WO2005054965A1 - Verfahren zur bereitstellung und installation von gerätespezifischen funktionalitäten und/oder informationen für die feldgeräte eines verteilten systems - Google Patents

Verfahren zur bereitstellung und installation von gerätespezifischen funktionalitäten und/oder informationen für die feldgeräte eines verteilten systems Download PDF

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WO2005054965A1
WO2005054965A1 PCT/EP2004/013749 EP2004013749W WO2005054965A1 WO 2005054965 A1 WO2005054965 A1 WO 2005054965A1 EP 2004013749 W EP2004013749 W EP 2004013749W WO 2005054965 A1 WO2005054965 A1 WO 2005054965A1
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WO
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specific
field devices
arrangement according
functions
components
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PCT/EP2004/013749
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Dirk John
Marco Fahl
Peter Wendt
Achim Laubenstein
Tom Mueller
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Abb Research Ltd.
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Publication date
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Application filed by Abb Research Ltd. filed Critical Abb Research Ltd.
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0421—Multiprocessor system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25428—Field device

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for the directed provision and installation of device-specific functionalities and / or information for field devices arranged in a distributed system, in particular in a distributed automation system.
  • the structure of a distributed system comprises a large number of field devices which communicate with one another and / or with a higher-level control system or controller via a network structure, for example via a bus system.
  • Exemplary field devices which are used in distributed systems are drives, motor protection units, switchgear, sensors, in particular sensors for pressure, temperature and flow measurements, low-voltage devices, actuators and / or analysis devices.
  • Device information such as device documentation, device master data and device parameters are stored for the field devices of the distributed system.
  • the functions of the field devices are not only limited to the transfer of measurement data or error messages.
  • the field devices are increasingly being equipped with additional functionalities for the configuration, parameterization and diagnosis of an automation system, such as with operating functions, commissioning functions, diagnostic functions, maintenance functions,
  • a further disadvantage is that the device-specific functionalities and / or information of the field devices and the associated components are individually integrated into the distributed system. This process is very time-consuming and involves a high level of technical effort, which in particular considerably increases the commissioning effort.
  • Fieldbus systems such as FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS, PROFINet and / or HART are suitable protocols for the communication of the field devices with the higher-level control system or control.
  • Linking devices can represent the corresponding component for the FOUNDATION Fieldbus.
  • Corresponding components for the PROFIBUS are provided by remote I / Os (remote input and output units).
  • the invention is accordingly based on an object, an arrangement for the directed provision and installation of device-specific functionalities and / or to provide information for field devices arranged in a distributed system, in particular in a distributed automation system, whereby the aforementioned disadvantages and problems are avoided.
  • the arrangement according to the invention for the directed provision and installation of device-specific functionalities and / or information for field devices arranged in a distributed system comprises at least one device-specific component which interacts with at least two functional units associated therewith and in which means are present in at least one device-specific component, which automatically provide and install device-specific functionalities and / or information stored in the functional units on the field devices.
  • the device-specific components relate in particular to device-specific information for drives, switchgear, instrumentation for positioning states, pressure, temperature and / or flow rate measurements and
  • the device-specific components also relate to information and functionalities.
  • For planning and parameterization which are stored in documentation, device descriptions and / or device drivers, for commissioning, which are stored in additional network components, for operation, which are stored as display elements and documentation, for diagnostic displays, for the connection to the Maintenance management and for real-time display of alarm, status and / or event messages, in particular with reference to asset management (plant management).
  • the device-specific functionalities and / or information which interact with the device-specific components are recorded as data structures and / or program components in the device-specific components such that each component only includes functionalities and / or information for the device type assigned to them.
  • the arrangement according to the invention in turn comprises a plurality of device-specific components, each relating to a different device type, and is preferably stored on a storage medium.
  • the functional units include, in particular, device information, such as device documentation and / or device master data and / or device parameters and / or device drivers, but also operating functions and / or
  • the arrangement according to the invention stored on the storage medium is installed by each processor unit / computer unit connected to the distributed system.
  • the arrangement according to the invention is expanded with configuration tools for installing the communication between the field devices with one another and / or with the higher-level control system or controller, in particular for the parameterization and commissioning of the field devices. This means that funds are made available that carry out an efficient and optimized configuration of the field devices in the distributed system.
  • the arrangement according to the invention comprises network components, for example for linking devices
  • Linking devices / couplers and remote input / output units for the FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS or PROFINet, for installing the network connections for a specific communication architecture.
  • the network components include information and / or functionalities for special bus protocols, such as HART (Highway Addressable Remote Transmitter), PROFIBUS, PROFINet, FOUNDATION Fieldbus.
  • special bus protocols such as HART (Highway Addressable Remote Transmitter), PROFIBUS, PROFINet, FOUNDATION Fieldbus.
  • the information and / or functionalities for special bus protocols can thus be installed separately or, alternatively, can be installed simultaneously for the construction of a heterogeneous communication system.
