verbunden ist, an dem die Feldvorrichtung hängt.
  • Zeigt das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 jedoch an, dass sich die Feldvorrichtung in einem Zustand E/A nicht zugeordnet der Vorrichtung befindet, kann die Kommunikationsschnittstelle 782 erneut auf andere Konfigurationsinformationen für die Vorrichtung und/oder den E/A-Kanal für die Vorrichtung zugreifen, um zu ermitteln, ob die angeforderten Informationen im Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 gespeichert sind. Ist dies der Fall, ruft die Kommunikationsschnittstelle 782 diese gewünschten oder erforderlichen Informationen ab und stellt diese Informationen wieder der Ausführungsmaschine 780 bereit. In einigen Fällen kann das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 Konfigurationsinformationen speichern, die mit der eigentlichen Feldvorrichtung assoziiert sind oder diese definieren, wie beispielsweise Vorrichtungstyp, Ausgangskennzeichnung (lang), Systemkennzeichnung (kurz), Vorrichtungsbereiche, Grenzwerte, Fähigkeiten usw. In dem Fall, in dem die angefragten Informationen tatsächlich im Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 gespeichert sind, können diese Informationen vom Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 zurückgesendet werden, als wären sie von der Feldvorrichtung selbst gesendet. Darüber hinaus kann die Kommunikationsschnittstelle 782 in einigen Fällen einfach ermitteln, ob die angefragten Verbindungen vom Steuermodul 710B mit dem richtigen Protokoll oder der richtigen Vorrichtungskonfiguration der Vorrichtung oder dem E/A-Kanal für die Vorrichtung übereinstimmen oder diesem/dieser entsprechen, das/die/der mit dem Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 assoziiert ist. Durch diese Ermittlung kann das Personal trotzdem ermitteln, ob das Steuermodul 710B dahingehend richtig konfiguriert ist, dass es mit einer bestimmten Vorrichtung konfiguriert, und zwar auf der Grundlage des Vorrichtungstyps, der Konfigurationsparameter der Vorrichtung, der Konfigurationsparameter des E/A-Kanals usw., wie diese im Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 gespeichert sind.
  • In anderen Instanzen, in denen angefragte Vorrichtungsdaten (oder Vorrichtungsparameter) nicht im Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 gespeichert sind (da sich diese auf nicht mit der Konfiguration im Zusammenhang stehende Daten beziehen können, die durch die Feldvorrichtung auf der Grundlage des tatsächlichen Betriebs der Feldvorrichtung erfasst oder erzeugt wurden), kann die Kommunikationsschnittstelle 782 jedoch auf einen Simulationsreaktionsblock oder auf ein Simulationsreaktionsmodul 784 zugreifen, der/das eine simulierte Reaktion für die Feldvorrichtung bereitstellen kann, um den Betrieb der Feldvorrichtung zu simulieren. Der Simulationsreaktionsblock oder das Simulationsreaktionsmodul 784 kann für den Inbetriebnahmevorgang spezifisch sein und kann dementsprechend Teil der Inbetriebnahmeanwendung 738 sein oder ggf. als Teil des Asset-Objektsystems 730 bereitgestellt werden. Derartige simulierte Reaktionen können durch einen Benutzer oder ein Testsystem bereitstellt werden, können in einer Simulationsdatei gespeichert werden, die zu Test- und Inbetriebnahmezwecken erzeugt wurde, können auf die Schnelle erzeugt werden oder können auf eine andere Art und Weise bereitgestellt werden. Die simulierte Reaktion der Vorrichtung (bei der es sich um einen simulierten Wert für den Zustand einer Vorrichtung, eine Messung einer Vorrichtung, einen Vorrichtungsparameter usw. handeln kann) wird der Ausführungsmaschine 780 bereitgestellt, als wäre dieser Wert ein Wert oder Signal, der/das von der Feldvorrichtung selbst zurückgegeben wird. Diese simulierte Reaktion ermöglicht dadurch ein weiteres Testen des Steuermoduls 710B auf der Grundlage von vorher definierten Reaktionen der Vorrichtung. Allgemein ausgedrückt, kann der Simulationsblock 784 so konfiguriert sein, dass er das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 wie ein intelligentes Objekt aussehen lässt oder diesem anscheinend die Fähigkeit verleiht, tatsächliche Reaktionen der Vorrichtung an das anfragende Modul zurückzugeben (d.h. das getestete Modul). Im Normalfall verwendet die Kommunikationsschnittstelle 782 jedoch lediglich den Simulationsblock 784, um den durch das Vorrichtungsplatzhalterobjekt definierten Betrieb der Vorrichtung auf eine Weise nachzuahmen, die lediglich zu Testzwecken dient. Darüber hinaus kann die Kommunikationsschnittstelle 782, bei der es sich ebenfalls um einen Teil der Inbetriebnahmeanwendung 738 oder des Asset-Objektsystems 730 handeln kann, Kommunikationsanfragen von den durch die Ausführungsmaschine 780 getesteten Modulen gegen die Konfigurationsdaten, die im Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 gespeichert sind, auf das richtige Format, den richtigen Kontext, die richtige Syntax, die richtige E/A-Adressierung oder andere E/A-spezifische Parameter usw. testen, wie dies durch die eigentliche Vorrichtung oder den E/A-Kanal erfordert wird, der mit der Vorrichtung verbunden ist, um sicherzustellen, dass die Kommunikationsanfrage in der eigentlichen Anlage ihren beabsichtigten Zweck erfüllen würde, wenn diese Anfrage an die eigentliche Vorrichtung gesendet würde und die Vorrichtung erreichen würde, an die sie gesendet wurde. Tritt bei einer dieser Kommunikationen ein Fehler auf, beispielsweise aufgrund einer fehlenden Übereinstimmung der Konfigurationsdaten des Vorrichtungsplatzhalterobjektes mit der Anfrage vom Steuermodul 710B, kann die Kommunikationsschnittstelle 782 oder die Ausführungsmaschine 780 natürlich eine Fehlermeldung erzeugen, aus der hervorgeht, dass ein Konfigurations- oder ein anderer Fehler bzw. ein anderes Problem im getesteten Funktionsblock oder Modul vorliegt. Eine derartige Fehlermeldung kann einem Benutzer über eine Benutzerschnittstelle bereitgestellt werden, die mit dem Testsystem oder mit der Inbetriebnahmeanwendung 738 assoziiert ist.
  • Bei einer anderen Ausführungsform kann das Inbetriebnahmesystem 770 Module dadurch testen, wie beispielsweise Steuermodule, indem es diese Steuermodule auf eine Prozesssteuerung 762 oder eine andere Rechenvorrichtung herunterlädt, die diese Module während dem Anlagenbetrieb tatsächlich implementiert, und diese Module anschließend in der Prozesssteuerung ausführt, um die Module zu testen. In diesem Fall kann der Prozessor der Steuerung 762 als Ausführungsmaschine 780 in 7C laufen. Die Ausgabe der Steuerung 762, die in der Regel über eine E/A-Vorrichtung im E/A-Netz 763 mit den Feldvorrichtungen verbunden ist, kann mit einer Kommunikationsschnittstelle 782 verbunden sein (physisch oder elektronisch), die sich in der Back-End-Umgebung 700 befindet, wie beispielsweise in der Inbetriebnahmeanwendung 738. In der Regel kann die Steuerung 762 in diesem Szenario einem Prüfstandsversuch unterzogen werden oder, wenn die Steuerung 762 in der Anlage verbaut ist, kann eine separate Nebenschlussverbindung vom feldseitigen Kommunikationsanschluss der Steuerung 762 beispielsweise zum Netzwerk 760 in 7B oder einer Handheld-Vorrichtung bereitgestellt werden, die die Inbetriebnahmeanwendung 738 ausführen kann. Dementsprechend kann in diesem Fall der zur Feldseite zeigende Kommunikationsanschluss der Steuerung 762 zur Back-End-Umgebung 700 zurück verlegt sein, um eine Verbindung mit der Kommunikationsschnittstelle 782 herzustellen, die die Ausgabe der Steuerung 762 annimmt und diese Ausgabe verwendet, um auf das entsprechende Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732 zuzugreifen, wie dieses im Asset-Objektsystem 730 gespeichert ist. Die Schnittstelle 782 kann die Kommunikation anschließend unter Verwendung des entsprechenden Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732 (beispielsweise auf der Grundlage der Systemkennzeichnung der Kommunikationsanfrage) entsprechend der vorstehenden Beschreibung auf Konfiguration, Format, Syntax, E/A-Kanaleigenschaft usw. testen, und/oder kann das Simulationsobjekt 784 verwenden, um eine simulierte Reaktion der Vorrichtung zu erzeugen, die an den feldseitigen Kommunikationsanschluss der Steuerung 762 zurückgegeben werden kann, als würde diese Reaktion von einer tatsächlichen Feldvorrichtung kommen, die mit der Steuerung 762 verbunden ist. Gleichermaßen kann die Kommunikationsschnittstelle 782 bei einem Fehler oder Problem im Hinblick auf die Kommunikation, der/das durch einen Konfigurationsfehler hervorgerufen wurde, die Inbetriebnahmeanwendung 738 über das Problem informieren und dadurch den Benutzer über einen Fehler bei der Inbetriebnahme informieren. Natürlich können andere Arten von Modulen, Anwendungen, Programmen, Benutzerschnittstellen usw. instanziiert und auf andere Rechenvorrichtungen, wie beispielsweise Arbeitsplatzrechner, Datenbanken, Server usw. in der Back-End-Umgebung 700 heruntergeladen und auf dieselbe Art und Weise getestet werden.
  • E/A-Anbindung
  • Wenn die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 vollständig ausgefüllt oder konfiguriert (sich jedoch noch in einem Zustand E/A nicht zugeordnet der Vorrichtung befinden) und die anderen Inbetriebnahmetätigkeiten durchgeführt wurden, beispielsweise haben die Anwendungen 710A, 712A, 714A diese Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 verwendet, um verschiedene ihrer Module, Anwendungen, Objekte, Modelle usw. zu testen, enthalten die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 ausreichend Informationen, um jede der Feldvorrichtungen in der Anlage eindeutig zu identifizieren. Eine der abschließenden Phasen der Inbetriebnahme besteht anschließend in der Anbindung der Feldvorrichtungen 764 in der Feldgeräteumgebung 122 an die Steuerungen 762 und andere Geräte im Back-End-System 700 durch Zuordnen oder Zuweisen der Feldvorrichtungen 764 und anderen Feldgeräte zu spezifischen Komponenten des E/A-Netzes 763. Diese Anbindung, die in der vorliegenden Schrift als „E/A-Anbindung“ bezeichnet wird, kann erfolgen, nachdem die Feldvorrichtungen 764 physisch mit dem E/A-Netz verbunden wurden. Als Teil dieser Anbindung muss das Inbetriebnahmesystem die Vorrichtungsplatzhalterobjekte 732 (im Back-End-System 700 erzeugt) mit den eigentlichen Feldvorrichtungen vergleichen, zu denen diese gehören, um einen E/A-Kommunikationspfad zu ermitteln, über den die Komponenten im Back-End-System 700 mit den eigentlichen Feldvorrichtungen und umgekehrt kommunizieren können. Es muss unbedingt bedacht werden, dass auf der Feldgeräteseite 122 des Anlagennetzes Vorrichtungsplatzhalterobjekte 300 für jede der Feldvorrichtungen und/oder Signalkennzeichnungen, die mit den Feldvorrichtungen assoziiert sind, erzeugt worden sein können, und dass diese feldgeräteseitigen Vorrichtungsplatzhalterobjekte 300 irgendwo in der Feldgeräteumgebung 122 gespeichert sind, wie beispielsweise in einer der E/A-Netzvorrichtungen, in einer der E/A-Karten, in den Feldvorrichtungen selbst usw. Zudem sollten theoretisch, da die Inbetriebnahmetätigkeiten von beiden Seiten erfolgt sind (in der Back-End-Umgebung 700 und der Feldgeräteumgebung 122), wobei die Vorrichtungsplatzhalterobjekte auf beiden Seiten verwendet wurden, die Informationen in den jeweiligen entsprechenden Paaren von Platzhalterobjekten identisch sein (d.h. die in den beiden Platzhalterobjekten für eine bestimmte Feldvorrichtung oder ein bestimmtes Feldvorrichtungssignal gespeicherten Informationen sollten miteinander identisch sein). Anders ausgedrückt sollten die Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung, wie diese in den Feldvorrichtungen selbst und möglicherweise in den Vorrichtungsplatzhalterobjekten gespeichert sind, die in der Feldumgebung erzeugt werden, mit den Konfigurationsinformationen identisch sein, die in den Vorrichtungsplatzhalterobjekten 732 im Back-End-System 700 gespeichert sind. Ein solcher Zustand ist jedoch nicht garantiert, so dass es Unterschiede zwischen den Informationen in den beiden Vorrichtungsplatzhalterobjekten für eine konkrete Feldvorrichtung oder ein konkretes Feldvorrichtungssignal geben kann (in der vorliegenden Schrift als das Back-End-Vorrichtungsplatzhalterobjekt und das feldgeräteseitige Vorrichtungsplatzhalterobjekt bezeichnet). Diese Situation muss thematisiert werden, wenn die Feldvorrichtungen im E/A-Netz 763 tatsächlich verbunden und zugeordnet werden, da die verschiedenen Inbetriebnahmetätigkeiten, die im Back-End-System 700 der Anlage und in der Feldumgebung 122 der Anlage getrennt voneinander durchgeführt werden, unter Umständen unter Verwendung verschiedener Konfigurationsinformationen für die Feldvorrichtung und den E/A-Kanal erfolgt sein können, was zu Fehlern oder Problemen im Betrieb führen könnte.
