-
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Konfiguration
eines Prozesssteuerungssystems und ein Prozesssteuerungssystem,
welches angepasst ist, das Verfahren auszuführen.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
In
Bezug auf die Mess- und Steuertechnologie bzw. Regeltechnologie,
und auch in Bezug auf Prozesssteuerungssysteme müssen oft Sensoren mit einer
Steuereinheit bzw. Regeleinheit oder einem Analysesystem verbunden
werden. Außer
der physikalischen Verbindung der beteiligten Komponenten ist es
normalerweise auch erforderlich, die Vorrichtungskonfiguration des
Verarbeitungssystems, d.h. der Steuereinheit bzw. Regeleinheit,
an den Ursprung der Eingangsdaten, d.h. die Sensoren, anzupassen.
Die Anordnung von Prozesssteuerungssystemen kann grundlegend wie
folgt beschrieben werden: auf der einen Seite gibt es eine Feldvorrichtung.
Bei dieser kann es sich zum Beispiel um einen Sensor wie einen Druckmessumformer,
einen Füllstandsschalter
bzw. Niveauschalter, ein Flussmessgerät usw. handeln. Oder es kann
sich bei dieser auch um einen Aktor wie ein Ventil, einen Schieber
usw. handeln.
-
Typischerweise
stellt der Sensor der Steuereinheit Messwerte über ein Bussystem zur Verfügung, wobei
entsprechende Messwerte gemäß dem angewendeten
Messverfahren eine unterschiedliche Relevanz haben. So liefern zum
Beispiel Drucksensoren Messwerte, welche in Druckeinheiten wie bar,
Pascal oder mmH2O kalibriert sind, während Entfernungs-Messsensoren
Werte liefern, welche in m, mm oder ft kalibriert sind. Flussraten
werden von den Systemen gewöhnlich
in l/s, m3/h oder cftps usw. gemessen.
-
Auf
der anderen Seite gibt es Steuereinheiten, welche im Folgenden als
Analysesysteme bezeichnet werden. Die Steuer einheiten sind typischerweise über das
oben erwähnte
Bussystem mit einer Feldvorrichtung verbunden. Die Aufgabe von Analysesystemen
basiert darauf, die Eingangsmesswerte (von der Feldvorrichtung)
zu lesen, diese angemessen zu verarbeiten und dann aus den abgeleiteten
Ergebnissen Ausgangs-Steuersignale
(Schaltsignale, Stromsignale, Digitalwerte usw.) bzw. Ausgangs-Regelsignale
zu erzeugen.
-
Die
Konfiguration des Analysesystems ergibt sich typischerweise über eine
Eingabeeinheit (Tasten und Anzeige bzw. Display) auf der Seite der
Vorrichtung, sie kann sich jedoch auch über eine Konfigurationsschnittstelle
mittels eines PC ergeben. Wo es anwendbar ist, können die verarbeiteten Daten
auch über
Bussysteme durch Gateways oder weitere Prozesssteuerungssysteme übertragen
werden.
-
Um
die Aufgaben der Analysevorrichtung zu erfüllen, werden verschiedene Software-Blöcke bereitgestellt.
Jeder Software-Block
stellt eine Blackbox dar. Die Blackbox umfasst Eingänge zum
Empfangen von Eingangssignalen und Ausgänge zum Bereitstellen der verarbeiteten
Signale. Diese Software-Blöcke
stellen entsprechend ein Objekt dar, welches zugehörige Aufgaben
derart klassifiziert, dass die entsprechenden Ergebniswerte für beliebige
folgende Blöcke
als nahezu kalibriert verwendet werden können.
-
Auf
diese Weise wird eine Basis geschaffen, um eine Messaufgabe in individuelle
Einzelaufgaben zu unterteilen. Gewöhnlich wird eine Unterteilung
durchgeführt,
indem die folgenden Grundfunktionen (Grundkomponenten) verwendet
werden:
- – Eingangsblöcke bzw.
Eingangskomponenten, welche den Satz an Informationen bezüglich einer
verbundenen Feldvorrichtung (Adressbefehl, Typ der Vorrichtung,
Eingangswerte) umfassen.
-
Die
Eingangskomponenten empfangen ihre Messwerte von der Busschnittstelle
(möglicherweise
einer Kommunikationskompo nente) und übertragen sie normalerweise
ohne jede Veränderung
zu den Funktionskomponenten.