  • the configuration tools and / or network components can be installed in the same way as the device-specific components in an installation process by the higher-level control system or controller for the field devices.
  • the arrangement according to the invention is advantageously developed in such a way that means for checking the correctness and / or completeness of the device-specific functionalities and / or information are provided in the device-specific components.
  • the provisions on the device-specific components are at least in one process step. a further device-specific functionality and / or information can be expanded or reduced.
  • a computer program, in particular a computer program stored on a data carrier, which has the features of the method according to the invention, is therefore expressly included in the disclosure content of the present application.
  • the method with which the object is further achieved can be found in claim 17.
  • a provision and installation of device-specific functionalities and / or information stored in the functional units is carried out automatically for the field devices.
  • the provision and installation of device-specific functionalities and / or information for the field devices of a distributed system is efficiently supported and simplified, and work processes, in particular during startup, are significantly reduced.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the arrangement according to the invention for the directed provision and installation of device-specific functionalities and / or information for field devices arranged in a distributed system
  • FIG. 2 shows an exemplary integration of the device-specific functionalities and / or information for a field device and the use of the 3 shows an exemplary embodiment for carrying out the method according to the invention for the directed provision and installation of device-specific functionalities and / or information for field devices arranged in a distributed system
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment for the arrangement of the Field devices in a distributed system.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the arrangement according to the invention for the directed provision and installation of device-specific functionalities and / or information for field devices which are arranged in a distributed system and comprise a plurality of device-specific components 20.
  • the device-specific components 20 relate in particular to device-specific information for drives, switchgear, instrumentation for positioning states, pressure, temperature and / or flow rate measurements and
  • Low-voltage switchgear but also functionalities of the field devices over the entire life cycle of the devices for planning and parameterization, for commissioning, for operation, for diagnostic displays, for the connection to maintenance management and for real-time displays for alarm, status and / or event messages in particular for asset management.
  • the device-specific components 20 interact with at least two functional units 30 associated therewith, in the functional units 30 device information, such as device documentation and / or device master data and / or device parameters and / or device drivers, but also operating functions and / or commissioning functions and / or diagnostic functions and / or maintenance functions and / or optimization functions and / or
  • Alarm processing functions and / or service life functions for integrating the field devices into the distributed system are stored.
  • Means, such as device descriptions or drivers, are also present in the device-specific components 20, which automatically provide them and installation of device-specific functionalities and / or information of the field devices stored in the functional units 30.
  • the device-specific functionalities and / or information stored in the arrangement according to the invention are recorded as data structures and / or program components in the device-specific components 20 such that each component only comprises functionalities and / or information for the device type assigned to them.
  • the device-specific components 20 have been expanded in such a way that the device-specific functionalities and / or information can be checked for correctness and / or completeness.
  • the arrangement according to the invention can be expanded with at least one configuration tool 50, for example with a commissioning component, which supports the installation of the communication of the field devices with one another and / or with the higher-level control system or controller.
  • network components 40 such as a component for a linking device, for installing the network connections for a specific communication architecture are integrated in the arrangement according to the invention.
  • the arrangement according to the invention with the functionalities and / or information stored in the device-specific components 20, the network information stored in the network components 40 and the configuration instructions stored in the configuration tools 50 is stored on a storage medium 60, which is stored by means of a processor unit / computer unit the higher-level control system or control system can be transferred to the field devices via the distributed system.
  • the installation of the arrangement according to the invention stored on the storage medium 60 is possible with the device-specific functionalities and / or information stored in the device-specific components 20, the network information stored in the network components 40 and the information stored in the network components 40 Configuration tools 50 stored configuration instructions can be executed by any processor unit / computer unit connected to the distributed system.
  • FIG. 2 shows an exemplary integration of the device-specific functionalities and / or information for a field device 70, for example a drive, a motor protection unit, a switchgear, a sensor, in particular a sensor for pressure, temperature and flow rate measurements, a low-voltage device, an actuator or an analysis device, and the use of the device-specific functionalities and / or information in the distributed system is shown.
  • a field device 70 for example a drive, a motor protection unit, a switchgear, a sensor, in particular a sensor for pressure, temperature and flow rate measurements, a low-voltage device, an actuator or an analysis device, and the use of the device-specific functionalities and / or information in the distributed system is shown.
  • the field device 70 used in the distributed system is usually equipped with firmware by the device manufacturer.
  • further device-specific functionalities and / or information such as device documentation, device drivers, device master data, device parameters, operating functions, commissioning functions, diagnostic functions, maintenance information, optimization functions,
  • the arrangement according to the invention is expanded with network components 40 in which the information and functionalities for the installation of the network connections for a specific communication architecture, for example for the FOUNDATION Fieldbus and / or the PROFIBUS , and / or PROFINet and / or the HART are stored.
  • the device-specific functionalities and / or information stored in the arrangement according to the invention are also used in the distributed system, for example in plant planning 91, in plant operation 92 and in plant optimization 93.
