EP3391158A1 - Method for providing a generic diagnosis model - Google Patents

Method for providing a generic diagnosis model

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EP3391158A1
EP3391158A1 EP16805123.3A EP16805123A EP3391158A1 EP 3391158 A1 EP3391158 A1 EP 3391158A1 EP 16805123 A EP16805123 A EP 16805123A EP 3391158 A1 EP3391158 A1 EP 3391158A1
Authority
EP
European Patent Office
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node
diagnostic information
information
field bus
fieldbus
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16805123.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Johannes Sprenger
Fabian Bihler
Michael Kalbermatter
Andreas BÜCHIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Process Solutions AG
Original Assignee
Endress and Hauser Process Solutions AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Process Solutions AG filed Critical Endress and Hauser Process Solutions AG
Publication of EP3391158A1 publication Critical patent/EP3391158A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
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    • G05B2219/34263—OLE object linking and embedding, OPC ole for process control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a computer-implemented method for providing a generic diagnostic model in a node of an automation network and to a system of automation technology.
  • field devices are often used to detect and / or influence process variables.
  • sensors such as
  • Conductivity meters etc., which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity.
  • actuators such as valves or pumps, via which the flow of a liquid in a pipe section or the level in a container can be changed.
  • field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information. A variety of such field devices is manufactured and sold by the company Endress + Hauser.
  • Bus systems connected to higher-level units are Profibus®,
  • Control systems or control units such as SPS
  • PLC Protein Logic Controller
  • Process visualization, process monitoring, process control and commissioning of the field devices In order to optimize plant availability, diagnostic systems are used in modern systems in the area of individual field devices and sometimes also across subsegments or the entire plant. At the level of the field devices, various properties of the field device itself as well as properties of a process in which the field device is used are monitored and possibly evaluated by the respective field device in order to generate a diagnosis. The resulting
  • the diagnostic information can be in the form of
  • Diagnostic information required for the execution of their functions are transmitted. Which can be provided by a field device
  • Fieldbus segment according to field device type, depending on the manufacturer and often also depending on the device version of the field device.
  • Profibus DP, Profibus PA and HART have different diagnostic information
  • the diagnostic messages that can be provided by a field device are usually bus-specific diagnostic information.
  • Diagnostic information of the individual network nodes can not be uniformly recorded and / or interpreted by all participants, since their data structure, access methods and timing synchronization mechanisms are different or not uniform / standardized. This makes it more difficult for a higher-level unit to access diagnostic messages from field devices of different fieldbus segments.
  • Condition monitoring unit a human condition monitoring unit Machine interface (English: Human Machine Interface, short: HMI) and / or a SCADA system (English expression: Supervisory Control and Data Acquisition) considered.
  • a human condition monitoring unit Machine interface English: Human Machine Interface, short: HMI
  • SCADA system English expression: Supervisory Control and Data Acquisition
  • the object is achieved by a computer-implemented method for providing a generic diagnostic model and a system of automation technology.
  • the object is achieved by a computer-implemented method for providing a generic diagnostic model in a node of an automation network, wherein the automation network has a plurality of subordinate fieldbus segments connected to the node, each having a plurality Fieldbus participants and the method comprises the following steps:
  • Diagnostic information to be enriched with meta-information in addition, so accessed via the generic diagnostic model to specific diagnostic information of each field bus subscriber, in particular uniformly and / or temporally synchronized access.
  • a generic diagnostic model is proposed, which allows a consolidated view of the specific diagnostic information of the field devices in subordinate fieldbus segments for unified propagation.
  • information relating to the states of a field device is to be understood as specific diagnostic information.
  • Diagnostic information is defined in accordance with Namur Recommendation NE 107 in four field device condition classes (Maintenance Requirement, Out of Specification, Function Check, and Failure), which provide information about the state of the field device in question.
  • This diagnostic information includes the state of the device, textual description and
  • diagnostic information in the form of a Short description (English short text) with "field device corroded" present.
  • Clean cleaning fluid "are also included in the diagnostic information.
  • meta information represents information that contains (additional) features about process values but does not include the process values themselves.
  • a field device with a motor which outputs the speed of the motor as the process value.
  • Meta information is then, for example, the value range, the physical unit of the speed, a maximum value or even a minimum value.
  • the subordinate device information of the fieldbus participants is available in a structured manner (for example according to the Namur recommendation NE 107), including additional error classification in the fieldbus subscribers.
  • Information is read, for example by means of a gateway, and enriched with additional information which can be derived from the error classification and the error standard NE107.
  • additional information is more accurate
  • Fieldbus participant pending error By analyzing the sources of error, a field bus user creates a prioritization of the errors that have occurred. By means of meta-information it is then possible to display the high-priority errors, ordered according to the priority, as well as their remedial measures.
  • Diagnostic model accessed by a parent unit of the node. According to an advantageous embodiment, the access of the
  • OPC UA is a new standard protocol for vendor-independent
  • Field bus segments at least one Profibus DP, one Profibus PA, HART, Ehternet IP, Profinet or a Foundation Fieldbus segment used.
  • Diagnostic information is merged via an OPC UA protocol in the node.
  • the task is accomplished by a system of
  • Fieldbus segments each having a plurality of field bus subscribers, the fieldbus subscribers of each fieldbus segment specific
  • system further comprises at least one higher-level unit, which accesses the generic diagnostic model in the node via an OPC-UA protocol.
  • a further advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the node comprises a gateway.