- – Funktionskomponenten
bzw. Funktionsblöcke,
Funktionskomponenten
empfangen ihre Eingangsdaten z.B. direkt von den Eingangskomponenten.
Während
dem Verarbeiten von Feldvorrichtungseingangsdaten muss beachtet
werden, dass für
ein weiteres Verarbeiten von z.B. Druckmesswerten andere Regeln
und Funktionen sinnvoll sind als für das weitere Verarbeiten von
Entfernungs- oder Flusswerten.
-
Gewöhnlich wird
die Summe der Funktionen, welche zu einer Messaufgabe gehören, unter
der Formulierung „Funktionsblock" oder „Funktionskomponente" zusammengefasst.
-
Typische
Funktionen können
sein:
„Kalibrierung
an die Behältergeometrie",
„Linearisierungsfunktionen",
„Integrationszeit",
„Betrachtung
der Dichte",
„Leckflussvolumen-Unterdrückung",
oder erweiterte
Messaufgaben wie
„Differenzmessung",
„Messung
in einem Druckbehälter",
„Kontinuierliche
Grenzflächenmessung
bzw. Schnittstellenmessung" und
„Mittelung".
-
Funktionskomponenten
stellen ihre resultierenden Werte zur Verwendung in Ausgangskomponenten bereit.
- – Ausgangskomponenten
oder Ausgangsblöcke
Ausgangskomponenten
empfangen ihre Eingangsdaten direkt von den Funktionskomponenten.
Sie dienen zum Steuern bzw. Regeln bzw. zum Erzeugen von Ausgangssignalen
(Schaltsignalen, Strom-Spannungs-Ausgängen oder digitalen Informationen).
-
Um
eine vollständige
Messaufgabe in einer Steuereinheit zu erfüllen, wird in einem einfachsten
Fall eine Grundkomponente jeden Typs benötigt: Eingangskomponente, Funktionskomponente
und Ausgangskomponente. Die so erzeugte Komponentenstruktur zur
Lösung
einer vollständigen
Messaufgabe wird im Folgenden als „Messschleife" bezeichnet.
-
Innerhalb
einer Steuerung kann eine Vielzahl von Messschleifen verarbeitet
werden. Daher kann dann, wenn eine Steuerung über ein Bussystem mit einer
Vielzahl von Feldvorrichtungen verbunden ist, durch geeignetes Konfigurieren
der Steuereinheit in der Steuereinheit aus dem Vorrat von Komponenten
ein entsprechender Satz von Messschleifen zusammengestellt werden.
Gemäß dem Stand
der Technik ergibt sich die Konfiguration entweder aus einem Bedientisch
bzw. Bedienpult, welcher/welches mit der Steuerung bzw. Regelung
verbunden ist, oder alternativ über
einen Konfigurationscomputer über
eine Busverbindung. Durch dieses Verfahren ist es, für einen
Benutzer, der das System bedient, erforderlich, nicht nur die Installation
der Vorrichtung und deren Verdrahtung zu berücksichtigen, sondern auch komplizierte
Konfigurationen an der Vorrichtung durchzuführen.
-
Es
wäre wünschenswert,
die Komplexität
der Bedienung beim Start dieser Systeme zu verringern. Daher wäre es bedeutsam,
die Steuereinheiten solcher Systeme zu verbessern. Die Installation
wäre viel
einfacher, wenn die Standard-Konfigurationsprofile in Abhängigkeit
vom angeschlossenen Sensor automatisch eingerichtet würden.
-
Daher
sollte die Steuerung fähig
sein einen Sensor zu identifizieren, welcher mit ihrem Ausgang verbunden
ist und mit einem bestimmten Sensorprofil übereinstimmt, und dann automatisch
das entsprechende Messschleifenprofil einzurichten. So kann eine
sofort funktionierende Messung bereitgestellt werden. Darüber hinaus
sollte dieses Verfahren über
verschiedene Bussysteme (wie HART, Profibus, Fieldbus Foundation
usw.) anwendbar sein, welche die nötigen Informationen für die Sensoren
in Form von Parametern über
den entsprechenden Bus per Definition enthalten.
-
US-2002/0103946 A1 betrifft
Master- und Slave-Vorrichtungen. Die Master-Vorrichtung kann eine
Slave-Vorrichtung, welche an einen Bus angeschlossen ist, mit Nachrichten
unter Verwendung einer Vielzahl verschiedener Protokolle adressieren.