  • 8 veranschaulicht ein System und eine Methodik der E/A-Anbindung, z. B. Anbinden der Feldvorrichtungen 764 über das E/A-Netz 763 an die Steuerungen 762 und anderen Vorrichtungen im Back-End-System 700, um die Inbetriebnahme der Prozessanlage abzuschließen. Allgemein ausgedrückt kann ein Anbindungswerkzeug 790 an einem beliebigen Ort im Back-End-System 700, wie beispielsweise in einer Vorrichtung am Kommunikationsnetz 760 in 7B, und/oder an einem beliebigen Ort in der Feldgeräteumgebung gespeichert werden, wie beispielsweise in einer der Feldvorrichtungen 764, in einer der E/A-Netzvorrichtungen 763, in einer Handheld- oder tragbaren Vorrichtung 791, die mit einer der Feldvorrichtungen 764 oder mit einer der E/A-Netzvorrichtungen im E/A-Netz 763 verbunden ist. Allgemein ausgedrückt kann das Anbindungswerkzeug oder die Anwendung verwendet werden, um das Anbinden der Anlage oder bestimmter Feldvorrichtungen in der Anlage an die Steuerungen 762 und andere Vorrichtungen im Back-End-System 700 zu initiieren, bei dem es sich um das Back-End-System 125 in den 2A und 2C handeln kann.
  • Insbesondere, wie in 8 veranschaulicht, ist das Back-End-System 700 als ein Block 795 veranschaulicht, der verschiedene dieser Computer, Datenbanken usw. enthalten kann, die im in den 7A-7C beschriebenen Back-End-System 700 gespeichert sind. Die Vorrichtungen im Block 795 sind mit verschiedenen Steuerungen 762 verbunden, die wiederum über das zu diesem Zeitpunkt nicht zugeordnete E/A-Netz 763 mit verschiedenen der Feldvorrichtungen 764 verbunden sind. Insbesondere können zum E/A-Netz 763 verschiedene standardmäßige E/A-Vorrichtungen oder -Karten und -Terminals, CHARMbasierte E/A-Vorrichtungen oder -Module und/oder beliebige der anderen E/A-Netzvorrichtungen gehören, die hinsichtlich der 2A und 2C veranschaulicht und beschrieben sind. Es ist wichtig zu erwähnen, dass, wie in 8 veranschaulicht, es jetzt zwei Sätze Konfigurationsinformationen für jede der Feldvorrichtungen 764 oder andere Feld-Assets gibt, einschließlich der Konfigurationsinformationen, die in den Feldvorrichtungen selbst (entsprechend der Konfiguration) und/oder in den Vorrichtungsplatzhalterobjekten für jede Feldvorrichtung und/oder in jedem Vorrichtungssignal einer Feldvorrichtung, das in der Feldumgebung der Anlage 5 gespeichert ist, gespeichert sind, und der Konfigurationsinformationen, die in den Vorrichtungsplatzhalterobjekten 732 in der Back-End-Umgebung 700 gespeichert sind. Insbesondere speichert die Asset-Objekt-Datenbank 730 im Back-End-System 700 ein Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732BE für jede der Feldvorrichtungen und Feldsignalkennzeichnungen (die mit komplexeren Feldvorrichtungen assoziiert sind), während auf der Feldgeräteseite 122 eine Vorrichtungskonfiguration (bei der es sich um ein Vorrichtungsplatzhalterobjekt handeln kann aber nicht muss) 732FE in den Feldvorrichtungen selbst oder an einem beliebigen Ort in den E/A-Vorrichtungen des E/A-Netzes 763 für jede der Feldvorrichtungen und jedes der Feldvorrichtungssignale gespeichert ist. Es wird angemerkt, dass die im Back-End-System 700 erzeugten Vorrichtungsplatzhalterobjekte als Objekte 732BE und die Konfigurationsinformationen oder Objekte der Feldvorrichtung, die für Feldvorrichtungen erzeugt und in der Feldgeräteumgebung 122 gespeichert wurden, als Objekte 732FE bezeichnet werden.
  • Während der E/A-Anbindung führt die Anbindungsanwendung 790 Anbindungshandlungen durch, um das Back-End-System 700 über das E/A-Netz 763 an die Feldgeräte 764 anzubinden. Die Anbindungsanwendung 790 kann in einer Vorrichtung implementiert sein, die mit dem Back-End-System 700 verbunden ist, wie beispielsweise in einer Back-End-Benutzerschnittstellenvorrichtung, einer Steuerung 762, einer Handheld-Vorrichtung, die mit dem Netz 760 verbunden ist, oder die Inbetriebnahmeanwendung 738, oder die Anbindungsanwendung 790 kann in einer Vorrichtung in der Feldgeräteumgebung implementiert sein, wie beispielsweise in einer der Feldvorrichtungen 764, einer der E/A-Netzvorrichtungen des E/A-Netzes 763 oder in einer Handheld- oder tragbaren Vorrichtung 791, die mit einer Feldvorrichtung 764 oder einer E/A-Vorrichtung im E/A-Netz 763 verbunden sein kann, wie beispielsweise eine E/A-Karte oder ein anderer Teil des E/A-Netzes 763. Diese tragbare und in der Regel entfernbare Verbindung ist in 8 mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht. Dementsprechend können die in der vorliegenden Schrift beschriebenen Anbindungshandlungen entweder von der Feldgeräteseite 122 oder von der Back-End-Geräteseite 700 initiiert werden, um die Feldgeräte 764 über das E/A-Netz 763 an das Back-End-System 700 anzubinden.
  • Zudem kann die Anbindungsanwendung 790 die Anbindung für das gesamte Anlagennetz gleichzeitig übernehmen oder begrenzte Teile der Anlage oder eines Anlagennetzes anbinden, wie beispielsweise für eine einzelne Vorrichtung, für Sätze von Vorrichtungen, die mit einer bestimmten E/A-Karte oder einem bestimmten E/A-Netz verbunden sind, für Sätze von Vorrichtungen, die mit einer bestimmten Steuerung 762 oder einer beliebigen anderen Kombination von Vorrichtungen verbunden sind. Um diese Handlung durchzuführen, kann die Anbindungsanwendung 790 eine Benutzerschnittstelle bereitstellen, über die ein Benutzer oder Inbetriebnahmepersonal die Anbindungshandlungen einschränken kann, die an verschiedenen der Feldvorrichtungen 764 und/oder Steuerungen 762 und/oder E/A-Vorrichtungen im E/A-Netz 763 durchgeführt werden, um die eigentliche Anbindung zu begrenzen, die an einer Teilmenge aller Feldvorrichtungen oder Feldgeräte in der Anlage durchgeführt wird. Eine begrenzte und kontrollierte Anbindung ist dann bevorzugt, wenn beispielsweise eine neue Feldvorrichtung 764 einem vorhandenen E/A-Netz 763 hinzugefügt wird, das bereits angebunden wurde, eine neue Steuerung 762 der Anlage hinzugefügt wird, oder eine neue oder andere E/A-Vorrichtung zum E/A-Netz 763 der Anlage hinzugefügt bzw. anstelle einer anderen Vorrichtung in das E/A-Netz 763 der Anlage eingebaut wird usw., damit in diesen Situationen nicht alle der anderen nicht davon betroffenen Feldvorrichtungen erneut angebunden werden müssen, die bereits an das Netz angebunden sind.
  • Jedenfalls kommuniziert die Anbindungsanwendung 790 während der Anbindung durch die Vorrichtung, mit der sie verbunden ist, entweder nach oben von der Feldgeräteseite zum Back-End-System 700 oder nach unten vom Back-End-System 700 (z. B. von einer Steuerung 762), um die Vorrichtungen automatisch zu finden, mit denen diese Vorrichtung verbunden ist. Dementsprechend führt die Anbindungsanwendung 790 allgemein ausgedrückt eine Erkennung durch das E/A-Netz durch, indem sie eine erste Vorrichtung erkennt und anschließend jede der weiteren Vorrichtungen automatisch findet, die kommunikativ mit der ersten Vorrichtung verbunden sind, um einen Kommunikationspfad zu jeder der weiteren Vorrichtungen durch die erste Vorrichtung zu ermitteln, und diesen Vorgang wiederholt, bis alle der mit der ersten Vorrichtung verbundenen Vorrichtungen gefunden sind oder bis eine bestimmte Vorrichtung gefunden ist, für die die Anbindungsanwendung 790 eine Anbindung versucht. Die Anbindungsanwendung 790 kann diese Erkennung für eine beliebige Anzahl an Vorrichtungen wiederholen und kann den Vorgang in eine oder beide Richtungen durchführen (z. B. von der Steuerung durch das E/A-Netz zu den Feldvorrichtungen oder von der Seite der Feldvorrichtungen nach oben durch das E/A-Netz zu den Steuerungen). Zudem kann diese Erkennung über drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen der Vorrichtung oder beide Arten erfolgen, und die Fähigkeiten zum automatischen Finden (Protokolle, Befehle usw.) der Vorrichtungen oder Kommunikationsprotokolle der verbundenen Vorrichtungen und Netze in der Anlage verwenden.
  • Insbesondere, wenn die Anbindungsanwendung 790 vom Back-End-System 700 aus implementiert ist, kann die Anbindungsanwendung 790 versuchen, über eine Steuerung 762A aus 8 zu kommunizieren und alle mit dieser Steuerung 762A verbundenen E/A-Karten automatisch zu finden. Bei derartigen E/A-Karten kann es sich um standardmäßige E/A-Karten oder dumme E/A-Karten, konfigurierbare E/A-Karten, wie beispielsweise CHARM-E/A-Karten usw. handeln. (Diese Kommunikation kann über drahtgebundene E/A-Netze oder drahtlose E/A-Netze erfolgen, wie schematisch in 8 dargestellt). Zudem speichert die Anbindungsanwendung 790 eine Liste von „verbundenen“ Vorrichtungen, aus der jede der automatisch gefundenen oder erkannten E/A-Karten oder jedes der automatisch gefundenen oder erkannten anderen E/A-Geräte hervorgeht, einschließlich der verschiedenen Anschlüsse, Adressen usw., an denen diese Vorrichtungen mit der Steuerung 762A verbunden sind. Anschließend kann die Anbindungsanwendung 790 nach unten (oder oben) zur nächsten Ebene mit Vorrichtungen im E/A-Netz 763 gehen, um die bestimmten Vorrichtungen, Anschlüsse, Adressen, Klemmleisten usw. zu erkennen, an die jede der Vorrichtungen auf der nächsthöheren Ebene angeschlossen ist, und kann jede dieser Vorrichtungen und deren konfigurierte Verbindungen automatisch finden. Dementsprechend kann die Anbindungsanwendung 790 für eine bestimmte Steuerung 762A jede E/A-Karte erkennen, die mit der Steuerung 762A verbunden ist, und anschließend die Vorrichtungen automatisch finden, die mit jeder Klemmleiste von jeder dieser E/A-Karten verbunden sind. Im Fall von intelligenten oder CHARM-E/A-Karten können die E/A-Karten der Steuerung 762A vorgeben, welche Vorrichtungen mit welchen Anschlüssen der Karte oder welchen Adressen der Vorrichtung oder Signalpfaden unter den Karten verbunden sind. Beispielsweise kann die Anbindungsanwendung 790 in einem typischen E/A-Fall, wie beispielsweise der im System in 1 veranschaulichte Fall, eine Steuerung dazu veranlassen, über eine E/A-Karte zu kommunizieren und Verbindungen durch einen bestimmten Anschluss oder eine bestimmte Klemmleiste der E/A-Karte bereitzustellen, um die mit dieser Klemmleiste verbundene Vorrichtung automatisch zu finden. In diesem Fall erkennt die Anbindungsanwendung 790 beispielsweise eine Feldvorrichtung oder ein anderes Feld-Asset, die/das mit einer bestimmten Klemmleiste eines E/A-Anschlusses einer E/A-Karte verbunden ist, und erkennt die Anwendung 790 anschließend den Signalpfad, der benötigt wird, um die Feldvorrichtung zu erreichen. Die Anbindungsanwendung 790 kann anschließend mit der Feldvorrichtung kommunizieren und diese bitten, sich selbst zu identifizieren und Informationen im Hinblick auf deren Identität bereitzustellen. In anderen Fällen kann die Anbindungsanwendung 790 eine E/A-Netzvorrichtung erreichen, wie beispielsweise eine intelligente oder CHARM-E/A-Netzkarte, die unter Umständen Informationen im Hinblick auf jede der Vorrichtungen unter dieser Netzwerkkarte und die Anschlüsse bereitstellen kann, mit denen sie an der E/A-Karte mit der Anwendung 790 verbunden sind. Auf jeden Fall durchläuft die Anwendung 790 jeden der Anschlüsse und jede der Verbindungen von jedem der E/A-Netzelemente und -unterelemente, bis die Anwendung 790 bei einem Niveau angelangt, an dem sie einige Informationen zu den Feldvorrichtungen findet, die über diesen E/A-Anschluss, diese E/A-Verbindung usw. verbunden sind.
