EP1446706A2 - Verfahren zum bedienen eines feldgerätes - Google Patents

Verfahren zum bedienen eines feldgerätes

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EP1446706A2 EP02803388A EP02803388A EP1446706A2 EP 1446706 A2 EP1446706 A2 EP 1446706A2 EP 02803388 A EP02803388 A EP 02803388A EP 02803388 A EP02803388 A EP 02803388A EP 1446706 A2 EP1446706 A2 EP 1446706A2
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Abstract

In einem Feldgerät (F1) wird ein Feldgeräte-Applikationsprogramm in einem Mikroprozessor (M) ausgeführt. Dieses Feldgeräte-Applikationsprogramm umfaßt verschiedene Teile, die sich auf die einzelnen Funktionen des Feldgerätes beziehen, z.B. Kommunikation, Meßwerterfassung und Auswertung, sowie einen Teil (M1A) der die Funktionalität des Feldgerätes (F1) beschreibt. Dieser Teil (MA) des Feldgeräte-Applikationsprogramms wird aus einem Zwischencode (Z) mittels eines Interpreters (J1) gewonnen. Zur Bedienung des Feldgerätes (F1) von einem Bediengerät (S) aus wird der Zwischencode (Z) in das Bediengerät (S) die volle Funktionalität des Feldgerätes (F) zur Verfügung.