  • the system planning includes, in particular, function diagrams, device parameters for commissioning and / or Device description files and / or device drivers and / or
  • Device master data files The plant operation includes display elements, device managers for the display and / or the trend, device documentation and / or alarm handling or processing.
  • the optimization functionality addresses maintenance, calibration management) and / or real-time monitoring of the system and system components.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment for carrying out the method according to the invention for the directed provision and installation of device-specific functionalities and / or information for field devices 70 arranged in a distributed system.
  • a first step 1 the device-specific functionalities and / or information of the device-specific components 20 and the functional units 30 interacting with and linked to the device-specific components 20 and the network components 40 with information and functionalities for communication via the distributed network are created and opened stored in a storage medium 60, a check being carried out for correctness and / or completeness prior to the storage of the device-specific functionalities and / or information.
  • the network components 40 are provided for installing the network connections for a specific communication architecture, for example for a fieldbus protocol implemented as PROFIBUS and / or PROFINet and / or FOUNDATION Fieldbus and / or HART.
  • a fieldbus protocol implemented as PROFIBUS and / or PROFINet and / or FOUNDATION Fieldbus and / or HART.
  • the arrangement according to the invention is expanded with configuration tools 50 which, in a fourth step 4, the system configuration, in particular the communication with the field devices 70 during commissioning and parameterization of field devices 70 support.
  • the device-specific components 20, the configuration tools 50 and / or the network components 40 can also be installed selectively for the field devices 70.
  • the device-specific components 20 are expanded or reduced in a further step by means of a programmatic approach by at least one device-specific component 20.
  • the higher-level control system 90 being, for example, a process control system or a programmable logic controller and communicating with the field devices 70 via linking devices 80 and remote I / O 80.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für in einem verteilten System angeordnete Feldgeräte (70), wobei wenigstens eine gerätespezifische Komponente (20) vorgesehen ist, die mit wenigstens zwei damit verknüpften funktionalen Einheiten (30) zusammenwirkt, und in der wenigstens einen gerätespezifischen Komponente (20) Mittel vorhanden sind, welche selbsttätig eine Bereitstellung und Installation von in den funktionalen Einheiten (30) abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für die Feldgeräte (70) bewirken.

Description

VERFAHREN ZUR BEREITSTELLUNG UND INSTALLATION VON GERÄTESPEZIFISCHEN ™ALl5τEN UND/ODER INFORMATIONEN FÜR DIE FELDGERÄTE EINES VERTEILTEN SYSTEMS
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für in einem verteilten System, insbesondere in einem verteilten Automatisierungssystem, angeordnete Feldgeräte.
Ein verteiltes System umfasst in seiner Struktur eine Vielzahl von Feldgeräten, welche über eine Netzwerkstruktur, beispielsweise über ein Bussystem, miteinander und/oder mit einer übergeordneten Leittechnik oder Steuerung kommunizieren. Beispielhafte Feldgeräte, welche in verteilten Systemen eingesetzt werden, sind Antriebe, Motorschutzeinheiten, Schaltanlagen, Sensoren, insbesondere Sensoren für Druck-, Temperatur- und Durchflussmessungen, Niederspannungsgeräte, Aktoren und/oder Analysegeräte.
Für die Feldgeräte des verteilten Systems sind Geräteinformationen, wie Gerätedokumentationen, Gerätestammdaten und Geräteparameter, abgelegt.
Die Funktionen der Feldgeräte sind nicht nur auf die Weitergabe von Messdaten oder Fehlermeldungen beschränkt. In zunehmenden Maße werden die Feldgeräte mit zusätzlichen Funktionalitäten für die Konfiguration, Parametrierung und die Diagnose eines Automatisierungssystems, wie beispielsweise mit Bedienfunktionen, Inbetriebnahmefunktionen, Diagnosefunktionen, Wartungsfunktionen,
Optimierungsfunktionen, Alarmverarbeitungsfunktionen und/oder Lebensdauerfunktionen, erweitert, wobei auch die zusätzlichen Funktionalitäten separat in jedes Feldgerät integriert werden müssen.
Auch eine Vielzahl von Anwendungen zur Bedienung, zur vorbeugenden Wartung und zur Zustandserfassung des verteilten Systems, welche auch als Asset Optimization (Anlagenoptimierung) bekannt sind, stehen mit den Feldgeräten in engem Zusammenhang und müssen für die Feldgeräte installiert werden.
Um die Funktionalität und alle damit zusammenhängenden Beschreibungen, auf die ein Feldgerät zurückgreift, im verteilten System über den gesamten Lebenszyklus zur Verfügung zu stellen, sind aufwendige Installations- und Konfigurationsvorgänge für die gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen der Feldgeräte erforderlich, da die gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für jedes Feldgerät separat bereitgestellt und in das verteilte System übertragen werden.
Von Nachteil ist weiterhin, dass die gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen der Feldgeräte und die dazu gehörenden Komponenten einzeln in das verteilte System integriert werden. Dieser Vorgang ist sehr zeitintensiv und mit einem hohen technischen Aufwand verbunden, was insbesondere den Inbetriebnahmeaufwand erheblich erhöht.