-
EP-0 895 145 A1 betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche eine Standard-Schnittstelle
für Prozesssteuer-Vorrichtungen bereitstellen,
welche für
unterschiedliche Feldbusprotokolle eingerichtet sind.
-
Es
wäre wünschenswert,
dass eine Vielzahl von Sensorprofilen automatisch identifiziert
werden kann. Für
digital kommunizierende Systeme sollte ein vorzugsweise genaues
Profil bestimmt werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Ausführungsformen
der Erfindung können
eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen. Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur automatischen Konfiguration
eines Prozesssteuerungssystems bereitgestellt, welches einen Master
und zumindest einen Slave umfasst, wobei der Master den zumindest
einen Slavesteuert, welcher mit dem Master verbunden ist und mit
dem Master über
ein Bussystem kommuniziert, und Daten verarbeitet, empfangen von
dem zumindest einen Slave, wobei der Master den zumindest einen
Slave über
das Bussystem automatisch identifiziert und danach automatisch eine
Vorrichtungskonfiguration zum Einrichten des Slaves gemäß seiner
Identifikation, derart generiert, dass der Slave bereit ist, in
dem Proszesssteuerungssystem betrieben zu werden.
-
In
einem anderen Aspekt der Erfindung handelt es sich bei dem Master
um eine Analysevorrichtung, insbesondere eine Steuereinheit, welche
Zuordnungstabellen umfasst, aus welchen der Master die geeignete Vorrichtungskonfiguration
für den
identifizierten Slave auswählt.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung handelt es sich bei dem Slave um eine
Feldvorrichtung, insbesondere um einen Sensor oder einen Aktor.
Die Identifizierung des verbundenen Slaves wird mittels einer Funktionalität des Masters
durchgeführt.
Auf das Starten des Prozesssteuerungssystems wird eine Kommunikation
in Richtung des Bussystems durch den Master initiiert.
-
Noch
ein anderer Aspekt der Erfindung ist, dass der Master zum Identifizieren
der Feldvorrichtung mittels standardisierter Kommandos Informationen
betreffend den Hersteller, den Typ, den Vorrichtungs-TAG abruft.
Der Master vergleicht die Identifikationsdaten des Slaves mit Vorrichtungsprofilen,
die in den Zuordnungstabellen enthalten sind, um ein geeignetes
Vorrichtungsprofil zu finden, um den Slave für den Betrieb in dem Prozesssteuerungssystem
einzurichten.
-
Darüber hinaus
generiert der Master zur Vorrichtungskonfiguration eine Messschleife,
welche eine Eingangskomponente, eine Ausgangskomponente und eine
Funktionskomponente umfasst. Die Zuordnungstabelle kann auch durch
nachladbare angepasste Vorrichtungsprofile ergänzt werden.
-
In
einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die automatisch erzeugten
Messschleifen interaktiv korrigiert. Während der Korrektur der Messschleifen
wird die automatische Generierung der Messschleifen deaktiviert,
bis neue Slaves mit dem Master verbunden werden, oder bis die automatische
Messschleifengenerierung reaktiviert wird.
-
Gemäß noch einem
anderen Aspekt wird die automatische Anpassung der bereits vorhandenen
Messschleifen durchgeführt,
wenn ein bereits verbundener Slave durch einen anderen Typ von Slave
ersetzt wird.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur automatischen
Konfiguration eines Prozesssteuerungssystems bereitgestellt, welches
zumindest eine Feldvorrichtung umfasst, welche über ein Bussystem mit einer
Analysevorrichtung verbunden ist, wobei auf das Starten der Analysevorrichtung die
letztere das Vorhandensein der Feldvorrichtung an dem Bussystem
auf einer bestimmten Busadresse überprüft und auf
Antwort des Bussystems zur Identifizierung der Feldvorrichtung Informationen
betreffend Hersteller, Typ und Vorrichtungs-TAG bzw. Vorrichtungskennzeichen
der Feldvorrichtung über
das Bussystem abfragt, und das Analysesystem nach der Identifizierung
Daten, welche während
des Identifizierungsprozesses abgerufen wurden mit den Feldvorrichtungs-Profilen vergleicht,
welche in Zuordnungstabellen der Analysevorrichtung gespeichert
sind, und auf eine Übereinstimmung
eine Vorrichtungskonfiguration in Form einer Messschleife erzeugt,
welche eine Eingangskomponente, eine Funktionskomponente und eine
Ausgangskomponente umfasst, mittels welcher die Feldvorrichtung
für den
Betrieb bereit ist.