Description

Verfahren zum Bedienen eines Feldgerätes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bedienen eines Feldgerätes.
In der Automatisierungstechnik werden häufig Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozeßvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massedurchflußmesser, Druckmesser, Temperaturmesser etc., die die entsprechenden Prozeßvariablen Füllstand, Massedurchfluß, Druck bzw. Temperatur erfassen.
Zur Beeinflussung von Prozeßvariablen dienen sogenannte Aktoren, die z.B. als Ventile den Durchfluß einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt beeinflussen.
Die Feldgeräte sind in der Regel über einen Datenbus mit einem Leit- bzw. Engineeringsystem verbunden, das den gesamten Prozeßablauf steuert bzw. einen direkten Zugriff auf die einzelnen Feldgeräte ermöglicht. Durch den direkten Zugriff können Einstellungen am Feldgerät geändert werden oder spezielle Diagnosefunktionen aufgerufen werden. Neben dem Zugriff über das Leitsystem ist auch ein zeitweiliger Zugriff über z.B. ein tragbares Handbediengerät (handheld) tragbaren Rechner oder ein Handy möglich.
Im Leitsystem werden die Meßwerte der verschiedenen Prozeßvariablen ausgewertet bzw. überwacht und die entsprechenden Aktoren zur Prozeßbeeinflussung entsprechend angesteuert.
Die Datenübertragung zwischen Feldgerät und Leitsystem erfolgt nach den bekannten internationalen Standards für Feldbusse, wie z.B. Hart, Foundation Fieldbus, Profibus, CAN etc.
Bei heutigen Automatisierungsanlagen werden häufig eine Vielzahl von Feldgeräten der unterschiedlichsten Hersteller eingesetzt.
Vor der Inbetriebnahme bzw. auch während des Betriebs müssen Einstellungen an den Feldgeräten erfolgen. Hierfür stellen die einzelnen Feldgerätehersteller jeweils Bedienbzw. Konfigurationsprogramme zur Verfügung. Diese Programme sind herstellerspezifisch und erlauben meist nur den Zugriff auf die Feldgeräte des jeweiligen Herstellers. Der Zugriff auf Fremdgeräte ist nur bedingt möglich.
Um die Bedienung verschiedener Feldgeräte vom Bediengerät aus zu ermöglichen, muß dem Bediengerät die Funktionalität des Feldgerätes bekannt sein. Die Funktionalität des Feldgerätes wird bestimmt durch das Feldgeräte- Applikationsprogramm, das im Feldgerät abläuft. Die Funktionalität des Feldgerätes wird bisher mittels einer Gerätebeschreibung (Device Description) beschrieben. Hierfür steht eine spezielle Sprache, die Device Description Language zur Verfügung. Mittels dieser standardisierten Sprache kann anderen Busteilnehmern insbesondere dem Leitsystem oder einem anderen Bediengerät, die notwendige Information über die Funktionalität bestimmter Feldgeräte übermittelt werden.
Nachteilig hierbei ist, daß die Device Descriptions zusätzlich und unabhängig vom
Feldgeräteprogramm geschrieben werden muß. Dies bedeutet zusätzlichen
Programmieraufwand.
Bei Programmänderungen muß auch die Device Description des Feldgerätes geändert werden.
Ein weiterer Nachteil ist, daß zwischen Feldgeräteprogramm und Device Description
Inkonsistenzen möglich sind. Die Device Description muß die Funktionalität des
Feldgerätes nicht zwangsläufig exakt wiedergeben.
Aus der eigenen Anmeldung EP-0913 750, Anmeldetag 31.10.1999 ist eine Anordnung zum Bedienen eines Feldgerätes bekannt, bei der ein Java-Byte-Code sowohl im Feldgerät als auch im Bediengerät abläuft.
Nachteilig hierbei ist, daß man auf eine bestimmte Programmiersprache (Java) bei der Erstellung des Feldgeräteprogramms eingeschränkt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, das eine sichere und einfache Bedienung eines Feldgerätes von einem Bediengerät aus ermöglicht, ohne daß eine Einschränkung auf eine bestimmte Programmiersprache erfolgt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein
Verfahren zum Fernbedienen und/oder Fernsteuern eines Feldgerätes mittels eines
Bediengerätes über einen Datenbus mit folgenden Verfahrenschritten:
(1) Speichern eines die Funktionalität des Feldgerätes beschreibenden Zwischencodes im Feldgerät
(2) Umwandlung des Zwischencodes mit einem Interpreter in einen Feldgeräte- Masschinencode, der Teil eines Feldgeräte-Applikationsprogramms ist
(3) Übertragung des Zwischencodes zum Bediengerät (4) Umwandlung des Zwischencodes mit einem Interpreter in einen Bediengeräte- Masschinencode, der Teil eines Bediengeräte-Applikationsprogramms ist, so daß die identische Funktionalität des Feldgeräts im Bediengerät zur Verfügung steht
(5) Übetragung der Feldgeräte-Parameter zum Bediengerät
(6) Ausführen Bediengeräte-Applikationsprogramm.
Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, daß ein identischer Zwischencode im Feldgerät und im Bediengerät verwendet wird. Somit steht dem Bediengerät die volle Funktionalität des Feldgerätes ohne den Einsatz von Device Descriptions zur Verfügung. Der Zwischencode kann aus den verschiedensten Programmiersprachen erzeugt werden. Eine Einschränkung auf eine bestimmte Programmiersprache ist nicht mehr gegeben.
Daduch daß nur ein gewisser Teil des Feldgeräte-Applikationsprogramms, der die Funktionalität des Feldgerätes betrifft über den Zwischencode erzeugt wird, ist der Speicherbedarf und der Kompilieraufwand auf das notwendigste beschränkt.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung wird als Zwischencode MSIL (Microsoft® Intermidiate Language) eingesetzt.
In vorteilhafter Weise wird der Zwischencode mit einem entsprechenden Compiler aus einer der Programmiersprachen C#, C/C++, Visual Basic, Java Script etc. erzeugt.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung ist der Zwischencode für eine Laufzeitumgebung auf MicrosoftΘ-Plattform geeignet.
Bei dem Bediengerät kann es sich in vorteilhafter Weise um einen PC, ein Leitsystem, ein Handbediengerät oder um ein Funktelefon (Handy) handeln.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : Prinzipdarstellung einer Automatisierungsanlage