Komponenten, welche notwendig sind, um ein betreffendes Feldgerät anzusprechen und in einem gegebenen Netzwerk zu verwenden, existieren durch oben beschriebenes Vorgehen noch nicht, sondern bedingen weitere Konfigurations- und Inbetriebnahmeschritte. Diese Komponenten unterscheiden sich je nach vorhandener Kommunikationsarchitektur. Für die Kommunikation der Feldgeräte mit der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung sind Feldbussysteme, wie FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS, PROFINet und/oder HART geeignete Protokolle. Für den FOUNDATION Fieldbus können Linking Devices (Verknüpfungsgeräte/Koppler) die entsprechende Komponente darstellen. Für den PROFIBUS sind entsprechende Komponenten durch Remote I/O's (Remote Ein- und Ausgabeeinheiten) gegeben.
Der Erfindung liegt demgemäss A u f g a b e zugrunde, eine Anordnung zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für in einem verteilten System, insbesondere in einem verteilten Automatisierungssystem, angeordnete Feldgeräte zur Verfügung zu stellen, wodurch vorgenannte Nachteile und Probleme vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Ein entsprechendes Verfahren zur Ausführung bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist im Anspruch 17 angegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in weiteren Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für in einem verteilten System angeordnete Feldgeräte umfasst wenigstens eine gerätespezifische Komponente, die mit wenigstens zwei damit verknüpften funktionalen Einheiten zusammenwirkt, und in der wenigstens in einer gerätespezifischen Komponente Mittel vorhanden sind, welche selbsttätig eine Bereitstellung und Installation von in den funktionalen Einheiten abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen auf den Feldgeräten bewirken.
Die gerätespezifischen Komponenten betreffen insbesondere gerätespezifische Informationen für Antriebe, Schaltanlagen, Instrumentierungen für Positionierzustände, Druck-, Temperatur- und/oder Durchflussmengenmessungen und
Niederspannungsschaltgeräte sowie auch Funktionalitäten der Feldgeräte, die sich auf den gesamten Lebenszyklus der Geräte beziehen. Die gerätespezifischen Komponenten beziehen sich auch auf Informationen und Funktionanlitäten. Für die Planung und Parametrierung, welche in Dokumentationen, Gerätebeschreibungen und/oder Gerätetreibern abgelegt sind, für die Inbetriebnahme, welche in zusätzlichen Netzwerkkomponenten abgelegt sind, für den Betrieb, welche als Anzeigeelemente und Dokumentationen abgelegt sind, für die Diagnoseanzeigen, für die Anbindung an das Wartungsmanagement und für Echtzeitanzeigen von Alarm-, Status- und /oder Ereignismeldungen insbesondere mit Bezug zum Asset Management (Anlagenverwaltung). Die gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen, welche mit den gerätespezifischen Komponenten zusammenwirken, sind als Datenstrukturen und/oder Programmkomponenten in den gerätespezifischen Komponenten so erfasst, dass jede Komponente nur Funktionalitäten und/oder Informationen für den ihr zugeordneten Gerättyp umfasst. Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst wiederum mehrere auf jeweils auf einen anderen Gerätetyp bezogene, gerätespezifische Komponenten und ist vorzugsweise auf einem Speichermedium abgelegt.
In den funktionalen Einheiten sind insbesondere Geräteinformationen, wie Gerätedokumentationen und/oder Gerätestammdaten und/oder Geräteparameter und/oder Gerätetreiber, aber auch Bedienfunktionen und/oder
Inbetriebnahmefunktionen und/oder Diagnosefunktionen und/oder Wartungsfunktionen und/oder Optimierungsfunktionen und/oder Alarmverarbeitungsfunktionen und/oder Lebensdauerfunktionen zur Integration der Feldgeräte im verteilten System abgelegt.
Die Bereitstellung und Installation gerätespezifischer Funktionalitäten und/oder Informationen der funktionalen Einheiten der in einem Speichermedium abgelegten erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt in einer übergeordneten Leittechnik oder Steuerung, welche insbesondere ein Prozessleitsystem oder eine speicherprogrammierbare Steuerung ist, über das verteilte System für die Feldgeräte in vorteilhafter Weise mittels eines einzigen automatisch ablaufenden Installationsvorganges.
Alternativ ist die Installation der auf dem Speichermedium abgelegten erfindungsgemäßen Anordnung von jeder an das verteilte System angeschlossenen Prozessoreinheit /Rechnereinheit gegeben.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Anordnung mit Konfigurationswerkzeugen zur Installation der Kommunikation der Feldgeräte untereinander und/oder mit der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung erweitert, insbesondere für die Parametrierung und Inbetriebnahme der Feldgeräte. Somit werden Mittel zur Verfügung gestellt, die eine effiziente und optimierte Konfiguration der Feldgeräte im verteilten System ausführen. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die erfindungsgemäße Anordnung Netzwerkkomponenten, beispielsweise für Linking Devices
(Verknüpfungsgeräte/Koppler) und entfernte Remote Ein-/ Ausgabeeinheiten für den FOUNDATION Fieldbus, den PROFIBUS oder das PROFINet, zur Installation der Netzwerkverbindungen für eine spezifische Kommunikationsarchitektur.