  • a further advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the fieldbus segments have at least one Profibus DP, one Profibus PA or HART segment.
  • An advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the specific diagnostic information have at least one Profibus DP, one Profibus PA or HART-specific diagnostic information.
  • An advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the specific diagnostic information information, in particular diagnostic information, according to the NAMUR recommendation NE107 include.
  • Fig. 1 a schematic representation of an automation network for explaining the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an automation network 1 for explaining the method according to the invention.
  • Automation network 1 comprises three field bus segments 4a, 4b, 4c which are connected via a common node 3 with a plurality of superordinated units 1 1.
  • a plurality of systems come into consideration as higher-level units, in particular those which have an OPC-UA connection to the
  • the higher-level unit can be a programmable logic controller (short: PLC) or process control system (short: PLS), a Manufacturing Execution System (MES)
  • PLC programmable logic controller
  • PLS process control system
  • MES Manufacturing Execution System
  • Production Planning and Control System PPS
  • CRM Customer Relationship Management System
  • HMI Human Machine Interface
  • SCADA Supervisory Control and Data Acquisition System
  • the higher-level unit or units is / are connected to the node via a fieldbus with OPC-UA protocol 10, so that the unit or units can access the central node.
  • the node 3 is in turn connected via a field bus with the various fieldbus segments.
  • the first fieldbus segment 4a represents a segment based on Profibus DP. Accordingly, the field devices associated with the first fieldbus segment have specific Profibus DP diagnostic information.
  • the second fieldbus segment 4b represents a segment based on Profibus PA. Accordingly, the field devices associated with the second fieldbus segment have specific Profibus PA diagnostic information.
  • the third fieldbus segment 4b represents a HART-based segment. Accordingly, those associated with the third fieldbus segment
  • the specific diagnostic information is stored in a switch or gateway, e.g. a remote I / O processed before they are supplied to the node.
  • the switch or the gateway also have their own specific diagnostic information, for example physical
  • the Feldbusteilnehnner next to the bus-specific diagnostic information A, C, D or E also have information B according to the NAMUR recommendation NE107.
  • the specific diagnostic information thus includes the bus-specific diagnostic information A, C, D or E and the diagnostic information B according to the NAMUR recommendation NE107 (in the version dated 12.06.2006).
  • the supply of different specific diagnostic information to the node via an OPC UA protocol via an OPC UA protocol.
  • the node which is, for example, a gateway, processes and / or transforms and temporally synchronizes the specific diagnostic information to a generic or uniform diagnostic model or information model.
  • meta-information is introduced in this model so that higher-level units are enabled to access specific diagnostic information of the respective field bus subscriber about access and to automatically query the structure or characteristics of the model or information.
  • the provision of meta information through a central hub allows many use cases of Industry 4.0, such as increased automation of the monitoring function of a system. Likewise can through
  • Meta information visualization of the specific diagnostic information automatically done.
  • a First fieldbus segment in particular Profibus DP segmentb Second fieldbus segment, in particular Profibus PA segmentc Third fieldbus segment, in particular HART segment

Abstract

A computer-implemented method for providing a generic diagnosis model (2) at a node (3) of an automation network (1), wherein the automation network (1) has multiple subordinate field bus segments (4a, 4b, 4c), each having multiple field bus subscribers (5), connected to the node (3) and the method comprises the following steps: provision of specific diagnosis information (A, B, C, D, E) by the field bus subscribers (5) of the respective field bus segment (4a, 4b, 4c); combination of the specific diagnosis information (A, B, C, D, E) provided by the field bus subscribers (5) at the node (3); transfer of all combined diagnosis information to the generic diagnosis model (2), wherein the specific diagnosis information (A, B, C, D, E) is additionally enriched with meta information, so that the generic diagnosis model (2) can be used to access specific diagnosis information (A, B, C, D, E) of the respective field bus subscriber (5).

Description

Verfahren zum Bereitstellen eines generischen Diagnosemodells  A method of providing a generic diagnostic model
Die Erfindung bezieht sich auf ein Computerimplennentiertes Verfahren zum Bereitstellen eines generischen Diagnosemodells in einem Knotenpunkt eines Automatisierungsnetzwerkes sowie ein System der Automatisierungstechnik. The invention relates to a computer-implemented method for providing a generic diagnostic model in a node of an automation network and to a system of automation technology.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise In process automation technology, field devices are often used to detect and / or influence process variables. For the detection of process variables are sensors, such as
Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Level gauges, flowmeters, pressure and pressure gauges
Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Temperature measuring instruments, pH redox potential measuring devices,
Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben. Conductivity meters, etc., which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity. To influence process variables are actuators, such as valves or pumps, via which the flow of a liquid in a pipe section or the level in a container can be changed. In principle, field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information. A variety of such field devices is manufactured and sold by the company Endress + Hauser.
In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel in In modern industrial plants, field devices are usually in
Automatisierungsnetzwerken über verschiedene Feldbussegmente bzw. Automation networks via different fieldbus segments or
Bussysteme mit übergeordneten Einheiten verbunden. Beispiele für solche Feldbussegmente mit unterschiedlichen Bussystemen sind Profibus®, Bus systems connected to higher-level units. Examples of such fieldbus segments with different bus systems are Profibus®,
Foundation® Fieldbus, HART®, etc. Foundation® Fieldbus, HART®, etc.
Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um  Usually the parent units are around
Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise SPS Control systems or control units, such as SPS
(speicherprogrammierbare Steuerung) oder PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur (Programmable Logic Controller) or PLC (Programmable Logic Controller). The higher-level units serve, among other things, the
Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung, Prozesssteuerung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Um die Anlagenverfügbarkeit zu optimieren, werden in modernen Anlagen Diagnosesysteme im Bereich der einzelnen Feldgeräte sowie teilweise auch übergreifend für Teilsegmente oder die gesamte Anlage eingesetzt. Auf Ebene der Feldgeräte werden teilweise zur Erstellung einer Diagnose verschiedene Eigenschaften des Feldgerätes selbst sowie Eigenschaften eines Prozesses, in dem das Feldgerät eingesetzt wird, durch das jeweilige Feldgerät überwacht und gegebenenfalls ausgewertet. Die daraus erhaltenen Process visualization, process monitoring, process control and commissioning of the field devices. In order to optimize plant availability, diagnostic systems are used in modern systems in the area of individual field devices and sometimes also across subsegments or the entire plant. At the level of the field devices, various properties of the field device itself as well as properties of a process in which the field device is used are monitored and possibly evaluated by the respective field device in order to generate a diagnosis. The resulting
Diagnoseinformationen werden in dem Feldgerät durch entsprechende Diagnostic information is provided in the field device by appropriate
Parameter (die auch als Diagnoseparameter bezeichnet werden) Parameters (also called diagnostic parameters)
bereitgestellt. Die Diagnoseinformationen können in Form von provided. The diagnostic information can be in the form of
Diagnosemeldungen an eine übergeordnete Einheit, welche die Diagnostic messages to a higher-level unit, which the
Diagnoseinformationen für die Ausführung ihrer Funktionen benötigt, übermittelt werden. Die durch ein Feldgerät bereitstellbaren Diagnostic information required for the execution of their functions are transmitted. Which can be provided by a field device
Diagnosemeldungen unterscheiden sich in der Regel je nach Diagnostic messages usually differ depending on
Feldbussegment, nach Feldgerätetyp, je nach Hersteller und oftmals auch je nach Geräteversion des Feldgerätes. So weisen insbesondere Profibus DP, Profibus PA und HART unterschiedlich Diagnoseinformationen in Fieldbus segment, according to field device type, depending on the manufacturer and often also depending on the device version of the field device. In particular, Profibus DP, Profibus PA and HART have different diagnostic information
unterschiedlichsten Formaten und Zugriffsverfahren auf. Dementsprechend sind die durch ein Feldgerät bereitstellbaren Diagnosemeldungen in der Regel busspezifische Diagnoseinformationen. different formats and access methods. Accordingly, the diagnostic messages that can be provided by a field device are usually bus-specific diagnostic information.
In modernen Anlagen der Prozessautomatisierungstechnik werden häufig mehrere Teilsegmente mit unterschiedlichen Feldbussen vernetzt, sodass in einer Anlage der Prozessautomatisierungstechnik eine hohe Anzahl von unterschiedlichen Diagnoseinformationen auftreten. Die unterschiedlichenIn modern systems of process automation technology, several subsegments are often networked with different fieldbuses, so that a large number of different diagnostic information occur in a plant of process automation technology. The different ones
Diagnoseinformationen der einzelnen Netzwerknoten lassen sich jedoch nicht durch alle Teilnehmer einheitlich erfassen und/oder interpretieren, da deren Datenstruktur, Zugriffsverfahren und zeitliche Synchronisationsmechanismen unterschiedlich bzw. nicht einheitlich/standardisiert ist. Dies erschwert es insbesondere für eine übergeordnete Einheit auf Diagnosemeldungen von Feldgeräten unterschiedlicher Feldbussegmente zuzugreifen. Als Diagnostic information of the individual network nodes, however, can not be uniformly recorded and / or interpreted by all participants, since their data structure, access methods and timing synchronization mechanisms are different or not uniform / standardized. This makes it more difficult for a higher-level unit to access diagnostic messages from field devices of different fieldbus segments. When
übergeordnete Einheiten kommen dabei insbesondere eine Higher-level units come in particular one
Zustandsüberwachungseinheit (engl: Condition Monitoring Unit), eine Mensch- Maschine-Schnittstelle (engl: Human-Machine-Interface, kurz: HMI) und/oder ein SCADA-System (engl Ausdruck: Supervisory Control and Data Acquisition) in Betracht. Erst in jüngerer Zeit wurden einheitliche Diagnosekonzepte entwickelt, in denen einheitliche, Feldgerätetyp bzw. feldbusspezifische übergreifende Diagnosemeldungen definiert wurden. Solch ein Diagnosekonzept ist insbesondere in der NAMUR-Empfehlung NE 107 beschrieben. Darin werden vier Statussignale (bzw. vier Feldgerät-Zustandsklassen) definiert, die jeweils Aussagen über den Zustand des betreffenden Feldgerätes liefern. Bei modernen, dieser NAMUR-Empfehlung entsprechenden Feldgeräten müssen die in einem Feldgerät erstellten Diagnosemeldungen in genau eine dieser vier Feldgerät-Zustandsklassen kategorisiert werden. Anhand der Feldgerät- Zustandsklasse kann ein Anlagenbetreiber schnell die Bedeutung und Condition monitoring unit, a human condition monitoring unit Machine interface (English: Human Machine Interface, short: HMI) and / or a SCADA system (English expression: Supervisory Control and Data Acquisition) considered. Only recently have uniform diagnostic concepts been developed in which uniform, field device type or fieldbus-specific comprehensive diagnostic messages have been defined. Such a diagnostic concept is described in particular in NAMUR recommendation NE 107. In it, four status signals (or four field device status classes) are defined, each of which provides information about the state of the relevant field device. In modern field devices meeting this NAMUR recommendation, the diagnostic messages created in a field device must be categorized into exactly one of these four field device status classes. Based on the field device status class, a plant operator can quickly understand the meaning and
Relevanz einer auftretenden Diagnosemeldung eines Feldgerätes erfassen und die erforderlichen Schritte einleiten. Allerdings bleibt, das grundsätzliche Problem, dass es aktuelle nicht möglich ist, auf die unterschiedlichen (feldbus- ) spezifischen Diagnoseinformationen harmonisiert und zeitlich synchronisiert selbst zuzugreifen. Record the relevance of a diagnostic message of a field device and initiate the required steps. However, the fundamental problem remains that it is currently not possible to access the different (fieldbus-) -specific diagnostic information in a harmonized and temporally synchronized way.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Möglichkeit vorzuschlagen, mit der auf alle Diagnoseinformationen harmonisiert und zeitlich synchronisiert zugegriffen werden kann. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines generischen Diagnosemodells sowie ein System der Automatisierungstechnik gelöst. It is therefore an object of the invention to propose a possibility with which to harmonize all diagnostic information and can be accessed synchronized in time. The object is achieved by a computer-implemented method for providing a generic diagnostic model and a system of automation technology.
