WO2007077082A1 - Verfahren zum instandhalten einer automatisierungstechnischen anlage - Google Patents

Verfahren zum instandhalten einer automatisierungstechnischen anlage Download PDF

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    • Y02P90/80—Management or planning

Definitions

  • the invention relates to a method for maintaining an automation system.
  • Capture and / or influencing process variables Capture and / or influencing process variables.
  • field devices are level gauges, mass flowmeters, pressure and temperature measuring devices, etc., which detect the corresponding process variables level, flow, pressure or temperature as sensors.
  • actuators z To influence process variables are actuators z. As valves affect the flow of a liquid in a pipe section or pumps as the level in a container.
  • field devices in modern automation systems are connected via communication systems (HART, Profibus, Foundation Fieldbus, etc.) to higher-level units (eg, control systems or control units). These higher-level units serve, among other things, for process control, process visualization, process monitoring and commissioning of the field devices.
  • Field devices are generally also those units which are connected directly to a field bus and are used for communication with the higher-level units (eg remote I / Os, gateways, linking devices).
  • fieldbus systems are integrated into enterprise networks that operate on an Ethernet basis. This makes it possible to access process or field device data from different areas of a company.
  • the company networks can also be connected to public networks, eg. B. connected to the Internet.
  • Modern field devices often have a standardized fieldbus interface for communication with an open fieldbus system and / or a proprietary interface for manufacturer-specific communication with a service / operating unit.
  • the service / operating units are portable minicomputers (laptops, palms, etc.) commonly known in the consumer electronics (office and home computer) field.
  • the review of the field devices can be done on the one hand via the fieldbus system from a control system or via the service interface on site with a service / operating unit. For this purpose, appropriate diagnostic tools are known.
  • a service technician inspects a system and finds that maintenance work is necessary on a particular field device, he must send a corresponding message to the control room.
  • the message may be more or less extensive. Often it is very expensive to clearly and accurately describe an obvious problem, so that another person can quickly identify the problem and thus easily fix it.
  • the service technician also no optical information available on site, which could support his maintenance.
  • a plant manager identifies a problematic field device during a routine operation of a plant, he usually only has the opportunity to take personal notes, as the necessary technical means are not available on site.
  • the maintenance programs used are very complex and not easy to use, so that only specially trained people can handle these programs. It is therefore not possible for any person to initiate or initiate maintenance work with such programs. Also, the communication of maintenance programs with external applications is relatively expensive.
  • the object of the present invention is to provide a method for maintaining an automation system that does not have the above-mentioned disadvantages, which in particular is easy to perform.
  • That the maintenance program is connected to an e-mail server that manages multiple field devices as separate e-mail users, and maintenance-related information is managed as e-mails to the field devices concerned
  • the essential idea of the invention is to assign eMail addresses for field devices. As a result, information can be easily assigned to field devices by sending or retrieving eMails to field devices.
  • a maintenance program communicates with an e-mail server to send or receive maintenance-relevant information.
  • FIG. 1 Communication network of automation technology.
  • a communication network KN of automation technology is shown in more detail.
  • a data bus D 1 several computer units (workstations) WSL, WS2 are connected. These computer units serve as higher-level units (control systems or control units) for process visualization, process monitoring and for engineering as well as for operating and monitoring field devices.
  • the data bus Dl operates z. Eg according to the Profibus DP standard or according to the HSE (High Speed Ethernet standard) of the Foundation Fieldbus.
  • a gateway G1 which is also referred to as a linking device or as a segment coupler, the data bus D1 is connected to a fieldbus segment SM1.
  • the fieldbus segment SMl consists of several field devices Fl, F2, F3, F4 which are connected to each other via a field bus FB.
  • the field devices Fl, F2, F3, F4, are both sensors and actuators.
  • the fieldbus FB operates according to one of the known fieldbus standards Profibus, Foundation Fieldbus or HART.
  • a maintenance program is installed on the computer unit WSl .
  • the computer unit WS1 is connected to an e-mail server "Mail.”
  • the individual field devices F1-F4 are registered as e-mail users (users) on the e-mail server "Mail”.
  • the e-mail server "Mail" can also be reached via public communication networks.
  • Eg tagname@maintenancerequest.ABC.com. ABC is the company name.
  • the device name "tagname” provides a clear possibility to identify field devices in a plant, for example a "TT 101", which specifies a specific temperature transmitter, eg "TT 101".
  • B. denotes the field device Fl.
  • each e-mail can be provided with corresponding send options, which classify the importance of these e-mails and thus of the maintenance work to be performed.
  • a service technician thus sees immediately when retrieving the e-mails, which priority the individual maintenance information or the Has maintenance work.
  • the person who initiates the maintenance work receives feedback on whether and at what time his information has been read.
  • Field device are run, so the control tool can easily send a corresponding eMail to the respective field device.
  • the defect or the error on a field device can be easily photographed with a mobile phone and attached the image as an attachment to an e-mail to the field device.
  • the additional visualization makes it much easier to make mistakes clear to other people.
  • the identification of the defective field device is considerably easier with image information.
  • the maintenance program or the operating tool has a network view for the automation system in which all field devices and components of the respective bus system are listed in accordance with a hierarchical file directory, it can be signaled to the service technician by an appropriate marking of the displayed field devices. for which field devices maintenance work is necessary. For this, the operating tool or the maintenance program only has to retrieve the eMails for the respective field devices.
  • a maintenance work can be declared as an invitation to a meeting.
  • the participants are the maintenance technician and the field device. Times when it would be wise not to perform any maintenance could be marked as such by the user "field device" of the e-mail program, as the person who schedules the maintenance work, ie, the invitation, thinks when the work should best be done.