Beispielsweise umfassen die Netzwerkkomponenten Informationen und/oder Funktionalitäten für spezielle Busprotokolle, wie HART (Highway Addressable Remote Transmitter), PROFIBUS, PROFINet , FOUNDATION Fieldbus. Somit sind die Informationen und/oder Funktionalitäten für spezielle Busprotokolle getrennt installierbar oder alternativ für den Aufbau eines heterogenen Kommunikationssystems gleichzeitig installierbar.
Die Konfigurationswerkzeuge und/oder Netzwerkkomponenten sind in gleicher Weise wie die gerätespezifischen Komponenten in einem Installationsvorgang von der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung für die Feldgeräte installierbar.
In einer alternativen Ausführungsform ist auch eine selektive Installation der in der erfindungsgemäßen Anordnung abgelegten gerätespezifischen Komponenten, Konfigurationswerkzeuge und/oder Netzwerkkomponenten für die Feldgeräte gegeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist in vorteilhafter Weise dahingehend weitergebildet, dass in den gerätespezifischen Komponenten Mittel für eine Prüfung der gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen auf ihre Richtigkeit und/oder Vollständigkeit vorgesehen sind.
In vorteilhafter Weise sind die Bereitstellungen auf den gerätespezifischen Komponenten in einem Verfahrenschritt mit mindestens . einer weiteren gerätespezifischen Funktionalität und/oder Informationen erweiterbar oder reduzierbar.
Ein Computerprogramm zur Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung auf einer entsprechend eingerichteten Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung, das die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist, führt zu einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung. Ein Computerprogramm, insbesondere ein auf einem Datenträger gespeichertes Computerprogramm, das die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist, wird daher ausdrücklich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen.
Dadurch dass in der erfindungsgemäßen Anordnung die Funktionalitäten gerätespezifisch zusammengefasst sind, wird eine vereinfachte übersichtliche Struktur zur Bereitstellung und Installierung in den insbesondere als Feldbussysteme ausgeführten verteilten Systemen geschaffen.
Das Verfahren mit dem die Aufgabe weiterhin gelöst wird, ist dem Anspruch 17 zu entnehmen. Somit wird mittels wenigstens einer gerätespezifischen Komponente, welche mit wenigstens zwei damit verknüpften funktionalen Einheiten zusammenwirkt, selbsttätig eine Bereitstellung und Installation von in den funktionalen Einheiten abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für die Feldgeräte durchgeführt. dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für die Feldgeräte eines verteilten Systems effizient unterstützt und vereinfacht sowie Arbeitsabläufe insbesondere während der Inbetriebnahme deutlich verringert.
Anhand von in den Zeichnungsfiguren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen sollen die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen, Verbesserungen und weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für in einem verteilten System angeordnete Feldgeräte,
Fig. 2 eine beispielhafte Integration der gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für ein Feldgerät und die Verwendung der gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen im verteilten System, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für in einem verteilten System angeordnete Feldgeräte, und Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Feldgeräte in einem verteilten System.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für in einem verteilten System angeordnete Feldgeräte, welche mehrere gerätespezifischen Komponenten 20 umfassen.
Die gerätespezifischen Komponenten 20 betreffen insbesondere gerätespezifische Informationen für Antriebe, Schaltanlagen, Instrumentierungen für Positionierzustände, Druck-, Temperatur- und/oder Durchflussmengenmessungen und
Niederspannungsschaltgeräte aber auch Funktionalitäten der Feldgeräte über den gesamten Lebenszyklus der Geräte für die Planung und Parametrierung, für die Inbetriebnahme, für den Betrieb, für Diagnoseanzeigen, für die Anbind ung an das Wartungsmanagement und für Echtzeitanzeigen für Alarm-, Status- und /oder Ereignismeldungen insbesondere für das Asset Management (Anlagenverwaltung).
Die gerätespezifischen Komponenten 20 wirken dazu mit wenigstens zwei damit verknüpften funktionalen Einheiten 30 zusammen, wobei in den funktionalen Einheiten 30 Geräteinformationen, wie Gerätedokumentationen und/oder Gerätestammdaten und/oder Geräteparameter und/oder Gerätetreiber, aber auch Bedienfunktionen und/oder Inbetriebnahmefunktionen und/oder Diagnosefunktionen und/oder Wartungsfunktionen und/oder Optimierungsfunktionen und/oder
Alarmverarbeitungsfunktionen und/oder Lebensdauerfunktionen zur Integration der Feldgeräte im verteilten System abgelegt sind.