Hinsichtlich des Computerimplementierten Verfahrens wird die Aufgabe durch Computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines generischen Diagnosemodells in einem Knotenpunkt eines Automatisierungsnetzwerkes gelöst, wobei das Automatisierungsnetzwerk mehrere mit dem Knotenpunkt verbundene untergeordnete Feldbussegmente mit jeweils mehreren Feldbusteilnehmern aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: With regard to the computer-implemented method, the object is achieved by a computer-implemented method for providing a generic diagnostic model in a node of an automation network, wherein the automation network has a plurality of subordinate fieldbus segments connected to the node, each having a plurality Fieldbus participants and the method comprises the following steps:
- Bereitstellen von spezifischen Diagnoseinfornnationen durch die  - Providing specific diagnostic information through the
Feldbusteilnehmer des jeweiligen Feldbussegmentes;  Fieldbus participant of the respective fieldbus segment;
- Zusammenführen, vorzugsweise zeitliches und/oder inhaltliches  - Merge, preferably temporal and / or content
Zusammenführen, der durch die Feldbusteilnehmer bereitgestellten spezifischen Diagnoseinformationen in dem Knotenpunkt;  Merging the specific diagnostic information provided by the field bus subscribers in the node;
- Überführung von allen zusammengeführten Diagnoseinformationen in das generische Diagnosemodel, wobei die spezifischen  - Transfer of all merged diagnostic information into the generic diagnostic model, with the specific
Diagnoseinformationen zusätzlich mit Metainformationen angereichert werden, sodass über das generische Diagnosemodell auf spezifische Diagnoseinformationen jeweiligen Feldbusteilnehmers zugegriffen, insbesondere einheitlich und/oder zeitlich synchronisiert zugegriffen werden kann.  Diagnostic information to be enriched with meta-information in addition, so accessed via the generic diagnostic model to specific diagnostic information of each field bus subscriber, in particular uniformly and / or temporally synchronized access.
Erfindungsgemäß wird ein generisches Diagnosemodell vorgeschlagen, welches eine konsolidierte Sicht der spezifischen Diagnoseinformationen der Feldgeräte in untergeordneten Feldbussegmenten zur vereinheitlichten Weitergabe ermöglicht. According to the invention, a generic diagnostic model is proposed, which allows a consolidated view of the specific diagnostic information of the field devices in subordinate fieldbus segments for unified propagation.
Durch Anreicherung der Metainformationen werden die Struktur des By enriching the metainformation, the structure of the
Diagnosemodells und die Merkmale der Diagnoseinformation Diagnostic model and the features of the diagnostic information
maschinenlesbar zur Verfügung gestellt. Dies ist insbesondere für Industrie 4.0 Szenarien vorteilhaft. Als spezifische Diagnoseinformationen sind hierbei Informationen bezüglich der Zustände eines Feldgerätes zu verstehen. Derartige machine-readable provided. This is particularly advantageous for Industry 4.0 scenarios. In this case, information relating to the states of a field device is to be understood as specific diagnostic information. such
Diagnoseinformationen werden gemäß der Namur Empfehlung NE 107 in vier Feldgerät-Zustandsklassen (Wartungsbedarf, Außerhalb der Spezifikation, Funktionskontrolle und Ausfall) definiert, die jeweils Aussagen über den Zustand des betreffenden Feldgerätes liefern. Diese Diagnoseinformationen beinhalten den Zustand des Gerätes, textuelle Beschreibung und Diagnostic information is defined in accordance with Namur Recommendation NE 107 in four field device condition classes (Maintenance Requirement, Out of Specification, Function Check, and Failure), which provide information about the state of the field device in question. This diagnostic information includes the state of the device, textual description and
Abhilfemaßnahmen um etwaige Fehlzustände des Gerätes zu beheben. Corrective measures to remedy any malfunction of the device.
Beispielsweise kann eine solche Diagnoseinformation in Form einer Kurzbeschreibung (engl. ShortText) mit„Feldgerät korrodiert" vorliegen. For example, such diagnostic information in the form of a Short description (English short text) with "field device corroded" present.