-
Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Prozesssteuerungssystem,
welches einen Master und zumindest einen Slave umfasst, wobei der
Master angepasst ist, den Slave zu steuern bzw. zu regeln und Daten
zu verarbeiten, die von dem Slave empfangen wurden, und der Slave
angepasst ist, mit dem Master verbunden zu sein und mit dem Master über ein
Bussystem zu kommunizieren, wobei der Master angepasst ist, den
Slave über
das Bussystem automatisch zu identifizieren und danach eine Vorrichtungskonfiguration zum
Einrichten des Slaves gemäß seiner
Identifizierung derart zu erzeugen, dass der Slave bereit ist, in
dem Prozesssteuerungssystem betrieben zu werden.
-
In
dem Prozesssteuerungssystem ist gemäß einem Aspekt der Erfindung
der Master eine Analysevorrichtung und der Slave eine Feldvorrichtung.
Gemäß einem
anderen Aspekt handelt es sich bei dem Master um eine Steuereinheit
und bei dem Slave um einen Sensor oder einen Aktor.
-
Gemäß noch einem
anderen Aspekt umfasst der Master Zuordnungstabellen, welche eine
Anzahl vordefinierter Vorrichtungskonfigurationen enthalten, die
für eine
Anzahl der Feldvorrichtungen geeignet sind. Die Zuordnungstabellen
sind über
eine Eingabevorrichtung ergänzbar.
-
Darüber hinaus
ist das Bussystem gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ein HART-Bussystem. Das Bussystem
umfasst Kommandos für
den Master, um das Vorhandensein eines Slaves an dem Bussystem abzufragen.
-
Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Zuordnungstabellen
durch nachladbare angepasste Vorrichtungsprofile ergänzbar.
-
Es
ist ein anderer Aspekt der Erfindung, dass der Master angepasst
ist, eine Messschleife für
einen speziell identifizierten Slave zu erzeugen. Die Messschleife
umfasst zumindest eine Eingangskomponente, zu mindest eine Ausgangskomponente
und zumindest eine Funktionskomponente.
-
Ferner
umfassen die Zuordnungstabellen für jedes Vorrichtungsprofil
feste Messschleifenprofile.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Zur
weiteren Erklärung
und zum besseren Verständnis
werden nachstehend mehrere beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter
beschrieben, von denen:
-
1 ein
schematisches Diagramm einer Anordnung eines Prozesssteuerungssystems
ist;
-
2 ein
schematisches Diagramm einer anderen Anordnung eines Prozesssteuerungssystems
ist;
-
3 ein
schematisches Diagramm ist, welches einen Messschleifenblock zeigt;
-
4 ein
anderes schematisches Diagramm ist, welches eine Anordnung von mehreren
Messschleifenblöcken
zeigt;
-
5 ein
schematisches Diagramm eines Prozesssteuerungssystems gemäß der Erfindung
ist;
-
6 ein
weiteres schematisches Diagramm eines Prozesssteuerungssystems gemäß der Erfindung ist;
-
7 ein
Flussdiagramm des erfinderischen Verfahrens ist;
-
8 ein
Screenshot eines Fensters für
die Zuordnung eines Eingangs zu einer Messschleife ist;
-
9 ein
Screenshot eines Fensters für
die Grundeinstellung für
eine Messschleife ist;
-
10 ein
Screenshot eines Fensters für
die Zuordnung von Prozentwerten zu Sensoreingangsdaten ist;
-
11 ein
Screenshot eines Fensters für
Einstellungen für
ein Relais ist.