In den gerätespezifischen Komponenten 20 sind weiterhin Mittel, wie Gerätebeschreibungen oder Treiber vorhanden, welche selbsttätig eine Bereitstellung und Installation von in den funktionalen Einheiten 30 abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen der Feldgeräte bewirken.
Die in der erfindungsgemäßen Anordnung abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen sind als Datenstrukturen und/oder Programmkomponenten in den gerätespezifischen Komponenten 20 so erfasst, dass jede Komponente nur Funktionalitäten und/oder Informationen für den ihr zugeordneten Gerättyp umfasst.
Die die gerätespezifischen Komponenten 20 sind dahingehend erweitert, dass eine Prüfung der gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen auf ihre Richtigkeit und/oder Vollständigkeit durchführbar ist. .
Die erfindungsgemäße Anordnung ist mit wenigstens einem Konfigurationswerkzeug 50, beispielsweise mit einer Inbetriebnahmekomponente, erweiterbar, welches die Installation der Kommunikation der Feldgeräte untereinander und/oder mit der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung unterstützt.
Weiterhin sind in der erfindungsgemäßen Anordnung Netzwerkkomponenten 40, wie beispielsweise eine Komponente für ein Linking Device, zur Installation der Netzwerkverbindungen für eine spezifische Kommunikationsarchitektur integriert.
Für die automatisch ablaufende Installation ist die erfindungsgemäße Anordnung mit den in den gerätespezifischen Komponenten 20 abgelegten Funktionalitäten und/oder Informationen, den in den Netzwerkkomponenten 40 abgelegten Netzwerkinformationen und den in den Konfigurationswerkzeugen 50 abgelegten Konfigurationsanweisungen auf einem Speichermedium 60 abgelegt, welches mittels einer Prozessoreinheit/Rechnereinheit der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung über das verteilte System in die Feldgeräte übertragbar ist.
Optional ist die Installation der auf dem Speichermedium 60 abgelegten erfindungsgemäßen Anordnung mit den in den gerätespezifischen Komponenten 20 abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen, den in den Netzwerkkomponenten 40 abgelegten Netzwerkinformationen und den in den Konfigurationswerkzeugen 50 abgelegten Konfigurationsanweisungen von jeder an das verteilte System angeschlossenen Prozessoreinheit/Rechnereinheit ausführbar.
In Fig. 2 ist eine beispielhafte Integration der gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für ein Feldgerät 70, beispielsweise einen Antrieb, eine Motorschutzeinheit, eine Schaltanlage, einen Sensor, insbesondere einen Sensor für Druck-, Temperatur- und Durchflussmengenmessungen, ein Niederspannungsgerät, einen Aktor oder ein Analysegerät, und die Verwendung der gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen im verteilten System aufgezeigt.
Das im verteilten System eingesetzte Feldgerät 70 ist üblicherweise vom Gerätehersteller mit einer Firmware ausgestattet. Für die Integration des Feldgerätes 70 im verteilten System werden jedoch weitere gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen, wie beispielsweise Gerätedokumentationen, Gerätetreiber, Gerätestammdaten, Geräteparameter, Bedienfunktionen, Inbetriebnahmefunktionen, Diagnosefunktionen, Wartungsinformationen, Optimierungsfunktionen,
Alarmverarbeitungsfunktionen und Lebensdauerfunktionen benötigt. Diese gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen sind in den funktionalen Einheiten 30 der entsprechenden gerätespezifischen Komponenten 20 abgelegt und werden von der erfindungsgemäßen Anordnung zur Verfügung gestellt und in das verteilte System übertragen.
Für die Integration der Remote I/O und der Linking devices 80 im verteilten System ist die erfindungsgemäße Anordnung mit Netzwerkkomponenten 40 erweitert, in welchen die Informationen und Funktionalitäten zur Installation der Netzwerkverbindungen für eine spezifische Kommunikationsarchitektur, beispielsweise für den FOUNDATION Fieldbus und/oder den PROFIBUS, und/oder PROFINet und/oder den HART abgelegt sind.
Die in der erfindungsgemäßen Anordnung gespeicherten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen werden auch im verteilten System, beispielsweise in der Anlagenplanung 91 , im Anlagenbetrieb 92 und in der Anlagenoptimierung 93 verwendet. Hierbei umfasst die Anlagenplanung insbesondere Funktionsdiagramme, Geräteparameter für die Inbetriebnahme und/oder Gerätebeschreibungsdateien und/oder Gerätetreiber und/oder
Gerätestammdatendateien. Der Anlägenbetrieb umfasst Anzeigeelemente, Gerätemanager für die Anzeige und/oder den Trendverlauf, Gerätedokumentationen und/oder Alarmhandhabungen oder -Verarbeitungen. Die Optimierungsfunktionalität adressiert die Wartung, das Kalibrierungsmanagement) und/oder die Echtzeitüberwachung der Anlage und von Anlagenkomponenten.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für in einem verteilten System angeordnete Feldgeräte 70.
