Diagnoseeinrichtung für ein Feldgerät Diagnostic device for a field device
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Diagnoseeinrichtung für ein Feldgerät im industriellen Umfeld einer verfahrenstechnischen Anlage.The invention relates to a diagnostic device for a field device in the industrial environment of a process plant.
Derartige Feldgeräte sind in einer verfahrenstechnischen Anlage verteilt angeordnet und in Form von Sensoren zur Aufnahme von prozessualen Messwerten physikalischerField devices of this type are arranged in a distributed manner in a process plant and are physical in the form of sensors for recording process-related measured values
Größen sowie als Aktoren zur Einstellung Klappen, Ventilen oder dergleichen eingesetzt.Sizes and used as actuators for setting flaps, valves or the like.
Die Feldgeräte sind regelmäßig über Kommunikationsleitungen mit einer zentralen Steuerung verbunden. Die Kommunikation zwischen der zentralen Steuerung und denThe field devices are regularly connected to a central controller via communication lines. Communication between the central control and the
Feldgeräten erfolgt über ein genormtes Datenaustauschprotokoll.Field devices use a standardized data exchange protocol.
Zur Erfassung des physischen Zustande werden Feldgeräte unabhängig von ihrer regelungstechnischen Einbindung einer regelmäßigen Kontrolle durch Inaugenscheinnahme unterzogen, um Beschädigungen zu erkennen und, insbesondere bei Aktoren, den Verschleißzustand zu ermitteln. Diese notwendige Kontrolle wird häufig durch die prozessual bedingte Einbaulage der Feldgeräte erschwert. Teilweise sind die Feldgeräte derart in die verfahrenstechnischen Anlage integriert, dass der laufende Prozess zur Kontrolle eines Feldgeräts unterbrochen und anschließend wieder angefahren werden muss.To record the physical condition, field devices are subjected to regular inspection by inspection, regardless of their integration in the control system, in order to identify damage and, in particular in the case of actuators, to determine the state of wear. This necessary control is often made more difficult by the process-related installation position of the field devices. In some cases, the field devices are integrated into the process engineering system in such a way that the current process for checking a field device must be interrupted and then restarted.
Jedoch bietet die regelmäßige Kontrolle keine Möglichkeit zur Erkennung plötzlich auftretender Beschädigungen zwischen aufeinanderfolgenden Kontrollen, die die Funktion des Feldgeräts beeinträchtigen aber nicht zum Totalausfall führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Feldgerät mit Mitteln auszustatten, die eine Ermittlung des Zustands in Einbaulage des Feldgeräts gestatten.However, regular checks do not offer the possibility of detecting sudden damage between successive checks that affect the function of the field device but do not lead to total failure. The invention is therefore based on the object of equipping the field device with means which permit a determination of the state in the installed position of the field device.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved with the means of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.
Die Erfindung geht von einem Feldgerät aus, das in beliebiger für sich bekannter Weise mit einer zentralen Steuerung verbunden ist und somit regelungstechnisch in eine verfahrenstechnische Anlage eingebunden ist.The invention is based on a field device which is connected to a central control in any manner known per se and is therefore integrated in a process engineering system in terms of control technology.
Erfindungsgemäß ist das Feldgerät mit einer optische Datenerfassungseinrichtung ausgestattet, deren Fokus auf funktionsbestimmende Elemente des Feldgeräts ausgerichtet ist.According to the invention, the field device is equipped with an optical data acquisition device, the focus of which is on function-determining elements of the field device.
Auf diese Weise werden kontinuierlich visuelle Informationen über den Zustand des Feldgeräts gewonnen, die von der Lage des Feldgeräts unabhängig sind. Damit ist das Feldgerät auch in verdeckter Einbaulage inspizierbar. Vorteilhafterweise sind Demontagearbeiten am Feldgerät und damit Stilliegungen des verfahrenstechnischen Prozesses verzichtbar. Darüber hinaus sind Beschädigungen des Feldgeräts, die zwischen den turnusmäßigen Kontrollintervallen eintreten, ohne Zeitverzug erkennbar und behandelbar.In this way, visual information about the state of the field device is obtained that is independent of the position of the field device. This means that the field device can also be inspected in a concealed installation position. Dismantling work on the field device and thus decommissioning of the process engineering process are advantageously dispensable. In addition, damage to the field device that occurs between the regular inspection intervals can be identified and treated without delay.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Figur ist als Feldgerät 1 ein pH-Further details and advantages of the invention are explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the single figure, a pH
Meter vereinfacht dargestellt.Simplified meters.
Das Feldgerät 1 ist in für sich bekannter Weise über Kommunikationsleitungen 3 mit einer zentralen Steuerung 2 verbunden und somit regelungstechnisch in eine verfahrenstechnische Anlage eingebunden.The field device 1 is connected in a manner known per se to a central controller 2 via communication lines 3 and is therefore integrated in a process engineering system in terms of control technology.
Derartige pH-Meter 1 werden zur Messung der Wasserstoffionenkonzentration in wässrigen Lösungen verwendet und weisen eine Elektrode auf, die in einem Glaskolben 11 untergebracht ist. Unter rauhen industriellen Bedingungen kommt es zu
Beschädigungen des Glaskolbens 11 in Form von Rissen und Brüchen, die zu Messwertverfälschungen und Verunreinigungen des Prozessmediums führen.Such pH meters 1 are used to measure the hydrogen ion concentration in aqueous solutions and have an electrode which is accommodated in a glass bulb 11. It happens under harsh industrial conditions Damage to the glass bulb 11 in the form of cracks and breaks, which lead to falsified measurements and contamination of the process medium.