Entsprechende Abhilfemaßnahmen wie beispielsweise„Sensor mit Corresponding remedies such as "sensor with
Reiningungsflüssigkeit reinigen" sind in den Diagnoseinformationen ebenfalls enthalten. Clean cleaning fluid "are also included in the diagnostic information.
Metainformationen stellen im Sinne der vorliegenden Erfindung Informationen dar, die (zusätzliche) Merkmale über Prozesswerte enthalten, aber nicht die Prozesswerte selbst umfassen. Als Beispiel sei an Feldgerät mit einem Motor gedacht, welches als Prozesswert die Drehzahl des Motors ausgibt. Within the meaning of the present invention, meta information represents information that contains (additional) features about process values but does not include the process values themselves. As an example, consider a field device with a motor, which outputs the speed of the motor as the process value.
Metainformationen sind dann bspw. der Wertebereich, die physikalische Einheit der Drehzahl, ein Maximalwert oder aber auch einen Minimalwert. Meta information is then, for example, the value range, the physical unit of the speed, a maximum value or even a minimum value.
Durch Anreicherung der Metainformationen werden die Struktur des By enriching the metainformation, the structure of the
Diagnosemodells und die Merkmale der Diagnoseinformation Diagnostic model and the features of the diagnostic information
maschinenlesbar zur Verfügung gestellt. Hierfür stehen die unterlagerten Geräteinformationen der Feldbusteilnehmer in strukturierter Weise zur Verfügung (beispielsweise gemäß der Namur Empfehlung NE 107), inklusive zusätzlicher Fehlerklassifizierung in den Feldbusteilnehmern. Diese machine-readable provided. For this purpose, the subordinate device information of the fieldbus participants is available in a structured manner (for example according to the Namur recommendation NE 107), including additional error classification in the fieldbus subscribers. These
Informationen werden, beispielsweise mittels eines Gateways, gelesen und mit zusätzlichen Informationen, welche anhand der Fehlerklassifizierung und des Fehlerstandards NE107 abgeleitet werden können, angereichert. Die zusätzlichen Informationen sind unter anderem genauere Information is read, for example by means of a gateway, and enriched with additional information which can be derived from the error classification and the error standard NE107. The additional information is more accurate
Fehlerbeschreibungen und deren Abhilfemaßnahmen für alle im Error descriptions and their remedies for everyone in the
Feldbusteilnehmer anstehenden Fehler. Durch Analyse der Fehlerquellen erstellt ein Feldbusteilnehmer eine Priorisierung der aufgetretenen Fehler. Mittels Metainformationen ist es dann möglich, die hochprioren Fehler, geordnet nach der Priorität, sowie deren Abhilfemaßnahmen, anzuzeigen. Fieldbus participant pending error. By analyzing the sources of error, a field bus user creates a prioritization of the errors that have occurred. By means of meta-information it is then possible to display the high-priority errors, ordered according to the priority, as well as their remedial measures.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird auf das generische According to an advantageous embodiment is based on the generic
Diagnosemodell durch eine dem Knotenpunkt übergeordnete Einheit zugegriffen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Zugriff der Diagnostic model accessed by a parent unit of the node. According to an advantageous embodiment, the access of the
übergeordneten Einheit auf den Knotenpunkt über ein OPC-UA Protokoll durchgeführt. OPC UA ist ein neues Standardprotokoll zur Hersteller-unabhängigen Parent unit performed on the node via an OPC UA protocol. OPC UA is a new standard protocol for vendor-independent
Kommunikation, insbesondere in der Prozessautomatisierung, spezifiziert durch die OPC Foundation. Der ursprüngliche Name für OPC war zwar OLE for Process Control, OPC wird aber inzwischen ohne einen Hinweis auf eine Abkürzung benutzt. UA steht für Unified Architecture. Nachstehend werden häufig englischsprachige Begriffe benutzt, da sie bestimmte im Standard definierte Funktionen oder Spezifikationen umschreiben.  Communication, in particular in process automation, specified by the OPC Foundation. Although the original name for OPC was OLE for Process Control, OPC is now used without an acronym. UA stands for Unified Architecture. In the following, English terms are often used because they rewrite certain functions or specifications defined in the standard.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird als untergeordnete According to an advantageous embodiment is as a subordinate
Feldbussegmente zumindest ein Profibus DP-, ein Profibus PA-, HART-, Ehternet IP-, Profinet- oder ein Foundation Fieldbus-Segment verwendet. Field bus segments at least one Profibus DP, one Profibus PA, HART, Ehternet IP, Profinet or a Foundation Fieldbus segment used.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden über die According to an advantageous embodiment, over the
Metainformationen des generischen Diagnosemodells auf spezifische Meta information from the generic diagnostic model to specific ones
Diagnoseinformationen zugegriffen. Diagnostic information accessed.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden die spezifischen According to an advantageous embodiment, the specific
Diagnoseinformationen über ein OPC-UA Protokoll in dem Knotenpunkt zusammengeführt werden. Hinsichtlich des Systems wird die Aufgabe durch ein System der Diagnostic information is merged via an OPC UA protocol in the node. With regard to the system, the task is accomplished by a system of
Automatisierungstechnik gelöst, welches zumindest folgendes aufweist:  Automation technology solved, which has at least the following:
- ein Automatisierungsnetzwerk;  an automation network;