  • In einigen Fällen erkennt die Anbindungsanwendung 790, wenn sie eine Vorrichtung erreicht, die ein oder mehrere feldseitige Konfigurationsobjekte enthält (wie beispielsweise ein Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732FE, das in einer E/A-Vorrichtung gespeichert ist und Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung für eine Feldvorrichtung bereitstellt, die mit der E/A-Vorrichtung verbunden ist, oder Konfigurationsinformationen 732FE, die in einer eigentlichen Feldvorrichtung 764 gespeichert sind), und fordert die Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung oder andere identifizierende Informationen der Feldvorrichtung im Zusammenhang mit dem Konfigurationsobjekt oder der Konfigurationsdatei an. Das Konfigurationsobjekt oder die Informationen zur Feldgeräteseite kennzeichnen das damit assoziierte konfigurierte Feld-Asset, z. B. anhand der Systemkennzeichnung des Assets. Wie vorstehend erwähnt, können die Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung in den Feldvorrichtungen selbst oder in Vorrichtungsplatzhalterobjekten von Feldgeräten, die beispielsweise in einer eigentlichen Feldvorrichtung gespeichert sein können, oder in einer E/A-Karte oder einer Datenbank gespeichert sein, die im E/A-Netz gespeichert ist. Jedenfalls, wenn die Anwendung 790 derartige Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung erkennt, wie beispielsweise ein Vorrichtungsplatzhalterobjekt, geht die Anwendung 790 in die Datenbank 730, um das entsprechende Vorrichtungsplatzhalterobjekt des Back-End-Systems zu finden, das derselben Systemkennzeichnung oder Feldvorrichtung entspricht, und gleicht diese beiden Sätze Konfigurationsinformationen anschließend miteinander ab. Im bevorzugten Fall stimmen die Informationen in den beiden Vorrichtungsplatzhalterobjekten genau miteinander überein, wenigstens auf den höheren Ebenen, und zu diesem Zeitpunkt kann die Anbindungsanwendung 790 Verbindungsinformationen zum E/A-Pfad, die erforderlich sind, um diese Vorrichtung zu erreichen, dem Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732BE im Back-End-System 700 bereitstellen (sowie den Konfigurationsinformationen der Feldvorrichtung in der Feldvorrichtung oder in einem Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732FE eines Feldgerätes), um dadurch künftige direkte Verbindungen mit derartigen Vorrichtungen von jeder Seite zu ermöglichen. Zusätzlich kann die Anbindungsanwendung 790 in diesem Fall die Vorrichtungsplatzhalterobjekte (beide, so zwei vorhanden sind) für eine Feldvorrichtung auf einen Zustand E/A zugeordnet der Vorrichtung setzen, d.h., dass die Informationen zum eigentlichen E/A-Netzverbindungspfad in den Vorrichtungsplatzhalterobjekten oder in der Konfiguration der Feldvorrichtung selbst gespeichert sind, und dass diese Informationen über den Kommunikationspfad anderen Objekten, Modulen, Anwendungen und Programmen bereitgestellt werden können, die mit den Vorrichtungsplatzhalterobjekten kommunizieren oder die die Vorrichtungsplatzhalterobjekte verwenden, um über die E/A-Netze in der Anlage zu kommunizieren. Diese Informationen über den Kommunikationspfad können zudem in der Konfigurationsdatenbank 716 gespeichert und anderen Objekten in der Anlage bereitgestellt werden, wie beispielsweise den Modulen, Anwendungen, Programmen usw. der Systeme 710, 712, 714. Gleichermaßen, wenn die Anbindungsanwendung 790 von der Feldgeräteseite der Anlage initiiert wird, geht die Anbindungsanwendung 790 nach oben durch die Vorrichtungen im E/A-Netz 763, bis sie eine Steuerung findet 762. Die Anbindungsanwendung 790 kann dann dafür sorgen, dass die Steuerung 762 mit der Datenbank 730 kommuniziert, um das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732BE zu finden, das mit den Vorrichtungen assoziiert ist, für die die Anbindung erfolgen soll, um dadurch der Anwendung 790 das Erkennen und Vergleichen der beiden Sätze von Konfigurationsinformationen der Vorrichtung für jede Feldvorrichtung oder jedes Feld-Asset an der Feldgeräteseite zu ermöglichen.
  • Natürlich können in einigen Fällen die Informationen im entsprechenden Konfigurationsspeicherpaar (z. B. zwei Vorrichtungsplatzhalterobjekte oder die Konfigurationsinformationen einer Feldvorrichtung und ein Back-End-Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732BE) verschieden oder auf irgendeine Art und Weise fehlerhaft konfiguriert sein. In diesem Fall enthält die Anbindungsanwendung 790 eine Regel- oder eine Richtliniendatenbank, mit der die Anwendung 790 die Anbindung durchführen kann, wenn die Informationen im Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732BE nicht mit den Konfigurationsinformationen für die entsprechende Feldvorrichtung auf der Feldgeräteseite der Anlage übereinstimmen, d.h. wenn die beiden Sätze von Konfigurationsinformationen für eine bestimmte Vorrichtung oder ein bestimmtes Vorrichtungssignal unterschiedlich sind. In einigen Fällen kann eine Regel oder Richtlinie in der Regel- oder Richtliniendatenbank anzeigen, dass das Back-End-Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732BE die richtigen Informationen enthält (oder das Master-Objekt sein soll), und dass die Informationen des Master-Vorrichtungsplatzhalterobjektes auf der Back-End-Seite dem Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732FE der Feldvorrichtung oder den Feldgeräten für die Feldvorrichtung bereitgestellt oder darin gespeichert werden sollen. In anderen Fällen kann die Regel oder Richtlinie anzeigen, dass die Konfigurationsinformationen der Feldgerätevorrichtung, wie beispielsweise die Konfigurationsinformationen in einer Feldvorrichtung oder in einem Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732FE das Master-Objekt steuern oder sind, und anschließend kopiert die Anbindungsanwendung 790 die Konfigurationsinformationen der Feldgerätevorrichtung, wie diese auf der Feldgeräteseite der Anlage gespeichert sind, in das Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732BE des Back-End-Systems. In einigen Fällen kann ein Benutzer durch die Regel oder Richtlinie jedoch in den Konflikt einbezogen werden bzw. können diese dessen Beteiligung daran erfordern, und den Benutzer auffordern, zu entscheiden, welche Informationen letztlich korrekt sind und dementsprechend welche Informationen sowohl im Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732BE als auch in den Konfigurationsfeldern oder im Speicher auf der Feldgeräteseite der Anlage zu verwenden sind. Eine derartige Regel oder Richtlinie kann dazu führen, dass dem Benutzer über eine Benutzerschnittstelle ein Alarm oder eine Warnung von der Anbindungsanwendung 790 gesendet wird, der/die den Benutzer über die verschiedenen Informationen zwischen den beiden Sätzen von Konfigurationsobjekten der Vorrichtung informiert, wodurch der Benutzer eine Entscheidung treffen kann, welcher Satz die richtigen Informationen enthält, die an beiden Stellen gespeichert werden sollen. Natürlich können andere Regeln oder Richtlinien verwendet werden und kann die in einem bestimmten Fall anzuwendende Regel oder Richtlinie von System zu System konfigurierbar sein. Dementsprechend können die Abläufe zur Konfliktlösung, die durch die Anbindungsanwendung 790 durchgeführt werden, konfigurierbar sein. Darüber hinaus können in einigen Fällen leere oder nicht konfigurierte Felder von einem der Sätze von Konfigurationsinformationen auf der Grundlage der Konfigurationsinformationen im anderen Satz ausgefüllt werden. Dementsprechend, wenn ein bestimmtes Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732BE keine Werte für einige darin enthaltene Konfigurationsfelder enthält, können die Werte, die in der Feldvorrichtung oder in einem Platzhalterobjekt 732FE für die Feldvorrichtung gespeichert sind, in die leeren Felder des Back-End-Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732BE kopiert werden. Natürlich können die Konfigurationsinformationen von den Platzhalterobjekten 732BE der Back-End-Vorrichtungen in die Konfigurationsspeicher der Feldvorrichtung oder in ein Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732FE kopiert werden, das mit der Feldvorrichtung assoziiert ist.
  • Dementsprechend kann zum Abgleichen einer erkannten Differenz zwischen den Informationen, die im Back-End-Vorrichtungsplatzhalterobjekt für eine Feldvorrichtung gespeichert sind, und den Konfigurationsinformationen für die Feldvorrichtung, wie diese auf der Feldgeräteseite der Anlage gespeichert sind, das Speichern von Konfigurationsinformationen, die in einem ersten dieser Konfigurationsspeicher gespeichert sind, in den zweiten dieser Speicher gehören, wenn im zweiten dieser Speicher oder verschiedenen Feldern darin keine konfigurierten Informationen gespeichert sind. Gleichermaßen kann zum Abgleichen einer erkannten Differenz das automatische Speichern von Konfigurationsinformationen, die in einem ersten Konfigurationsfeld des Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732BE für die Feldvorrichtung gespeichert sind, das in der Back-End-Umgebung gespeichert ist, in ein erstes Konfigurationsfeld des Konfigurationsspeichers (wie beispielsweise ein Vorrichtungsplatzhalterobjekt) für die Feldvorrichtung gehören, das in der Feldumgebung gespeichert ist, wenn die Informationen in den ersten Feldern dieser Konfigurationsspeicher nicht miteinander übereinstimmen. Darüber hinaus kann zum Abgleichen einer erkannten Differenz das automatische Speichern von Konfigurationsinformationen, die in einem ersten Feld eines Konfigurationsspeichers für eine Feldvorrichtung gespeichert sind, das in der Feldumgebung gespeichert ist, in das erste Feld des Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732BE für die Feldvorrichtung gehören, das in der Back-End-Umgebung gespeichert ist, wenn die Informationen in den ersten Feldern dieser Konfigurationsspeicher nicht miteinander übereinstimmen. Zusätzlich können zum Abgleichen einer erkannten Differenz zwischen den Konfigurationsinformationen das Erzeugen einer Meldung an einen Benutzer, dass es einen Unterschied in den gespeicherten Konfigurationsinformationen zwischen den beiden Sätzen von Konfigurationsinformationen gibt, und das Befähigen des Benutzers (über eine Benutzerschnittstelle des Anbindungssystems) zum Vorgeben von Informationen im Hinblick auf die Frage gehören, wie die erkannte Differenz zwischen den beiden Sätzen von Konfigurationsinformationen aufzulösen ist. Dementsprechend kann das Anbindungssystem beispielsweise einen Speicher enthalten, der einen Satz Regeln speichert, die vorgeben, wie ein Konflikt zwischen erkannten Differenzen der Konfigurationsinformationen aufzulösen ist, und kann das Anbindungssystem einen Benutzer befähigen, zu konfigurieren, welche Regel oder Regeln angewendet werden soll/en, um einen Konflikt zwischen erkannten Differenzen in den Konfigurationsinformationen für eine bestimmte Feldvorrichtung, eine bestimmte Einheit, einen bestimmten Bereich usw. einer Anlage aufzulösen. Jedenfalls kann zum Anbinden der Feldvorrichtung an die Prozesssteuerung das Speichern des erkannten Kommunikationspfades im Zusammenhang mit der Feldvorrichtung in einem Konfigurationsspeicher gehören, indem der erkannte Kommunikationspfad in einem oder beiden Konfigurationsspeichern der Feldvorrichtung oder eines Vorrichtungsplatzhalterobjektes 732FE in der Feldumgebung und im Vorrichtungsplatzhalterobjekt 732BE in der Back-End-Umgebung gespeichert werden.
  • Wenn der Konflikt zwischen den Informationen des Vorrichtungsplatzhalterobjektes aufgelöst ist und beide Vorrichtungsplatzhalterobjekte für eine bestimmte Feldvorrichtung identisch sind, können Informationen über den E/A-Netzpfad oder Kommunikationspfad in beiden Konfigurationsspeichern gespeichert werden, wie beispielsweise in beiden der Vorrichtungsplatzhalterobjekte für die Feldvorrichtung, und dieser Pfad kann anderen Anwendungen, Programmen usw. bereitgestellt oder durch diese verwendet werden, um zu kommunizieren. Zudem kann die Anbindungsanwendung 790 eine oder beide (sofern zwei vorliegen) der Vorrichtungsplatzhalterobjekte in den Zustand E/A zugeordnet der Vorrichtung versetzen. Dementsprechend können diese Vorrichtungsplatzhalterobjekte im Anschluss verwendet werden, um andere Einheiten, wie beispielsweise Module, Anwendungen, Programme usw. in der Back-End-Umgebung 700 über die eigentliche E/A-Zuordnung von jeder dieser Feldvorrichtungen informieren, die im Rahmen des Betriebs der Anlage verwendet werden sollen, d.h. über den Kommunikationspfad über das E/A-Netz 763. Zudem können diese Informationen in der Konfigurationsdatenbank 716 gespeichert werden. Durch das Speichern dieser Zuordnungsinformationen in die Konfigurationsdatenbank 716 und in jedes der Vorrichtungsmodule, -systeme usw., die diese Informationen benötigen, können die Netzvorrichtungen letztlich miteinander von der Back-End- bis zur Feldumgebung und umgekehrt kommunizieren, unter Verwendung der tatsächlich zugeordneten E/A-Signalpfade, wie diese durch die Anbindungsanwendung 790 erkannt und konfiguriert wurden. Darüber hinaus können die Vorrichtungsplatzhalterobjekte zu diesem Zeitpunkt in den Zustand E/A zugeordnet der Vorrichtung gebracht werden, was darauf hinweist, dass die Feldvorrichtungen tatsächlich in der Anlage zugeordnet sind und die Kommunikation dementsprechend zwischen der Feldseite und der Back-End-Seite über normale Kommunikationskanäle unter Verwendung der ermittelten Vorrichtungszuordnungen und Signalpfade erfolgen kann. In einigen Fällen können die Vorrichtungsplatzhalterobjekte nach dem Anbinden verworfen, gelöscht oder einfach nicht mehr genutzt werden (d.h., wenn sie in den Zustand E/A zugeordnet der Vorrichtung gebracht werden). Darüber hinaus kann die Anbindungsanwendung oder das Anbindungssystem 790 bei Bedarf andere Anbindungshandlungen durchführen, um eine Feldvorrichtung an eine Prozesssteuerung zu binden, wie beispielsweise Instanziieren und/Herunterladen eines Steuermoduls auf die Prozesssteuerung, wobei das Steuermodul während dem Betrieb des Steuermoduls mit der Feldvorrichtung kommuniziert. Die Anbindungsanwendung oder das Anbindungssystem 790 kann ebenfalls oder anstelle dessen andere Module, Anwendungen, Programme, Benutzerschnittstellen usw. instanziieren und/oder herunterladen, die mit den angebundenen Feldvorrichtungen mit anderen Rechenvorrichtungen in der Anlage kommunizieren, wie beispielsweise Arbeitsplatzrechner, Server, Handheld- oder tragbare Vorrichtungen usw.