-
BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
-
1 ist
ein schematisches Diagramm eines Prozesssteuerungssystems. Eine
Steuereinheit 4 ist über
ein Bussystem 5 mit zwei Sensoren 14 und einem
Aktor 15 verbunden. Ferner ist ein PC 10 über eine Konfigurations-Schnittstelle 3 mit
der Steuereinheit 4 verbunden. Die Konfiguration des Prozesssteuerungssystems 1 erfolgt
mittels eines Bedientisches (z.B. einer Tastatur und einer Anzeige). 2 ist
ein anderes schematisches Diagramm einer weiteren Anordnung eines
Prozesssteuerungssystems. Hier ist ein Gateway 16 zwischen
der Steuereinheit 4 bzw. eine Regeleinheit 4 und
dem PC 10 angeschlossen. So können die verarbeiteten Daten,
wenn erforderlich, zu den Gateways 16 oder zu anderen Prozesssteuerungssystemen übertragen
werden.
-
3 zeigt
eine Messschleife 23, welche eine Eingangskomponente oder
Eingangsblock 11, eine Funktionskomponente oder Funktionsblock 12,
und eine Ausgangskomponente oder Ausgangsblock 13 umfasst.
Wie bereits erwähnt,
empfängt
die Funktionskomponente 12 Daten direkt von der Eingangskomponente 11,
und die Ausgangskomponente 13 wiederum empfängt Daten
von der Funktionskomponente 12. Diese Anordnung zeigt den
einfachsten Fall, um in einer Steuereinheit eine vollständige Messaufgabe
zu erfüllen. 4 zeigt
eine Steuereinheit, welche mehrere Messschleifen umfasst. In dem
Fall, dass die Steuereinheit 4 über das Bussystem 5 mit
einer Vielzahl von Feldvorrichtungen 14 verbunden ist,
kann durch eine geeignete Konfiguration der Steuereinheit 4 aus
einem Vorrat von Komponenten ein Set von Messschleifen 23 zusammengesetzt
werden.
-
In 5 ist
ein System gezeigt, welches eine Vielzahl von Sensoren 14 umfasst,
die über
ein Bussystem 5 mit der Steuereinheit 4 verbunden
sind. Die Steuereinheit wiederum ist mit einem PC 10 verbunden. Darüher hinaus
umfasst die Steuereinheit 4 eine Anzahl von Eingangskomponenten 11,
Funktions komponenten 12, Ausgangskomponenten 13 und
Nachrichtenkomponenten 15. Alle Komponenten sind im Lieferzustand unkonfiguriert,
das bedeutet ohne jede Beziehung zueinander.
-
Gemäß 6 wird
ein Prozesssteuerungssystem gemäß der Erfindung
gezeigt. Das Prozesssteuerungssystem umfasst die Steuereinheit 4 als
Master des Systems und einige Sensoren als Slaves des Systems, welche über ein
Bussystem 5 damit verbunden sind.
-
Darüber hinaus
ist ein PC 10 mit der Steuereinheit 4 verbunden.
Die Komponenten, nämlich
die Eingangskomponenten 11, die Funktionskomponenten 12 und
die Ausgangskomponenten 13 zum Einrichten einer Messschleife 23 befinden
sich noch im unkonfigurierten Zustand. Für eine automatische Konfiguration
und somit eine automatische Generierung einer Messschleife 23 umfasst
die Steuereinheit 4 die Zuordnungstabellen 42,
welche Sensorprofile und dazu passende Typen von Messschleifen umfassen.
-
In
Bezug auf die Sensoren, die mit der Steuereinheit 4 verbunden
sind, können
in dem Fall, dass HART-Sensoren benutzt werden, welche bestimmte
Charakteristiken aufweisen, diese an HART-Eingangsanschlüssen überprüft werden;
anderenfalls können
benutzte PA-Sensoren z.B. an Profibus-Eingängen überprüft werden usw.
-
Im
Fall von HART-Sensoren können
statt intelligenter Sensoren bzw. smart sensors auch reine 4-20mA-Sensoren
identifiziert werden. Diese Annahme wird gemacht, wenn die Verbindung
eines Sensors (mittels des Stromverbrauchs innerhalb bestimmter
Grenzen) erkannt wird, aber dennoch keine Reaktion auf das digitale
Signal erfolgt.
-
Die
Identifizierung des angeschlossenen Sensors wird mittels der Funktionalität 41 durchgeführt, deren
Datenfluss grundsätzlich
in 7 dargestellt ist.
-
Auf
das Starten des Prozesssteuerungssystems wird der automatische Messschleifen
Betrieb begonnen. Das bedeutet, dass die Steuereinheit 4 automatisch
die Kommunikation in Richtung des Bussystems 5 aufnimmt.