- mehrere innerhalb des Automatisierungsnetzwerkes befindliche  - Several located within the automation network
Feldbussegmente mit jeweils mehreren Feldbusteilnehmern, wobei die Feldbusteilnehmer jedes Feldbussegments spezifische  Fieldbus segments each having a plurality of field bus subscribers, the fieldbus subscribers of each fieldbus segment specific
Diagnoseinformationen umfassen;  Include diagnostic information;
- ein Knotenpunkt innerhalb des Automatisierungsnetzwerkes, wobei die Feldbussegmente mit dem Knotenpunkt verbunden sind, und der Knotenpunkt dazu ausgelegt ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen. a node within the automation network, wherein the fieldbus segments are connected to the node, and the Node is designed to carry out the method according to one of claims 1 to 6.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass das System ferner zumindest eine übergeordnete Einheit, die über ein OPC-UA Protokoll auf das generische Diagnosemodell in dem Knotenpunkt zugreift, aufweist. An advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the system further comprises at least one higher-level unit, which accesses the generic diagnostic model in the node via an OPC-UA protocol.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass der Knotenpunkt ein Gateway umfasst. A further advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the node comprises a gateway.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die Feldbussegmente zumindest ein Profibus DP-, ein Profibus PA- oder HART-Segment aufweisen. A further advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the fieldbus segments have at least one Profibus DP, one Profibus PA or HART segment.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die spezifischen Diagnoseinformationen zumindest eine Profibus DP, ein Profibus PA oder HART spezifische Diagnoseinformation aufweisen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die spezifischen Diagnoseinformationen Informationen, insbesondere Diagnoseinformationen, gemäß der NAMUR Empfehlung NE107 umfassen. An advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the specific diagnostic information have at least one Profibus DP, one Profibus PA or HART-specific diagnostic information. An advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the specific diagnostic information information, in particular diagnostic information, according to the NAMUR recommendation NE107 include.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail with reference to the following drawing. It shows:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Automatisierungsnetzwerkes zur Erklärung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Automatisierungsnetzwerkes 1 zur Erklärung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Fig. 1: a schematic representation of an automation network for explaining the method according to the invention. Fig. 1 shows a schematic representation of an automation network 1 for explaining the method according to the invention. The
Automatisierungsnetzwerk 1 umfasst dabei drei Feldbussegmente 4a, 4b, 4c die über einen gemeinsamen Knotenpunkt 3 mit mehreren übergeordneten Einheiten 1 1 verbunden sind. Als übergeordnete Einheiten kommt dabei eine Vielzahl von Systemen in Betracht, insbesondere solche, die eine OPC-UA Anbindung an den Automation network 1 comprises three field bus segments 4a, 4b, 4c which are connected via a common node 3 with a plurality of superordinated units 1 1. In this case, a plurality of systems come into consideration as higher-level units, in particular those which have an OPC-UA connection to the
Knotenpunkt ermöglichen. Bspw. kann die übergeordnete Einheit eine speicherprogrammierbare Steuerung (kurz: SPS) bzw. Prozessleitsystem (kurz: PLS), ein Manufacturing Execution System (kurz: MES), ein Enable node. For example. the higher-level unit can be a programmable logic controller (short: PLC) or process control system (short: PLS), a Manufacturing Execution System (MES)
Produktionsplanung und -Steuerung System (kurz: PPS), ein Customer- Relationship-Management System (kurz: CRM), ein Webserver, eine Mensch- Maschine-Schnittstelle (kurz: HMI) und/oder eine Supervisory Control and Data Acquisition System (kurz: SCADA) sein.  Production Planning and Control System (PPS), a Customer Relationship Management System (short: CRM), a Web server, a Human Machine Interface (HMI) and / or a Supervisory Control and Data Acquisition System (short : SCADA).
Die übergeordnete Einheit bzw. Einheiten ist bzw. sind über ein Feldbus mit OPC-UA Protokoll 10 mit dem Knotenpunkt verbunden, sodass die Einheit bzw. Einheiten auf den zentralen Knotenpunkt zugreifen kann bzw. können. Der Knotenpunkt 3 ist wiederum über einen Feldbus mit den verschiedenen Feldbussegmenten verbunden. The higher-level unit or units is / are connected to the node via a fieldbus with OPC-UA protocol 10, so that the unit or units can access the central node. The node 3 is in turn connected via a field bus with the various fieldbus segments.
Das erste Feldbussegment 4a stellt ein auf Profibus DP basiertes Segment dar. Entsprechend weisen die dem ersten Feldbussegment zugehörigen Feldgeräte spezifische Profibus DP Diagnoseinformationen auf. The first fieldbus segment 4a represents a segment based on Profibus DP. Accordingly, the field devices associated with the first fieldbus segment have specific Profibus DP diagnostic information.
Das zweite Feldbussegment 4b stellt ein auf Profibus PA basiertes Segment dar. Entsprechend weisen die dem zweiten Feldbussegment zugehörigen Feldgeräte spezifische Profibus PA Diagnoseinformationen auf. The second fieldbus segment 4b represents a segment based on Profibus PA. Accordingly, the field devices associated with the second fieldbus segment have specific Profibus PA diagnostic information.