  • Automatischer Kreistest
  • Nach der Inbetriebnahme von Komponenten und Teilen eines Prozessregelkreises (z. B. an verschiedenen geografischen Standorten, wie beispielsweise unter Zuhilfenahme der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Techniken), kann ein Prozessregelkreis/können Prozessregelkreise in ihrer Gesamtheit durch einen „Kreistest“ getestet werden. Zu den in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken gehört das Durchführen eines automatischen Kreistests (in der vorliegenden Schrift manchmal auch als ein „automatisierter Kreistest“ bezeichnet), der im Gegensatz zu konventionellen Kreistests keinen Bediener in der Back-End-Umgebung 125 erfordert, der Rücksprache mit einem Bediener in der Feldumgebung 122 hält, um verschiedene Eingaben zu machen und/oder verschiedene Bedingungen und/oder Zustände am Prozessregelkreis zu erzeugen. Anstelle dessen kann ein einzelner Bediener mit Hilfe der nachstehenden Techniken einen einzelnen Vorgang durchführen (z. B. Bereitstellen eines Hinweises, dass ein automatischer Kreistest initiiert wird), um Kreistests von einigen oder allen der anderweitig in Betrieb genommenen Prozessregelkreise durchzuführen. Bei anderen Umsetzungen kann der automatische Kreistest initiiert werden, ohne dass ein Bediener eine beliebige Benutzereingabe bereitstellt, wie nachstehend weiter erörtert. Wie nachstehend näher erörtert, kann bei einigen Umsetzungen ein automatischer Kreistest zusätzlich oder alternativ zu einem beliebigen geeigneten oder gewünschten Zeitpunkt durchgeführt werden, auch nach der Inbetriebnahme und nach dem Echtzeitbetrieb des Prozessregelkreises (in manchen Fällen in der vorliegenden Schrift auch als „Laufzeit“ oder „laufender Betrieb“ bezeichnet). Beispielsweise kann ein automatischer Kreistest unregelmäßig nach Bedarf durchgeführt werden, nachdem der Prozessregelkreis in Betrieb gewesen ist, um sicherzustellen, dass der Prozessregelkreis weiterhin wunschgemäß funktioniert.
  • 9A veranschaulicht ein Blockdiagramm, das beispielhafte Prozessregelkreise 800a-800c zeigt, von denen ein oder mehrere Kreise unter Anwendung der in der vorliegenden Schrift beschriebenen automatischen Kreistesttechniken getestet werden können. Natürlich können eine beliebige Anzahl von Prozessregelkreisen 800 in der Feldumgebung 122 enthalten sein. Wie in 9A gezeigt, enthalten die Prozessregelkreise 800a-800c jeweilige Feldvorrichtungen 802a-802c, jeweilige E/A-Vorrichtungen 804a-804c und jeweilige Steuerungen 806a-806c. Anhand der Lehre und der Offenbarung in der vorliegenden Schrift versteht es sich, dass bei verschiedenen Umsetzungen ein oder mehrere der Prozessregelkreise 800 eine Komponente von einem oder mehreren der Prozessregelkreise 100 in den 2A und 2C ist/sind bzw. Komponenten davon enthält/enthalten. Bei verschiedenen Umsetzungen, wie vorstehend erörtert, gehören zu den Techniken des automatischen Kreistests, dass die Feldvorrichtungen 802a-802c veranlasst werden, in verschiedenen Testzuständen zu laufen, z. B. durch Eingeben oder Bereitstellen von Testeingangssignalen für die Feldvorrichtungen 802a-802c, und das Erkennen, auf der Grundlage der resultierenden Signale, die durch die Steuerungen 806a-806c erzeugt wurden, und/oder der anderen resultierenden Verhaltensweisen der Prozessregelkreise 800a-800c, ob jeder der Prozessregelkreise 800a-800c wunschgemäß und/oder erwartungsgemäß arbeitet oder nicht.
  • Bei jeder der Feldvorrichtungen 802a-802c kann es sich um eine beliebige geeignete intelligente oder alte Feldvorrichtung handeln und jede der E/A-Vorrichtungen 804a-804c kann eine beliebige geeignete E/A-Komponente oder beliebige geeignete E/A-Komponenten sein oder diese enthalten, wie beispielsweise eine alte E/A-Karte, CIOC und CHARM, WIOC, logischer Auflöser des Sicherheitsinformationssystems usw., wie vorstehend in der vorliegenden Schrift näher beschrieben. Wie in 9A gezeigt, werden der Prozessregelkreis 800a und Komponenten davon als „Kreis A“ oder als Komponenten von „Kreis A“ bezeichnet. „Kreis B“ und „Kreis C“ beziehen sich gleichermaßen auf die Prozessregelkreise 800b bzw. 800c und auf Komponenten dieser. Dementsprechend veranschaulicht beispielsweise 9A die E/A-Vorrichtung 804a als „E/A-Vorrichtung Kreis A“.
  • 9A veranschaulicht zudem eine oder mehrere Back-End-Rechenvorrichtungen 808, die in der Back-End-Umgebung 125 angeordnet sind und für automatische Kreistests verwendet werden können. Zur einfachen Lesbarkeit werden die eine oder mehreren Back-End-Rechenvorrichtungen 808 in der vorliegenden Schrift zuweilen im Singular als „die Back-End-Rechenvorrichtung 808“ bezeichnet, es versteht sich jedoch, dass eine beliebige geeignete Anzahl von Back-End-Rechenvorrichtungen 808 implementiert sein kann. In verschiedenen Beispielen, wie nachstehend näher beschrieben, wird die Back-End-Rechenvorrichtung 808 für automatische Kreistests verwendet, indem sie unter anderem die Feldvorrichtungen 802a-802c dazu veranlasst, in jeweiligen Vielzahlen von Testzuständen zu laufen, wie nachstehend beschrieben, und indem sie jeweilige resultierende Verhaltensweisen der Prozessregelkreise 800a-800c bewertet. Wie in 9A gezeigt, ist die Back-End-Rechenvorrichtung 808 über die Steuerungen 806a-806c kommunikativ mit jedem der Prozessregelkreise 800a-800c verbunden. Zusätzlich oder alternativ kann die Back-End-Rechenvorrichtung 808 direkt kommunikativ mit den Feldvorrichtungen 802a-802c gekoppelt sein (nicht als solche in 9A dargestellt, um die Veranschaulichung zu vereinfachen), so dass die Back-End-Rechenvorrichtung 808 die Feldvorrichtungen 802a-802c dazu veranlasst, während der automatischen Kreistests in verschiedenen Testzuständen zu arbeiten, wie in der vorliegenden Schrift beschrieben. Wenigstens ein Teil der Back-End-Rechenvorrichtung 808 kann in dem/den Bedienarbeitsplatz/Bedienarbeitsplätzen 71, im AMS-System 132, einem oder mehreren der Back-End-Inbetriebnahmewerkzeuge 138a oder 138b (das/die, wie vorstehend erwähnt, ein Teil des AMS-Systems 132 darstellen kann/können), und/oder einer beliebigen anderen geeigneten Rechenvorrichtung oder beliebigen anderen geeigneten Rechenvorrichtungen enthalten oder implementiert sein, die in der Back-End-Umgebung 125 der Anlage 5 angeordnet ist/sind und im Rahmen der Durchführung der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Techniken zum automatischen Kreistest verwendet wird/werden.
  • Wie in 9A gezeigt, gehören zur Back-End-Umgebung 125 zudem ein oder mehrere Back-End-Speicher 810, die mit der Back-End-Rechenvorrichtung 808 gekoppelt sind. In einigen Anordnungen, wie beispielsweise die in 9A veranschaulichte Anordnung, sind der eine oder die mehreren Back-End-Speicher 810 kommunikativ mit jeder der Steuerungen 806a-806c gekoppelt. Der eine oder die mehreren Back-End-Speicher 810 speichern beispielsweise Informationen, die auf Testzustände, die im Rahmen der automatischen Kreistests zu verwenden sind (z. B. Informationen, die auf Eingangstestsignale hindeuten, die der Feldvorrichtung 802a bereitzustellen sind, wie in der vorliegenden Schrift beschrieben), Ergebnisse der automatischen Kreistests (wie nachstehend näher beschrieben) und/oder Informationen hinweisen, die auf annehmbare und/oder erwartete resultierende Verhaltensweisen des Prozessregelkreises 800a hindeuten, die jeweils jedem Eingangstestsignal entsprechen, z. B. erzeugte Signale und deren erwartete Werte und/oder Wertebereiche usw. Bei einer Umsetzung gehört zur zentralisierten Datenbank 128 wenigstens ein Teil des einen oder der mehreren Back-End-Speicher.
  • Näher Bezug nehmend auf die Ausführung eines automatischen Kreistests, zeigt 9B ein beispielhaftes Verfahren 820 zum automatischen Testen eines Prozessregelkreises, wie beispielsweise der Prozessregelkreis 800a der Prozessregelanlage 5. Bei einigen Umsetzungen führen eine oder mehrere vorstehend beschriebene Rechenvorrichtungen (z. B. die Back-End-Rechenvorrichtung 808 oder eine andere geeignete Rechenvorrichtung oder ein Prozessor) das Verfahren 820 oder wenigstens Teile davon durch.
  • Bei einem Block 822 gehört zum Verfahren 820 das Empfangen eines Hinweises darauf, dass ein automatischer Test des Prozessregelkreises 800a durchgeführt werden soll. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Hinweis um eine beliebige geeignete Benutzereingabe, die über eine Benutzerschnittstelle der Back-End-Rechenvorrichtung 808 oder eine andere Benutzerschnittstelle empfangen wurde. In einem anderen Beispiel empfängt die Back-End-Rechenvorrichtung 808 einen Hinweis darauf, dass der automatische Test des Prozessregelkreises 800a ohne Benutzereingabe durchgeführt werden soll. Beispielsweise wird der Hinweis, dass der automatische Test des Prozessregelkreises 800a durchgeführt werden soll, automatisch durch eine andere Vorrichtung oder Anwendung erzeugt (z. B. ein anderer Prozessor oder eine andere geeignete Vorrichtung, wie beispielsweise eine der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Rechenvorrichtungen), nachdem die Feldvorrichtung 802a so zugeordnet wurde, dass sie über die E/A-Vorrichtung 804a und/oder einen bestimmten Kanal der E/A-Vorrichtung 804a kommuniziert. Bei einer Umsetzung empfängt die Back-End-Rechenvorrichtung 808 anschließend den Hinweis darauf, dass der automatische Test des Prozessregelkreises 800a von der Vorrichtung oder Anwendung aus durchgeführt werden soll.
  • Zum Verfahren 820 gehört zudem, als Reaktion auf das Empfangen des Hinweises darauf, dass der automatische Kreistest durchgeführt werden soll, das automatische Veranlassen, in Abwesenheit eine Benutzereingabe, der Feldvorrichtung 802a, in jedem einer Vielzahl von Testzuständen zu laufen. Insbesondere gehört bei Block 825 zum Verfahren 820 das Abrufen eines Hinweises auf einen Testzustand für die Feldvorrichtung 802a (z. B. ein erster Testzustand der Vielzahl von Testzuständen für die Feldvorrichtung 802a). Bei einer Umsetzung wird der Hinweis des Testzustandes durch die Back-End-Rechenvorrichtung 808 von dem einen oder den mehreren Back-End-Speichern 810 abgerufen.
  • Bei einem Block 828 gehört zum Verfahren 820 das automatische Einführen oder Bereitstellen eines Eingangstestsignals in/für die Feldvorrichtung 802a (z. B. durch die Back-End-Rechenvorrichtung 808), um die Feldvorrichtung 802a zu veranlassen, im angezeigten Testzustand zu laufen. Beispielsweise sendet bei einigen Umsetzungen, wie beispielsweise, wenn es sich bei der Feldvorrichtung 802a um eine HART®-Feldvorrichtung handelt, die Back-End-Rechenvorrichtung 808 einen oder mehrere Befehle entsprechend dem HART®-Kommunikationsprotokoll an die Feldvorrichtung 802a, um das Eingangstestsignal bereitzustellen, oder zeigt an, dass das Eingangstestsignal bereitgestellt werden soll und die Feldvorrichtung 802a dadurch dazu veranlasst wird, im angezeigten Testzustand zu arbeiten. Gleichermaßen, wenn die Feldvorrichtung 802a nach einem anderen Industrieprotokoll arbeitet, sendet die Back-End-Rechenvorrichtung 808 den einen oder die mehreren Befehle an die Feldvorrichtung 802a in Übereinstimmung mit dem Industriekommunikationsprotokoll der Feldvorrichtung 802a.