-
Die
Steuereinheit fragt – als
Master des Systems – mittels „Versuch
und Irrtum" bei
einer bestimmten Busadresse an, ob ein Slave 14, 15 mit
dem Bussystem 5 verbunden ist oder nicht. Für diese
Prozedur stellen die bereits erwähnten
Bussysteme spezielle Kommandos bereit (z.B. werden gemäß HART Universal
Kommandos bzw. Universal Commands verwendet).
-
Im
Fall, dass die Analysevorrichtung nach einem solchen Versuch eine
Antwort empfängt,
werden dann selektiv Informationen bezüglich des Herstellers und des
Typs der Vorrichtung abgefragt. Diese Informationen können auch
mittels standardisierter Kommandos in Bezug auf die bereits erwähnten Bussysteme
angefordert werden (Auszug aus den Definitionen siehe Tabelle 1
bis 3).
| Kennung
bzw. Identifier | Wert | Bedeutung |
| | | |
| Hersteller
ID | 98 | Hersteller:
VEGA |
| Hersteller
ID | 42 | Hersteller:
Siemens |
| Hersteller
ID | 17 | Hersteller:
E + H |
Tabelle
1: Beispiele für
Hersteller IDs
| Typ | Vorrichtungsbezeichnung | Gerätetypencode
(HART) |
| | | |
| PULS | VEGAPULS | 232/0xE8 |
| FLEX | VEGAFLEX | 231/0xE7 |
| SON | VEGASON | 230/0xE6 |
| SWING | VEGASWING | 229/0xE5 |
| VIB | VEGAVIB | 228/0xE4 |
| CAP | VEGACAP | 227/0xE3 |
| BAR | VEGABAR | 226/0xE2 |
| DIF | VEGADIF | 225/0xE1 |
Tabelle
2: Gerätetypencodes
HART-Sensoren Serie 60
| | | Vorrichtungs-ID |
| VEGA | Profil
3 |
| SON | VEGASON | 0x0770 | 0x9701 |
| FLEX | VEGAFLEX | 0x0771 | 0x9700 |
| PULS | VEGAPULS | 0x0772 | 0x9700 |
| CAP | VEGACAP | 0x076E | 0x9700 |
| BAR | VEGABAR | 0x076F | 0x9701 |
Tabelle
3: Gerätetypencodes
Profibus-Sensoren Serie 60
-
Ferner
liefern die Slaves Informationen über fest definierte Kommandos
für das
gespeicherte Vorrichtungs-TAG. Gemäß empfangenen Informationen
betreffend den Typ der Vorrichtung kann eine erweiterte Analyse
für den
Sensor, der damit verbunden ist, durchgeführt werden. So kann zum Beispiel
ermittelt werden, in welchem Messbereich und gemäß welcher physikalischen Messkategorie
der Sensor betrieben wird.
-
Wenn
die Steuereinheit, d.h. die Analysevorrichtung, einen Typ der Vorrichtung
(Sensor, Aktor) identifiziert hat, dann führt sie einen Vergleich der
Eingangs-Daten mit Sensorprofilen durch, die in der Steuereinheit
4 in
Zuordnungstabellen
42 fest gespeichert sind. Wenn ein übereinstimmendes
Sensorprofil gefunden wird, dann generiert die Steuerung automatisch
geeignete Messschleifenkonfigurationen. Sie erzeugt auch eine vollständige Messschleife
23 gemäß
5,
welche aus einer geeigneten Eingangskomponente
11, einer Funktionskomponente
12 und
einer Ausgangskomponente
13 besteht.
| | Initialisierung
der Eingangskomponente |
| Sensorprofil | Eingangswert | HART-Adresse |
| | | |
| Son | Entfernung | Geeignet
als Slave |
| Puls | Entfernung | Geeignet
als Slave |
| Flex | Entfernung | Geeignet
als Slave |
| Bar | Druck | Geeignet
als Slave |
| HART
Generic | PV | Geeignet
als Slave |
| 4–20 mA | Strom | – |
Tabelle
4: Auszug aus dem Zuordnungsbefehl für Eingangskomponenten
| | Initialisierung
der Funktionskomponente |
| Sensorprofil | Messschleifen-TAG | Anwendung | Kalibrierungseinheit |
| | | | |
| Son | Vorrichtungs-TAG | Niveau
bzw. Füllstand | m |
| Puls | Vorrichtungs-TAG | Niveau
bzw. Füllstand | m |
| Flex | Vorrichtungs-TAG | Niveau
bzw. Füllstand | m |
| Bar | Vorrichtungs-TAG | Niveau
bzw. Füllstand | bar |
Tabelle
5: Auszug aus dem Zuordnungsbefehl für Funktionskomponenten
-
Ein
Beispiel mittels eines Bussystems „HART" ist:
| Slave
zu Adresse = 2 | |
| Hersteller
ID = 98 | VEGA
Grieshaber KG |
| Gerätetypencode
= 232 | VEGAPULS |
-
Die
Steuereinheit 4 empfängt
von einem Slave 14 eine Antwort unter der HART-Adresse 2 (siehe 7).