Das dritte Feldbussegment 4b stellt ein auf HART basiertes Segment dar. Entsprechend weisen die dem dritten Feldbussegment zugehörigen The third fieldbus segment 4b represents a HART-based segment. Accordingly, those associated with the third fieldbus segment
Feldgeräte spezifische HART Diagnoseinformationen auf. Im Fall des HART- Segmentes werden die spezifischen Diagnoseinformationen in einem Switch bzw. Gateway, z.B. einem Remote I/O verarbeitet, bevor sie dem Knotenpunkt zugeführt werden. Der Switch bzw. das Gateway haben zusätzlich eigene spezifische Diagnoseinformationen, bspw. physikalische Field devices specific HART diagnostic information on. In the case of the HART segment, the specific diagnostic information is stored in a switch or gateway, e.g. a remote I / O processed before they are supplied to the node. The switch or the gateway also have their own specific diagnostic information, for example physical
Netzwerkeigenschaften, welche ebenfalls dem Knotenpunkt zugeführt werden. Aus den Profibus DP und Profibus PA Segmenten werden die Network properties, which are also supplied to the node. The Profibus DP and Profibus PA segments become the
feldbusspezifischen Diagnoseinformationen der jeweiligen Feldbusteilnehmer dem Knotenpunkt direkt zugeführt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, können die Feldbusteilnehnner neben den busspezifischen Diagnoseinfornnationen A, C, D oder E auch Informationen B gemäß der NAMUR Empfehlung NE107 aufweisen. In diesem Fall umfassen die spezifischen Diagnoseinformationen also die busspezifischen Diagnoseinformationen A, C, D oder E und die Diagnoseinformationen B gemäß der NAMUR Empfehlung NE107 (in der Version mit Stand vom 12.06.2006). Fieldbus-specific diagnostic information of the respective fieldbus participants the node directly supplied. As can be seen from Fig. 1, the Feldbusteilnehnner next to the bus-specific diagnostic information A, C, D or E also have information B according to the NAMUR recommendation NE107. In this case, the specific diagnostic information thus includes the bus-specific diagnostic information A, C, D or E and the diagnostic information B according to the NAMUR recommendation NE107 (in the version dated 12.06.2006).
Die Zuführung der unterschiedlichen spezifischen Diagnoseinformationen zu dem Knotenpunkt erfolgt über eine OPC-UA Protokoll. Der Knotenpunkt, welcher bspw. ein Gateway ist, verarbeitet und/oder transformiert und zeitlich synchronisiert die spezifischen Diagnoseinformationen zu einem generischen bzw. einheitlichen Diagnosemodell bzw. Informationsmodell. In diesem Modell werden zusätzlich Metainformationen eingebracht, sodass es übergeordneten Einheiten ermöglicht wird, auf spezifische Diagnoseinformationen des jeweiligen Feldbusteilnehmers zu Zugriffen und die Struktur bzw. Merkmale des Modells bzw. Informationen automatisiert abzufragen. Die Bereitstellung der Metainformationen durch einen zentralen Knotenpunkt ermöglicht viele Use-Cases der Industrie 4.0, wie bspw. erhöhte Automatisierbarkeit der Überwachungsfunktion eines Systems. Ebenfalls kann durch The supply of different specific diagnostic information to the node via an OPC UA protocol. The node, which is, for example, a gateway, processes and / or transforms and temporally synchronizes the specific diagnostic information to a generic or uniform diagnostic model or information model. In addition, meta-information is introduced in this model so that higher-level units are enabled to access specific diagnostic information of the respective field bus subscriber about access and to automatically query the structure or characteristics of the model or information. The provision of meta information through a central hub allows many use cases of Industry 4.0, such as increased automation of the monitoring function of a system. Likewise can through
Metainformationen die Visualisierung der spezifischen Diagnoseinformationen automatisch erfolgen. Meta information visualization of the specific diagnostic information automatically done.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
Automatisierungsnetzwerk Automation network
generisches Diagnosemodell  generic diagnostic model
Knotenpunkt junction
a Erstes Feldbussegment, insbesondere Profibus DP-Segmentb Zweites Feldbussegment, insbesondere Profibus PA-Segmentc Drittes Feldbussegment, insbesondere HART-Segment a First fieldbus segment, in particular Profibus DP segmentb Second fieldbus segment, in particular Profibus PA segmentc Third fieldbus segment, in particular HART segment
Feldgerät  field device
Switch/Gateway des HART-Segmentes  Switch / gateway of the HART segment
Profibus DP Feldbus  Profibus DP fieldbus
Profibus PA Feldbus  Profibus PA fieldbus
HART Feldbus HART fieldbus
0 Feldbus mit OPC-UA Protokoll0 fieldbus with OPC-UA protocol
1 Übergeordnete Einheit1 Parent unit
, B, C, D, E Spezifische Diagnoseinformation , B, C, D, E Specific diagnostic information

Claims

Patentansprüche claims
1 . Computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines generischen Diagnosemodells (2) in einem Knotenpunkt (3) eines 1 . A computer implemented method for providing a generic diagnostic model (2) in a node (3) of a
Automatisierungsnetzwerkes (1 ), wobei das Automatisierungsnetzwerk (1 ) mehrere mit dem Knotenpunkt (3) verbundene untergeordnete Automation network (1), wherein the automation network (1) has a plurality of associated with the node (3) subordinate
Feldbussegmente (4a, 4b, 4c) mit jeweils mehreren Feldbusteilnehmern (5) aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Fieldbus segments (4a, 4b, 4c), each having a plurality of field bus subscribers (5) and the method comprises the following steps:
- Bereitstellen von spezifischen Diagnoseinformationen (A, B, C, D, E) durch die Feldbusteilnehmer (5) des jeweiligen Feldbussegmentes (4a, 4b, 4c);  - Providing specific diagnostic information (A, B, C, D, E) by the field bus participants (5) of the respective fieldbus segment (4a, 4b, 4c);
- Zusammenführen der durch die Feldbusteilnehmer (5) bereitgestellten spezifischen Diagnoseinformationen (A, B, C, D, E) in dem  Merging the specific diagnostic information (A, B, C, D, E) provided by the fieldbus users (5) in the
Knotenpunkt (3);  Node (3);
- Überführung von allen zusammengeführten Diagnoseinformationen in das generische Diagnosemodel (2), wobei die spezifischen  - transfer of all merged diagnostic information into the generic diagnostic model (2), with the specific
Diagnoseinformationen (A, B, C, D, E) zusätzlich mit Metainformationen angereichert werden, sodass über das generische Diagnosemodell (2) auf spezifische Diagnoseinformationen (A, B, C, D, E) jeweiligen Feldbusteilnehmers (5) zugegriffen werden kann.  Diagnostic information (A, B, C, D, E) are additionally enriched with meta-information, so that via the generic diagnostic model (2) specific diagnostic information (A, B, C, D, E) respective fieldbus participant (5) can be accessed.
2. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf das generische Diagnosemodell (2) durch eine dem Knotenpunkt (3) übergeordnete Einheit (1 1 ) zugegriffen wird. 2. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the generic diagnostic model (2) by a node (3) superordinate unit (1 1) is accessed.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Zugriff der übergeordneten Einheit (1 1 ) auf den Knotenpunkt über ein OPC-UA Protokoll durchgeführt wird. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, wherein the access of the higher-level unit (1 1) is performed on the node via an OPC-UA protocol.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei als untergeordnete Feldbussegmente (4a, 4b, 4c) zumindest ein Profibus DP-, ein Profibus PA- oder HART-Segment verwendet wird. 4. The method according to one or more of the preceding claims, wherein at least one Profibus DP, a Profibus PA or HART segment is used as subordinate fieldbus segments (4a, 4b, 4c).
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei über die Metainformationen des generischen Diagnosemodells auf spezifische Diagnoseinformationen (A, B, C, D, E) zugegriffen wird. 5. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the metadata of the generic diagnostic model to specific diagnostic information (A, B, C, D, E) is accessed.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die spezifischen Diagnoseinformationen (A, B, C, D, E) über ein OPC- UA Protokoll (10) in dem Knotenpunkt (3) zusammengeführt werden. 6. The method according to one or more of the preceding claims, wherein the specific diagnostic information (A, B, C, D, E) via an OPC UA protocol (10) in the node (3) are merged.
7. System der Automatisierungstechnik zumindest aufweisend: 7. System of automation technology at least comprising:
- ein Automatisierungsnetzwerk (1 );  an automation network (1);
- mehrere innerhalb des Automatisierungsnetzwerkes befindliche  - Several located within the automation network
Feldbussegmente (4a, 4b, 4c) mit jeweils mehreren Feldbusteilnehmern (5), wobei die Feldbusteilnehmer (5) jedes Feldbussegments (4a, 4b, 4c) spezifische Diagnoseinformationen (A, B, C, D, E) umfassen;  Field bus segments (4a, 4b, 4c) each having a plurality of field bus users (5), wherein the field bus participants (5) each field bus segment (4a, 4b, 4c) specific diagnostic information (A, B, C, D, E) include;
- ein Knotenpunkt (3) innerhalb des Automatisierungsnetzwerkes (1 ), wobei die Feldbussegmente (4a, 4b, 4c) mit dem Knotenpunkt (3) verbunden sind, und der Knotenpunkt (3) dazu ausgelegt ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.  - A node (3) within the automation network (1), wherein the field bus segments (4a, 4b, 4c) to the node (3) are connected, and the node (3) is adapted to the method according to one of claims 1 to 6 execute.
8. System nach Anspruch 7, ferner aufweisend zumindest eine 8. The system of claim 7, further comprising at least one
übergeordnete Einheit (1 1 ), die über ein OPC-UA Protokoll (10) auf das generische Diagnosemodell (2) in dem Knotenpunkt (3) zugreift. Higher-level unit (1 1), which accesses the generic diagnostic model (2) in the node (3) via an OPC-UA protocol (10).
9. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Knotenpunkt (3) ein Gateway umfasst. 9. System according to one or more of claims 7 or 8, wherein the node (3) comprises a gateway.
10. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Feldbussegmente (4a, 4b, 4c) zumindest ein Profibus DP-, ein Profibus PA-, HART-, Ehternet IP-, Profinet- oder ein Foundation Fieldbus-Segment aufweisen. 10. System according to one or more of claims 7 to 9, wherein the field bus segments (4a, 4b, 4c) have at least one Profibus DP, a Profibus PA, HART, Ehternet IP, Profinet or a Foundation Fieldbus segment ,
1 1 . System nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, wobei die spezifischen Diagnoseinformationen (A, B, C, D, E) zumindest eine Profibus DP, ein Profibus PA oder HART spezifische Diagnoseinformation aufweisen. 1 1. System according to one or more of claims 7 to 10, wherein the specific diagnostic information (A, B, C, D, E) comprises at least one Profibus DP, one Profibus PA or HART specific diagnostic information.
12. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 1 1 , wobei die spezifischen Diagnoseinformationen (A, B, C, D, E) Informationen, insbesondere Diagnoseinformationen, gemäß der NAMUR Empfehlung NE107 umfassen. 12. System according to one or more of claims 7 to 1 1, wherein the specific diagnostic information (A, B, C, D, E) information, in particular diagnostic information, according to the NAMUR recommendation NE107 include.
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