  • Fortfahrend mit Block 828, handelt es sich bei manchen Umsetzungen beim Eingangstestsignal um ein Signal das eine Signalstärke aufweist oder diese anzeigt (in der vorliegenden Schrift auch als „Signalniveau“ bezeichnet), die als prozentuale Signalstärke ausgedrückt wird. Beispielsweise hat das Eingangstestsignal eine Signalstärke, die als 0 %, 25 %, 50 %, 75 % oder 100 % einer vollständigen Signalstärke an der Feldvorrichtung 802a ausgedrückt wird (z. B. über Verbindungen zwischen der Feldvorrichtung 802a und der entsprechenden E/A-Vorrichtung 804a). Als solches gehören bei einer Umsetzung zur Vielzahl von Eingangstestsignalen, von denen jedes der Feldvorrichtung 802a als Ergebnis der Durchführung des Verfahrens 820 bereitgestellt wird, wie in der vorliegenden Schrift näher beschrieben, Signale mit Signalstärken, die als 0 %, 25 %, 50 %, 75 % und 100 % der vollständigen Signalstärke an der Feldvorrichtung 802a ausgedrückt werden. Die vollständige Signalstärke an der Feldvorrichtung 802a ist beispielsweise eine maximale Signalstärke an der Feldvorrichtung 802a (z. B. eine maximale Signalstärke an einem Sensor) im Normalbetrieb der Feldvorrichtung 802a, eine maximale Signalstärke an der Feldvorrichtung 802a während vorher ermittelter Bedingungen, die dem Übersteigen des Signals an der Feldvorrichtung 802a der maximalen Signalstärke im Normalbetrieb oder einer beliebigen anderen geeigneten Signalstärke entsprechen.
  • Weiter Bezug nehmend auf Block 828, handelt es sich bei einigen Umsetzungen beim Eingangstestsignal um ein Signal, das eine Signalstärke aufweist oder auf eine Signalstärke hinweist, die in technischen Einheiten ausgedrückt wird. Beispielsweise handelt es sich bei dem Eingangstestsignal um ein Signal mit einer in Einheiten von Grad Celsius, Pfund pro Quadratzoll (PSI) oder beliebigen anderen geeigneten technischen Einheiten ausgedrückten Signalstärke. Bei einem Eingangstestsignal mit einer Signalstärke, die in technischen Einheiten ausgedrückt ist, kann die Back-End-Rechenvorrichtung 808 durch die kommunikative Verbindung der Back-End-Rechenvorrichtung 808 mit dem Prozessregelkreis 800a (z. B. mit der Feldvorrichtung 802a, wie vorstehend beschrieben) einen oder mehrere Hinweise des Eingangstestsignals in einen oder mehrere Hinweise auf technische Einheiten angemessen umwandeln oder formatieren. Folglich hat das Eingangstestsignal in einem Beispiel eine Signalstärke, bei der es sich um einen bestimmten prozentualen Wert einer maximalen Signalstärke handelt, wobei der bestimmte prozentuale Wert wiederum den angezeigten technischen Einheiten entspricht. Bei verschiedenen Umsetzungen wird der Hinweis (oder werden die Hinweise) auf die technischen Einheiten, in denen die Signalstärke des Eingangstestsignals ausgedrückt wird, dem Prozessregelkreis 800a kommuniziert, um die Feldvorrichtung 802a dazu zu veranlassen, in dem bei Block 825 angezeigten Testzustand zu laufen.
  • Bei einem Block 830 gehört zum Verfahren 820 das Ermitteln, für den bei Block 825 angezeigten Testzustand, ob ein resultierendes Verhalten des Prozessregelkreises 800a durch einen Satz von erwarteten Bedingungen für die Feldvorrichtung 802a abgedeckt ist, die dem Testzustand entsprechen. Bei einer Umsetzung basiert die im Hinblick auf Block 830 beschriebene Ermittlung auf Informationen, die in einem oder mehreren Back-End-Speicher 810 gespeichert sind. In verschiedenen Beispielen entspricht jeder der Vielzahl von Testzuständen, in denen die Feldvorrichtung 802a dazu veranlasst wird, während dem Betrieb des Verfahrens 820 zu laufen (wie in der vorliegenden Schrift näher beschrieben), einem entsprechenden Satz an Verhaltensweisen des Prozessregelkreises 800a. Dementsprechend folgt daraus, dass bei einigen Umsetzungen jedes einzelne der Vielzahl von Eingangstestsignalen einem entsprechenden der jeweiligen Sätze von erwarteten Verhaltensweisen des Prozessregelkreises 800a entspricht. Allgemein ausgedrückt gehört zu einem jeweiligen Satz von erwarteten Verhaltensweisen in einigen Fällen eine einzelne erwartete Verhaltensweise und in einigen Fällen mehr als eine einzelne erwartete Verhaltensweise, von der erwartet werden kann, dass sie alternativ oder in Kombination auftritt.
  • Beispielsweise kann bei einer Umsetzung das resultierende Verhalten des Prozessregelkreises 800a ein jeweiliges Signal umfassen, das durch die Steuerung 806a als Reaktion auf das Eingangstestsignal erzeugt wird, das der Feldvorrichtung 802a bereitgestellt wurde. Wird der Feldvorrichtung 802a beispielsweise ein Eingangstestsignal bereitgestellt, das eine Signalstärke aufweist, die als 25 % einer maximalen Betriebssignalstärke an der Feldvorrichtung 802a ausgedrückt wird, erzeugt die Steuerung 806a ein entsprechendes Signal, das 25 % einer durch die Steuerung 806a bereitgestellten maximalen Ausgangssignalstärke beträgt. Das durch die Steuerung 806a in einem derartigen Fall erzeugte Signal wird als im jeweiligen Satz von erwarteten Verhaltensweisen enthalten betrachtet, die dem bei Block 825 angezeigten Testzustand entsprechen, wobei der Testzustand, der bei Block 825 angezeigt ist, 25 % einer maximalen Signalstärke entspricht.
  • Zusätzlich oder alternativ ist das resultierende Verhalten des Prozessregelkreises 800a oder gehört zu diesem ein jeweiliges Ausgangssignal, das durch die Feldvorrichtung 802a erzeugt wurde (z. B. als Reaktion auf ein Eingangstestsignal, das der Feldvorrichtung 802a bereitgestellt wurde, wodurch die Steuerung 806a dazu veranlasst wurde, ein jeweiliges Eingangssignal zu erzeugen, das der Feldvorrichtung 802a durch die E/A-Vorrichtung 804a bereitgestellt wird).
  • Unter weiterer Bezugnahme auf den Block 830 wird bei verschiedenen Umsetzungen ein jeweiliges resultierendes Verhalten des Prozessregelkreises 800a dahingehend ermittelt, dass es in einem jeweiligen Satz von erwarteten Verhaltensweisen enthalten ist, der einem der Vielzahl von Testzuständen entspricht, wenn ein jeweiliges durch die Steuerung 806a (wie vorstehend beschrieben) erzeugtes Signal einen erwarteten Wert aufweist (z. B. erwartete prozentuale Signalstärke), in einem erwarteten Wertebereich liegt (z. B. ein durch einen Bediener an der Steuerung 806a, an der Back-End-Rechenvorrichtung 808 oder einer anderen geeigneten Rechenvorrichtung vorgegebener Bereich), und/oder einige der erwarteten Kriterien erfüllt usw. Zusätzlich oder alternativ wird bei einer anderen Umsetzung das jeweilige resultierende Verhalten des Prozessregelkreises 800a dahingehend ermittelt, dass es in einem jeweiligen Satz von erwarteten Verhaltensweisen enthalten ist, der einem der Vielzahl von Testzuständen entspricht, wenn ein jeweiliges durch die Feldvorrichtung 802a als Reaktion auf ein jeweiliges Eingangstestsignal (wie vorstehend beschrieben) erzeugtes Ausgangssignal einen erwarteten Wert aufweist, in einem erwarteten Wertebereich liegt, einige andere erwartete Kriterien erfüllt usw.
  • Es wird zudem angemerkt, dass ein einzelner Testzustand der Feldvorrichtung 802a (z. B. der Testzustand, der bei Block 825 angezeigt wird) zu einer einzelnen oder mehreren resultierenden Verhaltensweisen des Kreises 800a führen kann. Gleichermaßen kann ein erwarteter Satz von Verhaltensweisen, die dem einzelnen Testzustand der Feldvorrichtung 802a entsprechen, eine einzelne oder mehrere erwartete Verhaltensweisen des Kreises 800a umfassen.
  • Bei einem Block 832 gehört zum Verfahren 820 das Speichern des Ergebnisses des automatischen Kreistests für den Prozessregelkreis 800a und des angezeigten Testzustandes (d.h. der bei Block 825 angezeigte Testzustand). In einem Beispiel wird das Ergebnis des automatischen Kreistests, wie dies bei Block 832 erzeugt wurde, in dem einen oder mehreren Back-End-Speicher 810 gespeichert. In verschiedenen Beispielen ist das oder gehört zu dem Ergebnis des automatischen Kreistests, wie dies bei Block 832 erzeugt wurde, ein Hinweis darauf, ob die resultierende Verhaltensweise des Prozessregelkreises 800a in einem Satz von erwarteten Verhaltensweisen enthalten ist, die dem bei Block 825 angezeigten Testzustand entsprechen. In einem Beispiel, wenn die resultierende Verhaltensweise des Prozessregelkreises 800a im Satz von erwarteten Verhaltensweisen enthalten ist, zeigt das Ergebnis des automatischen Kreistests des Prozessregelkreises 800a einen „Erfolg“ (z. B. ordnungsgemäßer Betrieb des Prozessregelkreises 800a) für den bei Block 825 angezeigten Testzustand an. Dementsprechend, wenn die resultierende Verhaltensweise des Prozessregelkreises 800a nicht im Satz von erwarteten Verhaltensweisen enthalten ist, zeigt das Ergebnis des automatischen Kreistests in einem Beispiel ein „Nicht im Bereich“ oder „Fehlgeschlagen“ (z. B., dass der Prozessregelkreis 800a nicht ordnungsgemäß arbeitet) für den bei Block 825 angezeigten Testzustand an. Tatsächlich ausgegebene Daten (z. B. tatsächlich ausgegebene Werte) können ggf. ebenfalls in Verbindung mit den Hinweisen gespeichert werden.
  • Bei einem Block 835 gehört zum Verfahren 820 das Ermitteln, ob der Prozessregelkreis 800a veranlasst werden soll, in einem anderen Testzustand zu laufen (z. B. ob beliebige Testzustände der Vielzahl von Testzuständen, deren Hinweis in dem einen oder mehreren Back-End-Speicher 810 gespeichert sind, noch nicht durchgeführt wurden, wie unter Bezugnahme auf die Blöcke 825-832 beschrieben). Wenn der Prozessregelkreis 800a veranlasst werden soll, in einem anderen Testzustand zu laufen, werden die Blöcke 825-835 wiederholt.
  • Wenn der Prozessregelkreis 800a nicht veranlasst werden soll, in einem anderen Testzustand zu laufen (z. B. wird ermittelt, dass die Feldvorrichtung 802a veranlasst wurde, in allen gewünschten Testzuständen der Vielzahl von Testzuständen zu laufen), gehört bei Block 838 zum Verfahren 820 das Erzeugen eines Ergebnisses eines automatischen Kreistests des Prozessregelkreises 800a (z. B. für alle der Vielzahl von gewünschten Testzuständen). Beispielsweise gibt das Ergebnis des automatischen Kreistests (i) einen ersten Satz von Testzuständen (z. B. einen oder mehrere der Vielzahl von Testzuständen) der Feldvorrichtung 802a an, für den jeweilige resultierende Verhaltensweisen des Prozessregelkreises 800a in einem oder mehreren jeweiligen Sätzen von erwarteten Verhaltensweisen enthalten sind, die den Testzuständen des ersten Satzes von Testzuständen entsprechen, und/oder (ii) einen zweiten Satz von Testzuständen (z. B. einen oder mehrere der Vielzahl von Testzuständen) der Feldvorrichtung 802a an, für den jeweilige resultierende Verhaltensweisen des Prozessregelkreises 800a nicht in einem oder mehreren jeweiligen Sätzen von erwarteten Verhaltensweisen enthalten sind, die den Testzuständen des zweiten Satzes von Testzuständen entsprechen. Anhand der Lehre und der Offenbarung in der vorliegenden Schrift versteht es sich, dass der vorstehend erörterte zweite Satz von Testzuständen Testzustände enthält, für die der automatische Kreistest ein „Nicht im Bereich“ oder „Fehlgeschlagen“ anzeigt, z. B. Testzustände, für die jeweilige resultierende Verhaltensweisen (z. B. Ausgaben der Steuerung, Ausgaben der Feldvorrichtung usw., wie vorstehend erörtert) nicht den Erwartungen entsprachen. Das Ergebnis des automatischen Kreistests kann bei Bedarf zudem Ausgangsdaten (z. B. tatsächlich ausgegebene Werte) für jeden Testzustand enthalten.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf den Block 838 wird das Ergebnis des automatischen Kreistests in einem Beispiel so erzeugt, dass Informationen, die das Ergebnis des automatischen Kreistests ausmachen (z. B. Hinweise auf den/die ersten und/oder zweiten Satz/Sätze von Testzuständen, wie vorstehend erörtert), über eine Benutzerschnittstelle einer beliebigen geeigneten Rechenvorrichtung dargestellt werden. Beispielsweise werden die Informationen, die das Ergebnis des automatischen Kreistests ausmachen, einem Bediener oder anderen Benutzer über einen Anzeigebildschirm von einer oder mehreren der Back-End-Rechenvorrichtung 808 angezeigt. Zusätzlich oder alternativ kann das Ergebnis des automatischen Kreistests an eine beliebige gewünschte Rechenvorrichtung übertragen werden, die mit der Anlage 5 assoziiert ist (wie beispielsweise der Bedienarbeitsplatz 71 oder die Back-End-Inbetriebnahmewerkzeuge 138), und/oder in einem beliebigen gewünschten Dateispeicher gespeichert werden, wie beispielsweise der eine oder die mehreren Speicher 810 oder die zentralisierte Datenbank 128.