Die weiteren Kommunikationsprozeduren liefern Daten aus dem oben
gezeigten Beispiel.
-
In 8 kann
gesehen werden, dass die Analysevorrichtung eine Eingangskomponente
für eine
Entfernungsmessung generiert und für die HART-Adresse 2 das
Messprinzip RADAR erzeugt.
-
Ebenfalls
entsprechend dem identifizierten Sensorprofil generiert die Steuereinheit
eine Funktionskomponente für
die Füllstandsmessung
bzw. Niveaumessung, welche die Kalibrierungseinheit „Meter" umfasst (siehe 9).
Gemäß einem
bekannten Messbereich wird die letztere automatisch als Kalibrierungsbereich
in die Funktionskomponente eingegeben (siehe 10).
-
Weil
die Ausgangskomponenten von der Eingangskomponente und dem gewählten Messwert-Verarbeitungsblock
(Funktionskomponente) unabhängig
sind, wählt
die Steuereinheit zu diesem Zweck den am häufigsten benötigten Ausgangskomponententyp
aus, nämlich
einen Schaltausgang, welcher für
die Schaltfunktion „Überfüllsicherung" konfiguriert ist
(11).
-
Wenn
das Prozesssteuerungssystem gestartet wird, empfängt der Benutzer – ohne jede
weitere Mitwirkung – eine
geeignete Messschleife für
den angeschlossenen Sensor, welche eine Eingangskomponente, eine
Funktionskomponente und eine Ausgangskomponente umfasst, wodurch
das System betriebsbereit gemacht wird.
-
Außer den
fest vorbestimmten Sensorprofilen/Messschleifentyp, kann die Zuordnungstabelle 42 auch eingerichtet
sein, durch nachladbare Profile ergänzt zu werden. Demgemäß enthält die Zuordnungstabelle zwei
Typen von Datensatzeinträgen:
- a) Feste Messschleifenprofile für jedes
Sensorprofil sind in der Steuereinheit gespeichert, welche entsprechend
aktiviert werden.
- b) Der Benutzer selbst hat ein Set von angepassten Profilen
gespeichert, welche entsprechend aktiviert werden.
-
Darüber hinaus
können
automatisch erzeugte Messschleifenprofile vom Benutzer interaktiv
korrigiert werden. In dem Fall, dass eine interaktive Korrektur
durchgeführt
wurde, wird dann die automatische Generierung der Messeinheiten 23 deaktiviert,
bis entweder neue Slaves (welche unterschiedliche Identifikationseigenschaften
aufweisen) mit der Steuereinheit/Analysevorrichtung verbunden werden
oder die Steuereinheit mittels einer Funktion reaktiviert wird,
die für
diesen Zweck definiert ist (zum Beispiel eine Resettaste oder eine Funktion,
die von Software angeregt wird), um die automatische Messschleifengenerierung
durchzuführen.
-
In
dem Fall dass die bereits existierenden Messschleifensensoren durch
andere Sensortypen ersetzt werden, kann auch die automatische Anpassung
bereits vorhandener Messschleifen durchgeführt werden. Sollte die aktuelle
Messaufgabe beibehalten werden in diesem Fall, ist es angebracht,
die gewünschte
Prozedur über
einen Dialog anzufordern:
- a) Generieren einer
völlig
neuen Messschleife (gemäß dem oben
angegebenen Verfahren)
- b) Anpassen der Eingangskomponente an den neuen Slave.
-
Die
Erfindung kann auf einfache Einkanal-Analysesysteme ebenso angewendet
werden wie auf komplexe Systeme.