In einem ersten Schritt 1 werden die gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen der gerätespezifischen Komponenten 20 und die mit den gerätespezifischen Komponenten 20 zusammenwirkenden und damit verknüpften funktionalen Einheiten 30 sowie die Netzwerkkomponenten 40 mit Informationen und Funktionalitäten für die Kommunikation über das verteilte Netzwerk, erstellt und auf einem Speichermedium 60 abgelegt, wobei vor der Speicherung der gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen eine Prüfung auf ihre Richtigkeit und/oder Vollständigkeit durchgeführt wird.
In einem zweiten Schritt 2 wird von den gerätespezifischen Komponenten 20, welche mit den funktionalen Einheiten 30 zusammenwirken, und den Netzwerkkomponenten 40, eine selbsttätig ablaufende Installation so durchgeführt, dass die gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen in einer übergeordneten Leittechnik oder Steuerung 90 über das verteilte System für die Feldgeräte 70 in einem einzigen automatisch ablaufenden Installationsvorgang bereitgestellt und installiert werden.
Die Netzwerkkomponenten 40 werden zur Installation der Netzwerkverbindungen für eine spezifische Kommunikationsarchitektur, beispielsweise für ein als PROFIBUS und/oder PROFINet und/oder FOUNDATION Fieldbus und/oder HART ausgeführtes Feldbusprotokoll, bereitgestellt. Nach erfolgreicher Installation der Funktionalitäten und/oder Informationen in der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung 90 wird in einem Schritt 3 mindestens eine gerätespezifische Komponente 20 in der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung 90 erzeugt. Die Bereitstellung und Installation der in den funktionalen Einheiten 30 abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen in eine übergeordnete Leittechnik oder Steuerung 90, beispielsweise durch Instanzzierung vorkonfigurierter gerätespezifischer Komponenten 20 wird ausgeführt.
Für die Installation der Kommunikation der Feldgeräte 70 untereinander und/oder mit der übergeordneten Leittechnik .oder Steuerung 90 wird die erfindungsgemäße Anordnung mit Konfigurationswerkzeugen 50 erweitert, welche in einem vierten Schritt 4 die Systemkonfiguration, insbesondere die Kommunikation zu den Feldgeräten 70 während der Inbetriebnahme und Parametrierung der Feldgeräte 70 unterstützen.
In einer alternativen Ausführungsform können die gerätespezifischen Komponenten 20, die Konfigurationswerkzeuge 50 und/oder die Netzwerkkomponenten 40 auch selektiv für die Feldgeräte 70 installiert werden.
In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die gerätespezifischen Komponenten 20 in einem weiteren Schritt mittels eines programmatischen Ansatzes um mindestens eine gerätespezifische Komponente 20 erweitert oder reduziert.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Feldgeräte 70 in einem verteilten System angegeben, wobei die übergeordnete Leittechnik 90 beispielsweise ein Prozessleitsystem oder eine speicherprogrammierbare Steuerung ist und über Linking Devices 80 und Remote I/O 80 mit den Feldgeräten 70 kommuniziert.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für in einem verteilten System angeordnete Feldgeräte (70), wobei wenigstens eine gerätespezifische Komponente (20) vorgesehen ist, die mit wenigstens zwei damit verknüpften funktionalen Einheiten (30) zusammenwirkt, und in der wenigstens in einer gerätespezifischen Komponente (20) Mittel vorhanden sind, welche selbsttätig eine Bereitstellung und Installation von in den funktionalen Einheiten (30) abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für die Feldgeräte (70) bewirken.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung in einem Speichermedium abgelegt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitstellung und Installation der in den funktionalen Einheiten (30) abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen in einer übergeordneten Leittechnik oder Steuerung (90) über das verteilte System für die Feldgeräte (70) ausgeführt ist.
4. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Installation von in den funktionalen Einheiten (30) abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen mittels eines automatisch ablaufenden Installationsvorganges ausgeführt ist.
5. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Konfigurationswerkzeuge (50) zur Installation der Kommunikation der Feldgeräte (70) untereinander und/oder mit der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung (90) vorhanden sind.
6. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Netzwerkkomponenten (40) zur Installation der Netzwerkverbindungen für eine spezifische Kommunikationsarchitektur vorhanden sind.
7. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionalen Einheiten (30) Gerätedokumentationen und/oder Gerätestammdaten und/oder Geräteparameter und/oder Gerätetreiber und/oder Bedienfunktionen und/oder; Inbetriebnahmefunktionen und/oder Diagnosefunktionen und/oder Wartungsfunktionen und/oder Optimierungsfunktionen und/oder Alarmverarbeitungsfunktionen und/oder Lebensdauerfunktionen sind.
8. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gerätespezifischen Komponenten (20) und/oder die Konfigurationswerkzeuge (50) und/oder die Netzwerkkomponenten (40) in einem Installationsvorgang installierbar sind.