  • Anhand der Lehre und der Offenbarung in der vorliegenden Schrift versteht es sich, dass bei verschiedenen Umsetzungen zum automatischen Veranlassen der Feldvorrichtung 802a, in jedem der Vielzahl von Testzuständen zu laufen, in Abwesenheit jedweder Eingaben durch den Benutzer, nach Abschluss des Zeitraums, in dem die Feldvorrichtung 802a in einem ersten Testzustand der Vielzahl von Testzuständen läuft, das automatische Veranlassen der Feldvorrichtung gehört, zwischen anschließenden Testzuständen zu wechseln, indem die Blöcke 825-835 ohne jedwede Benutzereingabe automatisch wiederholt werden. Beispielsweise wiederholt die Back-End-Rechenvorrichtung 808 die Blöcke 825-835, bis bei Block 835 ermittelt wird, dass keine zusätzlichen Testzustände verbleiben, in denen die Feldvorrichtung 802a laufen kann. Bei einer Umsetzung läuft die Feldvorrichtung 802a als Reaktion auf eine Benutzereingabe an der Back-End-Rechenvorrichtung 808 im ersten Testzustand, wobei die Benutzereingabe der Back-End-Rechenvorrichtung 808 den Hinweis bereitstellt, dass der automatische Test des Prozessregelkreises 800a durchgeführt werden soll. Es versteht sich jedoch auf der Grundlage der vorstehenden Erörterung, dass die Feldvorrichtung 802a anschließend und automatisch zu einem Betrieb in jedem der anderen Testzustände übergeht, ohne dass die Feldvorrichtung 802a dazu durch einen Benutzer angewiesen wird.
  • Zudem versteht es sich auf der Grundlage der vorstehenden Erörterung, dass ein automatischer Kreistest durchgeführt werden kann und ein Ergebnis des automatischen Kreistests für den Prozessregelkreis 800a erzeugt werden kann. Es sollte sich verstehen, dass die Beschreibungen des automatischen Kreistests des Prozessregelkreises 800a und die Beschreibungen von Handlungen, an denen die Feldvorrichtung 802a, die E/A-Vorrichtung 804a und die Steuerung 806a beteiligt sind, ebenfalls oder alternativ auf andere Prozessregelkreise der Prozessregelanlage 5 anwendbar sind. Unter weiterer Bezugnahme auf 9A gehört zum automatischen Kreistest in verschiedenen Beispielen zudem beispielsweise das jeweilige Testen von jedem der Prozessregelkreise 800b und 800c. Bei einer Umsetzung wird das Testen der Prozessregelkreise 800b und 800c gleichzeitig mit dem Testen des Prozessregelkreises 800a durchgeführt. Natürlich werden bei verschiedenen Umsetzungen eine beliebige geeignete Anzahl von Prozessregelkreisen (einschließlich beispielsweise zusätzliche Prozessregelkreise, die in 9A nicht gezeigt sind) gleichzeitig mit dem, anschließend an oder zu einem anderen Zeitpunkt als das automatische Testen anderer Prozessregelkreise automatisch getestet, und in einigen Beispielen wird jeder Prozessregelkreis ohne jedwede Benutzereingabe, durch die eine jeweilige Feldvorrichtung veranlasst wird, in einer jeweiligen Vielzahl von Testzuständen zu laufen, oder ohne jedwede Benutzereingabe überhaupt automatisch getestet (wie an anderer Stelle in der vorliegenden Schrift beschrieben).
  • Unter besonderer Bezugnahme auf das gleichzeitige automatische Testen der Prozessregelkreise 800a-800c zeigt 9C ein beispielhaftes Verfahren 850 zum automatischen Testen mehrerer Prozessregelkreise, wie beispielsweise die Prozessregelkreise 800a-800c. Bei einigen Umsetzungen führen eine oder mehrere vorstehend beschriebene Rechenvorrichtungen (z. B. die Back-End-Rechenvorrichtung 808 oder eine andere geeignete Rechenvorrichtung oder ein Prozessor) das Verfahren 850 oder wenigstens Teile davon durch.
  • Bei einem Block 852 gehört zum Verfahren 850 das Empfangen eines Hinweises darauf, dass ein automatischer Test eines zusätzlichen Prozessregelkreises (z. B. der Prozessregelkreis 800b) durchgeführt werden soll. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Hinweis um eine beliebige geeignete Benutzereingabe, die über eine Benutzerschnittstelle der Back-End-Rechenvorrichtung 808 oder eine andere Benutzerschnittstelle empfangen wurde. In einem anderen Beispiel empfängt die Back-End-Rechenvorrichtung 808 eine Benutzereingabe, die, allgemein ausgedrückt, anzeigen soll, dass ein automatischer Kreistest durchgeführt werden soll (wie beispielsweise vorstehend unter Bezugnahme auf 9B beschrieben), wobei der Hinweis, dass der automatische Test des Prozessregelkreises 800b durchgeführt werden soll, ohne jedwede Benutzereingabe empfangen wird. Beispielsweise kann der Hinweis, dass der automatische Test des Prozessregelkreises 800b durchgeführt werden soll, in dem einen oder den mehreren Back-End-Speichern 810 gespeichert werden, zusammen mit Hinweisen auf beliebige andere Prozessregelkreise (z. B. der Prozessregelkreis 800c), für die ein automatischer Test durchgeführt werden soll. Der gespeicherte Hinweis, dass der automatische Test des Prozessregelkreises 800b durchgeführt werden soll, kann als Reaktion auf das oder gleichzeitig mit dem Empfangen des Hinweises empfangen werden, dass ein automatischer Kreistest durchgeführt werden soll, wie unter Bezugnahme auf den Block 822 beschrieben.
  • Bei einem Block 855 gehört zum Verfahren 850 das automatische Veranlassen (z. B. durch die Back-End-Rechenvorrichtung 808), dass eine jeweilige Feldvorrichtung des zusätzlichen Prozessregelkreises (z. B. die Feldvorrichtung 802b) in einer jeweiligen Vielzahl von Testzuständen läuft, wie beispielsweise auf die unter Bezugnahme auf 9B beschriebene Art und Weise. Bei einigen Umsetzungen ist die jeweilige Vielzahl von Testzuständen eine andere Vielzahl von Testzuständen im Vergleich mit der Vielzahl von Testzuständen für die Feldvorrichtung 802a. Bei derartigen Umsetzungen sind jeweilige Sätze von erwarteten Verhaltensweisen des Prozessregelkreises 800b dementsprechend ebenfalls anders als die jeweiligen Sätze von erwarteten Verhaltensweisen des Prozessregelkreises 800a, und als solche, wenn die Prozessregelkreise 800a und 800b erfolgreich getestet wurden, sind die jeweiligen resultierenden Verhaltensweisen dieser ebenfalls unter den Prozessregelkreisen 800a und 800b verschieden.
  • Bei einem Block 858 gehört zum Verfahren 850 das Ermitteln, für den zusätzlichen Prozessregelkreis (z. B. der Prozessregelkreis 800b), ob jeweilige resultierende Verhaltensweisen erwarteten Verhaltensweisen entsprechen (z. B. in den jeweiligen Sätzen von erwarteten Verhaltensweisen enthalten), und zwar auf die gleiche oder eine ähnliche Art und Weise, wie unter Bezugnahme auf den Prozessregelkreis 800a beschrieben, wie unter Bezugnahme auf 9B beschrieben.
  • Bei einem Block 860 gehört zum Verfahren 850 das Speichern der Ergebnisse des automatischen Kreistests für den zusätzlichen Prozessregelkreis (z. B. der Prozessregelkreis 800b) auf die gleiche oder eine ähnliche Art und Weise wie die Ergebnisse des automatischen Kreistests für jeden der Testzustände unter Bezugnahme auf den Prozessregelkreis 800a gespeichert sind, wie unter Bezugnahme auf 9B beschrieben. Beispielsweise werden die Ergebnisse des automatischen Kreistests für den Prozessregelkreis 800b in dem einen oder den mehreren Back-End-Speichern 810 gespeichert.
  • Bei einem Block 862 gehört zum Verfahren 850 das Ermitteln, ob ein anderer automatischer Test für einen anderen Prozessregelkreis durchgeführt werden soll (z. B. der Prozessregelkreis 800c). In einem Beispiel basiert die Ermittlung, ob ein anderer automatischer Test durchgeführt werden soll, auf einem oder mehreren Hinweisen, die in dem einen oder den mehreren Back-End-Speichern 810 gespeichert sind. Soll ein anderer automatischer Test durchgeführt werden, können die Blöcke 855-862 wiederholt werden.
  • Wird ermittelt, dass kein anderer automatischer Test durchgeführt werden soll (z. B. alle Prozessregelkreise der Prozessregelanlage 5, die automatisch getestet werden sollen, wurden getestet), kann bei Block 865 zum Verfahren das Erzeugen eines Ergebnisses des automatischen Kreistests gehören, das Informationen enthält, die den (z. B. Ergebnissen für die) Prozessregelkreise(n) 800b und 800c entsprechen, neben Informationen, die dem Prozessregelkreis 800a entsprechen. Bei einer Umsetzung werden die Informationen, die das Ergebnis des automatischen Kreistests für die Prozessregelkreise 800a-800c ausmachen, über eine beliebige geeignete Benutzerschnittstelle angezeigt, wie beispielsweise ein Anzeigenbildschirm der Back-End-Rechenvorrichtung 808. Zusätzlich oder alternativ kann das Ergebnis des automatischen Kreistests für die Kreise 800a-800c an eine beliebige gewünschte Rechenvorrichtung übertragen werden, die mit der Anlage 5 assoziiert ist (wie beispielsweise der Bedienarbeitsplatz 71 oder die Back-End-Inbetriebnahmewerkzeuge 138), und/oder in einem beliebigen gewünschten Dateispeicher gespeichert werden, wie beispielsweise der eine oder die mehreren Speicher 810 oder die zentralisierte Datenbank 128.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf Block 865 zeigt bei einer Umsetzung das Ergebnis des automatischen Kreistests für jeden der Prozessregelkreise 800a-800c (i) einen ersten Satz der jeweiligen Vielzahl von Testzuständen (z. B. einen oder mehrere Testzustände der jeweiligen Vielzahl von Testzuständen), für die jeweilige resultierende Verhaltensweisen in einem oder mehreren jeweiligen Sätzen von erwarteten Verhaltensweisen enthalten sind, die dem ersten Satz der jeweiligen Vielzahl von Testzuständen entsprechen, und/oder (ii) einen zweiten Satz der jeweiligen Vielzahl von Testzuständen an, für die jeweilige resultierende Verhaltensweisen nicht in einem oder mehreren jeweiligen Sätzen von erwarteten Verhaltensweisen enthalten sind, die dem zweiten Satz der jeweiligen Vielzahl von Testzuständen entsprechen.
  • Es wird angemerkt, dass, während 9C aufeinanderfolgende Ermittlungen veranschaulicht, ob automatische Kreistests der Prozessregelkreise 800b und 800c durchgeführt werden sollen, es sich anhand der Lehre und Offenbarung in der vorliegenden Schrift verstehen wird, dass bei verschiedenen Umsetzungen die Ermittlungen, ob derartige automatische Kreistests durchgeführt werden sollen, und die anschließende Durchführung der Handlungen, die unter Bezugnahme auf 9C beschrieben sind, gleichzeitig unter den Prozessregelkreisen 800a-800c ausgeführt werden. Das heißt, dass bei einigen Umsetzungen die automatischen Kreistests und das erzeugen des Ergebnisses des automatischen Kreistests (und in einigen Fällen das Bereitstellen des Ergebnisses des automatischen Kreistests, wie vorstehend beschrieben) für mehrere Prozessregelkreise zeitgleich durchgeführt werden (z. B. die Prozessregelkreise 800a-800c).