Fig. 2: Software-relevante Funktionsblöcke eines Feldgerätes nach Fig 1
Ein Leitsystem L ist über einen Datenbus D mit mehreren Feldgeräten F1, F2, F3 etc. verbunden. Bei den Feldgeräten F1-F3 kann es sich z.B. um Druckmesser, Temperaturmesser oder Durchflußmesser etc. handeln. Das Leitsystem L kommuniziert über den Datenbus D mit dem jeweiligen Feldgerät z.B.
F1. So können Daten zwischen dem Feldgerät F1 und dem Leitsystem L übertragen werden.
Die Datenkommunikation auf dem Datenbus D erfolgt nach den entsprechenden internationalen Standards wie z.B. Profibus, CAN oder FF.
Die Fernsteuerung und/oder Fernbedienung kann von einem Bediengerät S aus über den Datenbus D erfogen. Als Bediengerät S kommen in Frage ein tragbarer Rechner, der entweder direkt an das Feldgerät oder an den Datenbus angeschlossen ist, das
Leitsystem L selbst, Handbediengeräte oder Funktelefone, die einen Datenaustausch mit dem Feldgerät ermöglichen.
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand Fig. 2 näher erläutert.
In Fig. 2 sind nur die Software-relevanten Funktionsblöcke des Feldgerätes F1 und des Bediengeräts dargestellt. Alle weiteren Funktionsblöcke wie z.B. Meßwertaufnehmer, Vororbedienung, Datenbusschnittstelle etc. des Feldgerätes sowie die entsprechenden Funktionsblöcke des Bediengerätes wie z.B. Bedienelemente oder Datenbusschnittstelle sind der Übersichtlichkeit halber wegeglassen.
Das Feldgeräte-Applikationsprogramm, das in der Regel von einem Entwickler beim
Feldgerätehersteller erstellt wird, besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich eine die Funktionalität des Feldgerätes beschreibenden Programmteil A (parameter business logic source code) und einem Programmteil B (support and realtime source code).
Beide Programmteile A und B können in einer der bekannten Programmiersprachen z.B. C#, C/C++, Visual Basic, Java Script etc. geschrieben sein.
Aus dem Programmteil A wird mit einem entsprechenden Kompiler (z.B. C# copiler) ein
Zwischencode Z erzeugt in einem Speicher S1 im Feldgerät F1 abgespeichert.
Aus dem Programmteil B wird mit einem entsprechenden Kompiler ( z.B. C Compiler) ein Maschinencode M1B erzeugt und in einem Speicher S2 des Feldgerätes F1 abgespeichert.
Aus dem Zwischencode Z wird mit Hilfe eines entsprechenden Interpreters J1 (z.B. Just in Time) ein Maschinencode M1A erzeugt.
Beide Maschinencodes M1A und M1 B werden im Mikroprozessor M1 ausgeführt und bilden das Feldgeräte-Applikationsprogramm FA. In einem zusätzlichen Speicher S3 sind alle persistenten Daten z.B. die Parameterwerte des Feldgerätes F1 abgespeichert.
Um eine Fernbedienung und/oder eine Fernsteuerung des Feldgerätes F1 von einem Bediengerät S aus zu ermöglichen, muß dem Bediengerät S die Funktionalität des Feldgerätes F1 bekannt sein. Hierfür wird der Zwischencode Z zum Bediengerät S übertragen und in einem Speicher S4 abgespeichert.
Bei dem Bediengerät S kann es sich z.B. um das Leitsystem L, einen tragbaren Rechnereinheit (Laptop) oder ein Handbediengerät (handheld) oder ein Funktelefon handeln. Die Übertragung des Zwischencodes Z kann entsprechend über den Datenbus D oder über einen Direktanschluß am Feldgerät oder über Funk erfolgen. Die Grundfunktionen (tool core functionalities) sind in einem Maschinencode M2A in einem Speicher S5 abgespeichert.
Aus dem Zwischencode Z wird mit Hilfe eines entsprechenden Interpreters J2 (z.B. Just in Time) ein Maschinencode M2B erzeugt.
Im Mikroprozessor M2 werden die beiden Maschinencodes M2A und M2B, die das Bediengeräte-Applikationsprogramm SA bilden, ausgeführt. Die zur Ausführung des Programms SA benötigten Parameterwerte des Feldgerätes F1 werden ebenfalls ans Bediengerät S übertragen und in einem Speicher S6 abgespeichert.
Durch ausführen des Bediengeräte-Applikationsprogramms SA kann eine Fernbedienung und/oder eine Fernsteuerung des Feldgerätes F1 vom Bediengerät S aus erfolgen. Dem Bediengerät S steht die volle Funktionalität des Feldgerätes F1 zur Verfügung.
Als Zwischencode Z ist MSIL (Microsoft® Intermediate Language) bevorzugt denkbar. Der Zwischencode Z sollte für eine Microsoft Laufzeitumgebung geeignet sein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Fernbedienen und/oder Fernsteuern eines Feldgerätes F1 mittels eines Bediengerätes S über einen Datenbus D mit folgenden Verfahrenschritten:
(7) Speichern eines die Funktionalität des Feldgerätes F1 beschreibenden Zwischencodes Z im Feldgerät F1
(8) Umwandlung des Zwischencodes Z mit einem Interpreter J1 in einen Feldgeräte-Maschinencode, der Teil eines Feldgeräte-Applikationsprogramms ist
(9) Übertragung des Zwischencodes Z zum Bediengerät S
(10) Umwandlung des Zwischencodes Z mit einem Interpreter J2 in einen Bediengeräte-Masschinencode, der Teil eines Bediengeräte- Applikationsprogramms ist, so daß die identische Funktionalität des Feldgeräts F1 im Bediengerät zur Verfügung steht
(11) Übertragung der Feldgeräte-Parameter zum Bediengerät S
(12) Ausführen des Bediengeräte-Applikationsprogramms.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischencode Z die Sprache MSIL (Microsoft® Intermidiate Language) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischencode Z mit einem entsprechenden Compiler aus einer der Programmiersprachen C#, C/C++, Visual Basic, Java Script, erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischencode Z für eine Laufzeitumgebung auf Microsoft®-Plattform geeignet ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bediengerät S ein Handbediengerät ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bediengerät S ein Leitsystem L ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bediengerät S tragbarer Rechner (Laptop) ist.
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