Das pH-Meter 1 ist mit einer optischen Datenerfassungseinrichtung 12 ausgestattet, deren Fokus auf funktionsbestimmende Elemente des pH-Meters 1 ausgerichtet ist. Dabei ist der Fokus auf den in das Prozessmedium ragenden Teil des Glaskolbens 11 gerichtet. Auf diese Weise sind Beschädigungen des Glaskolbens 11 in Form von Rissen und Brüchen auf optischem Wege im eingebauten Zustand des pH-Meters 1 erkennbar.The pH meter 1 is equipped with an optical data acquisition device 12, the focus of which is on function-determining elements of the pH meter 1. The focus is on the part of the glass bulb 11 which projects into the process medium. In this way, damage to the glass bulb 11 in the form of cracks and breaks can be seen optically in the installed state of the pH meter 1.
Vorzugsweise umfasst die optische Datenerfassungseinrichtung 12 eine CCD-Kamera. Derartige für sich bekannte CCD-Kameras wandeln ein optisches Bild in eine adäquate elektrische Signalfolge und sind in geringer Baugröße sowie mit geringem Leistungsbedarf verfügbar.The optical data acquisition device 12 preferably comprises a CCD camera. Such known CCD cameras convert an optical image into an adequate electrical signal sequence and are available in a small size and with a low power requirement.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die optischeIn an advantageous embodiment of the invention is the optical
Datenerfassungseinrichtung 12 um eine Lichtleitanordnung 13 endoskopisch erweitert. Auf diese Weise werden Funktionselemente der optischen Überwachung erschlossen, deren Abmessungen für den Einbau einer CCD-Kamera zu gering sind. Gemäß Figur 1 ist die CCD-Kamera im Kopf des pH-Meters 1 untergebracht und mit einer tief in den schlanken Glaskolben 11 hinein reichenden Lichtleitanordnung 13 verbunden.Data acquisition device 12 is expanded endoscopically by a light guide arrangement 13. In this way, functional elements of optical monitoring are opened up, the dimensions of which are too small for the installation of a CCD camera. According to FIG. 1, the CCD camera is accommodated in the head of the pH meter 1 and connected to a light guide arrangement 13 which extends deep into the slim glass bulb 11.
Die aufgenommenen Bildinformationen werden einer Datensammeleinrichtung 4 zur weiteren Verarbeitung und Auswertung zugeleitet. Dabei ist vorgesehen, dass die optische Datenerfassungseinrichtung 12 über einen separaten Datenpfad 5 mit der zentralen Datensammeleinrichtung 4 verbunden ist. Vorteilhafterweise wird dadurch vermieden, die vergleichsweise geringe Übertragungskapazität der Kommunikationsverbindung zwischen dem pH-Meter 1 und der zentralen Steuerung 2 mit der vergleichsweise großen Datenmenge der aufgenommenen Bildinformationen zu belasten.The recorded image information is fed to a data collection device 4 for further processing and evaluation. It is provided that the optical data acquisition device 12 is connected to the central data collection device 4 via a separate data path 5. This advantageously avoids burdening the comparatively low transmission capacity of the communication link between the pH meter 1 and the central controller 2 with the comparatively large amount of data of the recorded image information.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der separate Datenpfad 5 über eine Schnittstelleneinrichtung 14 zur drahtlosen Datenübertragung geführt. Dabei werden die aufgenommenen Bildinformationen drahtlos zu der zentralen Datensammeleinrichtung 4 übertragen.
Vorteilhafterweise ist damit die Verlegung separater Übertragungsleitungen verzichtbar. Damit erhöht sich die Einsatzflexibilität des pH-Meters 1.In a further embodiment of the invention, the separate data path 5 is routed via an interface device 14 for wireless data transmission. The recorded image information is transmitted wirelessly to the central data collection device 4. Advantageously, the laying of separate transmission lines is therefore unnecessary. This increases the versatility of the pH meter 1.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der separate Datenpfad 5 zumindest partiell über das Internet geführt ist. Vorteilhafterweise ist es dadurch möglich, die zentrale Datensammeleinrichtung 4 beliebig weit von der Datenerfassungseinrichtung 12 zu beabstanden.In addition, it can be provided that the separate data path 5 is at least partially routed via the Internet. This advantageously makes it possible to space the central data collection device 4 from the data acquisition device 12 as far as desired.
Mit der Datensammeleinrichtung 4 sind Mittel zur Auswertung der aufgenommenenThe data collection device 4 provides means for evaluating the recorded data
Bildinformationen verbunden. Vorzugsweise werden die Bildinformationen mit einem automatischen Bildbearbeitungssystem ausgewertet.Image information connected. The image information is preferably evaluated with an automatic image processing system.
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BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Feldgerät1 field device
11 Glaskolben11 glass flasks
12 Datenerfassungseinrichtung12 Data acquisition device
13 Lichtleitanordnung13 light guide arrangement
14 Schnittstelleneinrichtung14 interface device
2 Steuerung2 control
3 Kommunikationsleitung3 communication line
4 Datensammeleinrichtung4 data collection device
5 Datenpfad
5 data path