9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gerätespezifischen Komponenten (20), die Konfigurationswerkzeuge (50) und/oder die Netzwerkkomponenten (40) selektiv installierbar sind.
10. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Feldgeräte (70) Antriebe und/oder Motorschutzeinheiten und/oder Schaltanlagen und/oder Sensoren, insbesondere Sensoren für Druck-, Temperatur- und Durchflussmengenmessungen, und/oder Niederspannungsgeräte und/oder Aktoren und/oder Analysegeräte eingesetzt sind.
11. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gerätespezifische Funktionalitäten und/oder Informationen als Datenstrukturen und/oder Programmkomponenten in den gerätespezifischen Komponenten (20) erfasst sind.
12. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüfung der gerätespezifischen Komponenten (20) hinsichtlich der gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen über ihre Richtigkeit und/oder Vollständigkeit durchgeführt ist.
13. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gerätespezifischen Komponenten (20) modular erweiterbar sind.
14. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verteilte System ein verteiltes Automatisierungssystem ist.
15. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das übergeordnete System (90) ein Prozessleitsystem oder eine speicherprogrammierbare Steuerung ist.
16. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation der Feldgeräte (70) mit der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung (90) über ein als PROFIBUS und/oder PROFINet und/oder FOUNDATION Fieldbus und/oder und/oder HART, ausgeführtes Feldbusprotokoll ausgeführt ist.
17. Verfahren zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für in einem verteilten System angeordnete Feldgeräte (70), wobei wenigstens eine gerätespezifische Komponente (20) vorgesehen ist, die mit wenigstens zwei damit verknüpften funktionalen Einheiten (30) zusammenwirkt, und mittels der wenigstens in einer gerätespezifischen Komponente (20) selbsttätig eine Bereitstellung und Installation von in den funktionalen Einheiten (30) abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für die Feldgeräte (70) durchgeführt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung in einem Speichermedium abgelegt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die in den funktionalen Einheiten (30) abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen in einer übergeordneten Leittechnik oder Steuerung (90) über das verteilte System für die Feldgeräte (70) bereitgestellt und installiert werden.
20. Verfahren nach Anspruch 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Installation von in den funktionalen Einheiten (30) abgelegten gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen mittels eines automatisch ablaufenden Installationsvorganges ausgeführt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Installation der Kommunikation der Feldgeräte (70) untereinander und/oder mit der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung (90) mittels Konfigurationswerkzeugen (50) durchgeführt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 17 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Installation der Netzwerkverbindungen für eine spezifische Kommunikationsarchitektur Netzwerkkomponenten (40) bereitgestellt werden.
23. Verfahren nach Anspruch 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass von den funktionalen Einheiten (30) Geräteddkumentationen und/oder Gerätestammdaten und/oder Geräteparameter und/oder Gerätetreiber und/oder Bedienfunktionen und/oder Inbetriebnahmefunktionen und/oder Diagnosefunktionen und/oder Wartungsfunktionen und/oder Optimierungsfunktionen und/oder Alarmverarbeitungsfunktionen und/oder Lebensdauerfunktionen bereitgestellt werden.
24. Verfahren nach Anspruch 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die gerätespezifischen Komponenten (20) und/oder die Konfigurationswerkzeuge (50) und/oder die Netzwerkkomponenten (40) in einem Installationsvorgang installiert werden.
25. Verfahren nach Anspruch 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die gerätespezifischen Komponenten (20), die Konfigurationswerkzeuge (50) und/oder die Netzwerkkomponenten (40) selektiv installiert werden.
26. Verfahren nach Anspruch 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass als Feldgeräte (70) Antriebe und/oder Motorschutzeinheiten und/oder Schaltanlagen und/oder Sensoren, insbesondere Sensoren für Druck-, Temperatur- und Durchflussmengenmessungen, und/oder Niederspannungsgeräte und/oder Aktoren und/oder Analysegeräte eingesetzt werden.
27. Verfahren nach Anspruch 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass gerätespezifische Funktionalitäten und/oder Informationen als Datenstrukturen und/oder Programmkomponenten in den gerätespezifischen Komponenten (20) erfasst werden.
28. Verfahren nach Anspruch 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, die gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen auf ihre Richtigkeit und/oder Vollständigkeit geprüft werden.
29. Verfahren nach Anspruch 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass in den gerätespezifischen Komponenten (20) modulare Erweiterungen vorgesehen werden.
30. Verfahren nach Anspruch 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das verteilte System als verteiltes Automatisierungssystem ausgeführt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 17 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass das übergeordnete System (90) als Prozessleitsystem oder speicherprogrammierbare Steuerung ausgeführt wird.
32. Verfahren nach Anspruch 17 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass Kommunikation der Feldgeräte (70) mit der übergeordneten Leittechnik oder Steuerung (90) über ein als PROFIBUS und/oder PROFINet und/oder FOUNDATION Fieldbus und/oder HART ausgeführtes Feldbusprotokoll ausgeführt wird.
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