  • Wenngleich automatisierte Kreistests vorstehend unter Bezugnahme auf die Back-End-Rechenvorrichtung 808 und den einen oder die mehreren Back-End-Speicher 810 beschrieben sind, die in der Back-End-Umgebung 125 der Prozessanlage 5 angeordnet sind, werden in einigen Szenarien automatisierte Kreistests zusätzlich oder alternativ zudem unter Verwendung von Rechenvorrichtungen 870 und Speichern 872 durchgeführt, die in der Feldumgebung 122 angeordnet sind. Insbesondere, wie in 9A weiter gezeigt, gehören zur Feldumgebung 122 ein oder mehrere Feldspeicher 872, die Informationen speichern, die auf Testzustände, die im Rahmen der automatischen Kreistests zu verwenden sind (z. B. Informationen, die auf Eingangstestsignale hinweisen, die der Feldvorrichtung 802a bereitzustellen sind, wie in der vorliegenden Schrift beschrieben), das Ergebnis der automatischen Kreistests und/oder Informationen hinweisen, die auf annehmbare und/oder erwartete resultierende Verhaltensweisen des Prozessregelkreises 800a hindeuten, die jeweils jedem Eingangstestsignal entsprechen, z. B. erzeugte Signale und deren erwartete Werte und/oder Wertebereiche usw. Bei verschiedenen Umsetzungen werden derartige Informationen in dem einen oder den mehreren Feldspeichern 872 gespeichert, anstatt oder zusätzlich zum Speichern in dem einen oder den mehreren Back-End-Speichern 810. Bei einer Umsetzung gehört zu den Datendateien oder Datenspeichern 342 wenigstens ein Teil des einen oder der mehreren Feldspeicher 872.
  • 9A zeigt zudem eine oder mehrere Feldrechenvorrichtungen 870, die in der Feldumgebung 122 angeordnet sind und anstelle der oder zusätzlich zur Back-End-Rechenvorrichtung 808 für automatische Kreistests verwendet werden können, die für automatische Kreistests verwendet wird (z. B. die eine oder die mehreren Feldrechenvorrichtungen 870 führen wenigstens einige der Handlungen durch, die an anderer Stelle in der vorliegenden Schrift als durch die Back-End-Rechenvorrichtung 808 durchgeführt beschrieben werden). Wenigstens ein Teil der einen oder mehreren Feldrechenvorrichtungen 870 kann im AMS-System 132, einem oder mehreren der Feldinbetriebnahmewerkzeuge 135a oder 135b (das/die, wie vorstehend erwähnt, ein Teil des AMS-Systems 132 darstellen kann/können), und/oder einer beliebigen anderen geeigneten Rechenvorrichtung oder beliebigen anderen geeigneten Rechenvorrichtungen enthalten oder implementiert sein, die in der Feldumgebung 122 angeordnet ist/sind. Wie in 9A gezeigt, sind die eine oder die mehreren Feldrechenvorrichtungen 870 über die Feldvorrichtungen 802a-802c kommunikativ mit jedem der Prozessregelkreise 800a-800c gekoppelt, so dass die eine oder die mehreren Feldrechenvorrichtungen 870 die Feldvorrichtungen 802a-802c dazu veranlassen können, während der automatischen Kreistests entsprechend der Beschreibung in der vorliegenden Schrift zu arbeiten. Wie zudem in 9A gezeigt, sind die eine oder die mehreren Feldrechenvorrichtungen 870 kommunikativ mit dem einen oder den mehreren Feldspeichern 872 gekoppelt. In einigen Konfigurationen sind die einen oder die mehreren Feldrechenvorrichtungen 870 zusätzlich oder alternativ zur kommunikativen Kopplung mit jedem der Prozessregelkreise 800a-800c über die Feldvorrichtungen 802a-802c über die Steuerungen 806a-806c direkt kommunikativ mit jedem der Prozessregelkreise 800a-800c verbunden (nicht als solche in 9A gezeigt, um die Veranschaulichung zu vereinfachen).
  • Bei einigen Umsetzungen in der Feldumgebung 122 können anstelle der oder zusätzlich zur Verwendung der einen oder der mehreren Feldrechenvorrichtungen 870 und/oder des einen oder der mehreren Feldspeicher 872 für automatische Kreistests zu einer oder mehreren der Feldvorrichtungen 802a-802c ein oder mehrere Prozessoren und/oder ein oder mehrere Speicher gehören, die für automatische Kreistests verwendet werden. Beispielsweise gehören bei der Darstellung in 9A zur Feldvorrichtung 802a ein Prozessor 874 und ein Speicher 876, die so konfiguriert sind, dass sie automatische Kreistests unterstützen (z. B. um wenigstens einige der Handlungen durchzuführen, die an anderer Stelle in der vorliegenden Schrift als durch die Back-End-Rechenvorrichtung 808 durchgeführt beschrieben werden). In verschiedenen Beispielen handelt es sich bei der Feldvorrichtung 802a um einen beliebigen Typ einer intelligenten Feldvorrichtung, wie beispielsweise eine HART®-Feldvorrichtung. Zusätzlich oder alternativ speichern in verschiedenen Beispielen ein oder beide (i) des einen oder der mehreren Feldspeicher 872 oder (ii) des Speichers 876 Informationen, die auf Testzustände, die im Rahmen der automatischen Kreistests zu verwenden sind, das Ergebnis der automatischen Kreistests und/oder Informationen hinweisen, die auf annehmbare und/oder erwartete resultierende Verhaltensweisen des Prozessregelkreises 800a hindeuten, die jeweils jedem Eingangstestsignal entsprechen, z. B. erzeugte Signale und deren erwartete Werte und/oder Wertebereiche usw. Bei verschiedenen Umsetzungen werden derartige Informationen in dem einen oder den mehreren Feldspeichern 872 und/oder dem Speicher 876 gespeichert, anstatt oder zusätzlich zum Speichern in dem einen oder den mehreren Back-End-Speichern 810.
  • Dementsprechend, wie vorstehend erörtert, erfordert die Durchführung eines automatischen Kreistests vorteilhafterweise nicht, dass ein Bediener in der Back-End-Umgebung 125 Rücksprache mit einem Bediener in der Feldumgebung 122 hält, um verschiedene Eingaben zu tätigen (z. B. bereitzustellen) und/oder verschiedene Bedingungen und/oder Zustände an einem Prozessregelkreis zu erzeugen. Anstelle dessen führt bei einigen Umsetzungen ein einzelner Bediener mit Hilfe der nachstehenden Techniken einen einzelnen Vorgang durch (z. B. Bereitstellen eines Hinweises, dass ein automatischer Kreistest/automatische Kreistests initiiert wird/werden), um automatische Kreistests von einigen oder allen der in Betrieb genommenen Prozessregelkreise durchzuführen. Bei anderen Umsetzungen wird der/werden die automatische/n Kreistest/s initiiert, ohne dass ein Bediener eine Benutzereingabe bereitstellt, wie vorstehend erörtert.
  • Andere Überlegungen
  • Wie vorstehend erörtert, führen die in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken zu einer signifikanten Verkürzung der Zeit, Verringerung des Personalaufwands und Senkung der Kosten für die Inbetriebnahme einer Prozessanlage 5. 10 veranschaulicht eine Tabelle 900, in der die Zeit und die Ressourcen verglichen werden, die erforderlich sind, um eine beispielhafte Feldvorrichtung (z. B. die Feldvorrichtung 102) und/oder einen beispielhaften Prozessregelkreis, in dem die Feldvorrichtung enthalten ist (z. B. der Prozessregelkreis 100) unter Verwendung traditioneller Inbetriebnahmetechniken 902 und unter Verwendung wenigstens einiger der in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken 905 lokal in Betrieb zu nehmen. Die in der Tabelle 900 dargestellten Daten wurden während der Entwicklung und Versuchstestphase der in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken erfasst.
  • Wie in 10 gezeigt, gehören zu den Aufgaben 908a-908g, die in der Regel durch einen Benutzer durchgeführt werden, um eine Feldvorrichtung lokal in Betrieb zu nehmen, das Laufen bis zur physikalischen Feldvorrichtung (Referenz 908a); das Bestätigen, dass es sich bei der physikalischen Feldvorrichtung um die erwartete Vorrichtung handelt, und das Überprüfen deren Kabelanschlüsse (Referenz 908b); das Überprüfen der Identität der Feldvorrichtung, z. B. über eine in einem Speicher der Feldvorrichtung gespeicherte Vorrichtungskennzeichnung, und das Freigeben der Vorrichtungskennzeichnung für andere Systeme der Prozessanlage 5, wie beispielsweise Prozesssteuerungssysteme, Asset-Management-Systeme, Sicherheitssysteme usw. (Referenz 908c); das Konfigurieren von Vorrichtungsparametern 908d; das Herunterladen eines Steuermoduls, das der Vorrichtung entspricht (Referenz 908e); das Durchführen einer Inbetriebnahmeprüfung oder eines Inbetriebnahmetests der Vorrichtung (Referenz 908f); und das Erzeugen von Bestandsinformationen zum Regelkreis, aus denen die Feldvorrichtung hervorgeht (Referenz 908g). Natürlich können während der Inbetriebnahme der Vorrichtung mehr, weniger, andere und/oder alternative Inbetriebnahmehandlungen durchgeführt werden, bei denen es sich nicht um die in 10 gezeigten Handlungen 908a-908g handelt.
  • Wie ebenfalls in 10 gezeigt, ist die Zeit in Mannstunden, die zum Durchführen einer traditionellen Inbetriebnahme 902 einer Feldvorrichtung erforderlich ist, in Tabelle 900 für jede Inbetriebnahmehandlung 908a-908g dargestellt, wobei die Mannstunden, die insgesamt bei der traditionellen Inbetriebnahme einer Feldvorrichtung aufgewendet werden müssen, zwei Stunden und 20 Minuten betragen. Die Zeit in Mannstunden, die zum Durchführen einer intelligenten Inbetriebnahme 905 einer Feldvorrichtung erforderlich ist, wird in Tabelle 900 für jede Inbetriebnahmehandlung 908a-908g angegeben, wobei die Mannstunden, die insgesamt bei der intelligenten Inbetriebnahme aufgewendet werden müssen, lediglich 10 Minuten betragen - eine Senkung um 93 % im Hinblick auf die Mannstunden, die zum Konfigurieren einer einzelnen Feldvorrichtung erforderlich sind. Da eine Prozessanlage hunderte, tausende und sogar zehntausende Feldvorrichtungen enthalten kann, von denen jede vor Aufnahme des Betriebs der Anlage in Betrieb genommen werden muss, sind die im Hinblick auf die Mannstunden erzielten (und dementsprechend die finanziellen) Ressourceneinsparungen enorm. Da wenigstens einige der intelligenten Inbetriebnahmetechniken automatisch durchgeführt werden, sind sie darüber hinaus weniger anfällig für Benutzerfehler und deshalb genauer als traditionelle Inbetriebnahmetechniken.
  • Es wird angemerkt, dass, wenngleich die in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken unter Bezugnahme auf ein Prozesssteuerungssystem 5 beschrieben sind, eine oder mehrere beliebige der in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken gleichermaßen auf ein Prozesssteuerungssicherheitsinformationssystem einer Prozessregelanlage anwendbar sind, wie beispielsweise das durch Emerson Process Management vertriebene Produkt DeltaV SIS ™ . Beispielsweise kann ein unabhängiges Prozessleitsicherheitssystem oder ein integriertes Steuerungs- und Sicherheitssystem („ICSS“) unter Verwendung einer oder mehrerer beliebiger der in der vorliegenden Schrift beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken in Betrieb genommen werden.
  • Zusätzlich, wenn sie in einer Software umgesetzt werden, können beliebige der hierin beschriebenen Anwendungen, Dienste und Maschinen in einem greifbaren, nichttransitorischen computerlesbaren Speicher gespeichert werden, wie auf einer Magnetdiskette, einer Laserdiskette, einer Solid-State-Speichervorrichtung, einer molekularen Speichervorrichtung oder einem anderen Speichermedium, in einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors usw. Obwohl die hierin offenbarten exemplarischen Systeme als, neben anderen Komponenten, Software und/oder Firmware umfassend, die auf Hardware ausgeführt wird, dargestellt werden, wird vermerkt, dass derartige Systeme lediglich der Veranschaulichung dienen und nicht als einschränkend betrachtet werden sollen. Es wird beispielsweise erwogen, dass beliebige oder alle dieser Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten ausschließlich als Hardware, ausschließlich als Software oder als eine Kombination von Hardware und Software ausgeführt werden könnten. Dementsprechend, während die hierin beschriebenen beispielhaften Systeme als in einer Software ausgeführt beschrieben werden, die an einem Prozessor von einer oder mehreren Computervorrichtungen ausgeführt wird, wird es ein gewöhnlicher Fachmann bereitwillig würdigen, dass die gelieferten Beispiele nicht die einzige Möglichkeit sind, um solche Systeme zu implementieren.
  • Demnach, während die vorliegende Erfindung in Bezug auf spezifische Beispiele beschrieben wurde, die lediglich der Veranschaulichung dienen und die Erfindung nicht einschränken sollen, wird es für einen gewöhnlichen Fachmann deutlich, dass an den offenbarten Ausführungsformen Veränderungen, Hinzufügungen und Streichungen vorgenommen werden können, ohne dass von dem Geist und dem Umfang der Erfindung abgewichen wird. Zwar ist im vorangehenden Text eine detaillierte Beschreibung zahlreicher verschiedener Ausführungsformen aufgeführt, es versteht sich jedoch zudem, dass der Umfang des Patents durch die Formulierungen der am Ende dieses Patents beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist. Die detaillierte Beschreibung ist rein beispielhaft zu verstehen und beschreibt nicht jede mögliche Ausführungsform, da eine Beschreibung jeder möglichen Ausführungsform nicht machbar, wenn nicht unmöglich wäre. Es könnten zahlreiche alternative Ausführungsformen unter Verwendung von entweder derzeitiger Technik oder von nach dem Anmeldedatum dieses Patents entwickelter Technik umgesetzt werden, die dennoch in den Umfang der Ansprüche und aller Äquivalente davon fallen würden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62240084 [0001]
    • US 14605304 [0002]
    • US 15/291200 [0002]
    • US 15291200 [0122]

Claims (33)

  1. Verfahren zur Inbetriebnahme einer Prozessanlage, wobei die Prozessanlage eine Feldumgebung und eine Back-End-Umgebung aufweist, das Verfahren umfassend: Abrufen, durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, die in der Feldumgebung der Prozessanlage angeordnet sind, einer Ausgangskennzeichnung einer Feldvorrichtung, die in der Feldumgebung der Prozessanlage angeordnet ist, während sich die Feldvorrichtung in einem Zustand Eingang-Ausgang (E/A) nicht zugeordnet befindet, wobei die Ausgangskennzeichnung die Feldvorrichtung kennzeichnet, wobei die Feldvorrichtung während der Laufzeit der Prozessanlage eine physikalische Funktion ausführt und wenigstens über eine E/A-Vorrichtung Daten sendet und/oder empfängt, die der physikalischen Funktion entsprechen, um einen Industrieprozess zu steuern, der in der Prozessanlage ausgeführt wird, und wobei der Zustand E/A nicht zugeordnet der Feldvorrichtung darauf hindeutet, dass die Feldvorrichtung nicht zur Kommunikation über eine beliebige E/A-Vorrichtung zugeordnet ist; Ermitteln, durch die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen, auf der Grundlage eines Satzes von Syntaxanalyseregeln und der Ausgangskennzeichnung, einer Systemkennzeichnung, die die Feldvorrichtung identifiziert, wobei die Systemkennzeichnung eine Gesamtzahl der Zeichen aufweist, die sich von einer Gesamtzahl der Zeichen der Ausgangskennzeichnung unterscheidet; Speichern der Systemkennzeichnung, mit der die Feldvorrichtung identifiziert wird, in einem Speicher, der in der Feldumgebung der Prozessanlage angeordnet ist; und automatisches Initiieren, durch die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen, einer oder mehrerer Inbetriebnahmehandlungen an der Feldvorrichtung in der Prozessanlage unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung, während sich die Feldvorrichtung im Zustand E/A nicht zugeordnet befindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abrufen der Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung das Abrufen der Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung von einem Asset-Management-System der Prozessanlage umfasst.
  3. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abrufen der Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung das Abrufen einer Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung mit einem bestimmten Format umfasst, wobei das bestimmte Format auf einem Hinweis des Benutzers basiert.
  4. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abrufen, durch die eine oder die mehreren Rechenvorrichtungen, der Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung die Verwendung einer optischen Schnittstelle von der einen oder den mehreren Rechenvorrichtungen umfasst, um die Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung abzutasten oder zu lesen.
  5. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abrufen der Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung das Abrufen der Ausgangskennzeichnung von einem Speicher der Feldvorrichtung umfasst.
  6. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abrufen der Ausgangskennzeichnung der Feldvorrichtung das Abrufen einer eindeutigen Kennung der Feldvorrichtung umfasst, wobei die eindeutige Kennung dem HART-Kommunikationsprotokoll, dem Wireies sHART-Kommunikationsprotokoll oder einem anderen Industriekommunikationsprotokoll entspricht.
  7. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abrufen der eindeutigen Kennung der Feldvorrichtung das Abrufen einer langen Kennzeichnung der Feldvorrichtung umfasst, und wobei die Gesamtzahl der Zeichen der Systemkennzeichnung niedriger ist als die Gesamtzahl der Zeichen der langen Kennzeichnung.
  8. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1-6, wobei das Abrufen einer eindeutigen Kennung der Feldvorrichtung das Abrufen einer kurzen Kennzeichnung der Feldvorrichtung umfasst, und wobei die Gesamtzahl der Zeichen der Systemkennzeichnung höher ist als die Gesamtzahl der Zeichen der kurzen Kennzeichnung.
  9. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung das Ermitteln wenigstens einer Steuerungskennzeichnung, einer Vorrichtungskennzeichnung und/oder einer Vorrichtungssignalkennzeichnung umfasst, die der Feldvorrichtung entsprechen.
  10. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der Systemkennzeichnung anhand der Ausgangskennzeichnung auf der Grundlage von wenigstens einem Satz Syntaxanalyseregeln das Ermitteln der Systemkennzeichnung auf der Grundlage der folgenden umfasst: Abschneiden der Ausgangskennzeichnung, Löschen von einem oder mehreren Zeichen aus der Ausgangskennzeichnung, Addition eines oder mehrerer Zeichen zur Ausgangskennzeichnung, Kombination oder Manipulation von wenigstens einigen der numerischen Zeichen, die in der Ausgangskennzeichnung enthalten sind, oder eine andere Technik zum Verändern einer Länge der Ausgangskennzeichnung.
  11. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend das Konfigurieren des Satzes Syntaxanalyseregeln.
  12. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei zu der einen oder den mehreren Inbetriebnahmehandlungen, die unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung erfolgen, während sich die Feldvorrichtung im Zustand E/A nicht zugeordnet befindet, wenigstens eine der folgenden Optionen beinhaltet: eine automatische Erstellung, unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung, einer Bestands-E/A-Liste, wobei die Bestands-E/A-Liste einen Teil eines Prozessregelkreises anzeigt, der die Feldvorrichtung enthält und in der Feldumgebung der Prozessanlage aufgebaut wurde, wobei die E/A-Bestandsliste für eine Verwendung im Rahmen einer oder mehrerer anderer Inbetriebnahmehandlungen gedacht ist; oder eine automatische Erstellung, unter Verwendung der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung, eines Bestandskreisschaltplans, wobei der Bestandskreisplan den Teil eines Prozessregelkreises beschreibt, der die Feldvorrichtung enthält und in der Feldumgebung der Prozessanlage aufgebaut wurde, wobei der Bestandskreisplan für eine Verwendung im Rahmen einer Kreisprüfung oder eines Tests des Prozessregelkreises gedacht ist.
  13. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend das Bereitstellen der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung für eine andere Vorrichtung, die in der Feldumgebung der Prozessanlage angeordnet ist, um diese zu verwenden, um eine andere Inbetriebnahmehandlung an der Feldvorrichtung und der anderen Vorrichtung durchzuführen, während sich die Feldvorrichtung im Zustand E/A nicht zugeordnet befindet.
  14. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: Erkennen, dass sich die Feldvorrichtung in einem Zustand E/A zugeordnet befindet, wobei der Zustand E/A zugeordnet darauf hindeutet, dass die Feldvorrichtung zum Kommunizieren über eine bestimmte E/A-Karte zugeordnet ist; auf der Grundlage des Erkennens, dass sich die Feldvorrichtung im Zustand E/A zugeordnet befindet, das Vergleichen der Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung, die in dem Speicher gespeichert ist, der in der Feldumgebung der Prozessanlage angeordnet ist, mit einer Systemkennzeichnung der Feldvorrichtung, die in einem Speicher gespeichert ist, der in der Back-End-Umgebung der Prozessanlage angeordnet ist; und Senden einer Warnung an eine Benutzerschnittstelle, wenn die Systemkennzeichnung der Feldumgebung und die Systemkennzeichnung der Back-End-Umgebung nicht übereinstimmen.
  15. System zur Inbetriebnahme einer Prozessanlage mit einer Feldumgebung und einer Back-End-Umgebung, das System umfassend: eine Feldvorrichtung in einem Zustand Eingang-Ausgang (E/A) nicht zugeordnet und in der Feldumgebung der Prozessanlage angeordnet, wobei die Feldvorrichtung während der Laufzeit der Prozessanlage eine physikalische Funktion ausführt und wenigstens über den Anschluss und eine E/A-Vorrichtung Daten sendet und/oder empfängt, die der physikalischen Funktion entsprechen, um einen Prozess zu steuern, der in der Prozessanlage ausgeführt wird, und wobei der Zustand E/A nicht zugeordnet der Feldvorrichtung darauf hindeutet, dass die Feldvorrichtung nicht zur Kommunikation über eine beliebige E/A-Vorrichtung zugeordnet ist; und einen Prozessor, der in der Feldumgebung der Prozessanlage angeordnet ist und einen Satz computerausführbarer Anweisungen ausführt, während sich die Feldvorrichtungen im Zustand E/A nicht zugeordnet befinden, um das System dazu zu veranlassen: eine Ausgangskennzeichnung abzurufen, die die Feldvorrichtung kennzeichnet, auf der Grundlage eines Satzes Syntaxanalyseregeln und der Ausgangskennzeichnung eine Systemkennzeichnung zu erzeugen, die die Feldvorrichtung identifiziert, wobei die Systemkennzeichnung eine Gesamtzahl der Zeichen aufweist, die sich von einer Gesamtzahl der Zeichen der Ausgangskennzeichnung, und die Systemkennzeichnung in einem Speicher zu speichern, der in der Feldumgebung der Prozessanlage angeordnet ist.
  16. System nach Anspruch 15, wobei die Ausgangskennzeichnung von einem Asset-Management-System abgerufen wird, das kommunikativ mit dem Prozessor verbunden ist.
  17. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-16, wobei ein bestimmtes Format der Ausgangskennzeichnung durch eine Benutzerauswahl angezeigt wird.
  18. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-17, wobei die Ausgangskennzeichnung über eine optische Schnittstelle abgerufen wird, die kommunikativ mit dem Prozessor verbunden ist.
  19. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-18, wobei die Ausgangskennzeichnung in einem Speicher der Feldvorrichtung gespeichert ist.
  20. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-19, wobei der in der Feldumgebung der Prozessanlage angeordnete Speicher, in den die Systemkennzeichnung gespeichert wird, ein Speicher ist, der in der Feldvorrichtung enthalten ist.
  21. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-20, wobei der Prozessor in der Feldvorrichtung enthalten ist.
  22. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-20, wobei der Prozessor in wenigstens einem eines Inbetriebnahmewerkzeugs oder einer tragbaren Vorrichtung enthalten ist, um eine Vielzahl von Feldvorrichtungen in Betrieb zu nehmen.
  23. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-22, wobei die Ausgangskennzeichnung in einem eines HART-Protokollformates, eines WirelessHART-Protokollformates oder eines Formates eines anderen Industriekommunikationsprotokolls vorliegt.
  24. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-23, wobei die Systemkennzeichnung eine einer Steuerungskennzeichnung, einer Vorrichtungskennzeichnung oder einer Vorrichtungssignalkennzeichnung ist, die durch die Back-End-Umgebung der Prozessanlage verwendet werden kann.
  25. System einem beliebigen der Ansprüche 15-24, wobei der Satz Syntaxanalyseregeln wenigstens eines der folgenden enthält: Abschneiden der Ausgangskennzeichnung, Löschen von einem oder mehreren Zeichen aus der Ausgangskennzeichnung, Addition eines oder mehrerer Zeichen zur Ausgangskennzeichnung, Kombination oder Manipulation von wenigstens einigen der numerischen Zeichen, die in der Ausgangskennzeichnung enthalten sind, oder eine andere Technik zum Verändern der Länge der Ausgangskennzeichnung.
  26. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-25, wobei der Satz Syntaxanalyseregeln konfigurierbar ist.
  27. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-26, wobei die Gesamtzahl der Zeichen der Systemkennzeichnung niedriger ist als die Gesamtzahl der Zeichen der Ausgangskennzeichnung .
  28. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-26, wobei die Gesamtzahl der Zeichen der Systemkennzeichnung höher ist als die Gesamtzahl der Zeichen der Ausgangskennzeichnung.
  29. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-28, wobei ein Satz von einer oder mehreren Inbetriebnahmehandlungen, in denen die Feldvorrichtung enthalten ist, unter Verwendung der Systemkennzeichnung durchgeführt wird, während sich die Feldvorrichtung im Zustand E/A nicht zugeordnet befindet.
  30. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-29, wobei: der Satz von einer oder mehreren Inbetriebnahmehandlungen, in denen die Feldvorrichtung enthalten ist, ein erster Satz von Inbetriebnahmehandlungen ist, in denen die Feldvorrichtung enthalten ist; und ein zweiter Satz von Inbetriebnahmehandlungen, in denen die Feldvorrichtung enthalten ist, durchgeführt wird, während sich die Feldvorrichtung in einem Zustand E/A zugeordnet befindet, wobei der Zustand E/A zugeordnet darauf hindeutet, dass die Feldvorrichtung zum Kommunizieren über eine bestimmte E/A-Vorrichtung zugeordnet ist.
  31. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-30, wobei der Satz von einer oder mehreren Inbetriebnahmehandlungen ein automatisches Erzeugen eines Teiles einer Bestands-E/A-Liste umfasst, die einem entsprechenden Teil eines Prozessregelkreises entspricht, in dem die Feldvorrichtung enthalten ist.
  32. System nach einem beliebigen der Ansprüche 15-31, wobei der Satz von einer oder mehreren Inbetriebnahmehandlungen ein automatisches Erstellen eines Teiles eines Bestandskreisschaltplans umfasst, wobei der Bestandskreisschaltplan eine Beschreibung eines entsprechenden Teils eines Prozessregelkreises enthält, in dem die Feldvorrichtung enthalten ist, und der Bestandskreisschaltplan für eine Verwendung im Rahmen einer Überprüfung oder eines Tests des Prozessregelkreises gedacht ist.
  33. Ein beliebiger der vorstehenden Ansprüche in Kombination mit einem beliebigen anderen der vorstehenden Ansprüche.
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