Abstract

Bei einem Verfahren zum Instandhalten einer automatisierungstechnischen Anlage sind mehrere Feldgeräte über eine Kommunikationsverbindung mit einem Wartungsprogramm, das auf einer Rechnereinheit abläuft, verbunden. Die Rechnereinheit ist mit einem e-Mail-Server verbunden, der mehrere Feldgeräte als separate e-Mail-Nutzer verwaltet. Wartungsrelevante Informationen zu den betreffenden Feldgeräten werden als e-Mails verwaltet.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Instandhalten einer automatisierungs-technischen
Anlage
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Instandhalten einer automatisierungstechnischen Anlage.
[0002] In der Automatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur
Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massedurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte etc., die als Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck bzw. Temperatur erfassen.
[0003] Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, die z. B. als Ventile den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt oder als Pumpen den Füllstand in einem Behälter beeinflussen.
[0004] Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Fa. Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
[0005] In der Regel sind Feldgeräte in modernen automatisierungstechnischen Anlagen über Kommunikationssysteme (HART, Profibus, Foundation Fieldbus, etc.), mit übergeordneten Einheiten (z. B. Leitsysteme oder Steuereinheiten) verbunden. Diese übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Als Feldgeräte werden allgemein auch solche Einheiten bezeichnet, die direkt an einen Feldbus angeschlossen sind und zur Kommunikation mit den übergeordneten Einheiten dienen (z. B. Remote I/Os, Gateways, Linking Devices).
[0006] Zum Teil sind Feldbussysteme in Unternehmensnetzwerke, die auf Ethernetbasis arbeiten, integriert. Damit kann aus unterschiedlichen Bereichen eines Unternehmens auf Prozess- bzw. Feldgerätedaten zugegriffen werden.
[0007] Zur weltweiten Kommunikation können die Firmennetzwerke auch mit öffentlichen Netzwerken, z. B. dem Internet verbunden sein.
[0008] Zur Bedienung der Feldgeräte sind entsprechende Bedienprogramme notwendig. Diese Bedienprogramme können eigenständig in einer übergeordneten Einheit ablaufen (FieldCare, Endress+Hauser; Pactware; AMS, Emerson; Simatic PDM, Siemens) oder aber auch in Leitsystem- An Wendungen (Simatic PCS7, Siemens; ABB Symphony, Delta V, Emerson) integriert sein.
[0009] Für die sichere Prozesssteuerung ist eine kontinuierliche Instandhaltung der einzelnen Anlageteile insbesondere der Feldgeräte notwendig, deshalb müssen Feldgeräte laufend überprüft werden.
[0010] Moderne Feldgeräte weisen vielfach eine standardisierte Feldbusschnittstelle zur Kommunikation mit einem offenen Feldbussystem und/oder eine proprietäre Schnittstelle zur herstellerspezifischen Kommunikation mit einer Service/ Bedieneinheit auf. Häufig handelt es sich bei den Service/Bedieneinheiten um tragbare Kleinrechner (Laptops, Palms etc.), wie sie aus dem Consumer-Electronic-Bereich (Büro- und Heim-Computer) allgemein bekannt sind.
[0011] Die Überprüfung der Feldgeräte kann einerseits über das Feldbussystem von einem Leitsystem aus bzw. über die Service-Schnittstelle vor Ort mit einer Service/ Bedieneinheit erfolgen. Hierfür sind entsprechende Diagnosetools bekannt.
[0012] Vielfach erfolgt eine Überprüfung von Feldgeräten auch bei regelmäßigen Kontrollgängen durch die Anlage.
[0013] Inspiziert ein Wartungstechniker eine Anlage und stellt fest, dass an einem bestimmten Feldgerät Wartungsarbeiten notwendig sind, so muss er eine entsprechende Mitteilung an die Warte schicken. Die Mitteilung kann mehr oder weniger umfangreich ausfallen. Häufig ist es sehr aufwendig, ein offensichtliches Problem klar und exakt zu beschreiben, so dass eine weitere Person das Problem schnell erkennen und somit einfach beheben kann.
[0014] Häufig werden auch Wartungsarbeiten, die an einem Feldgerät durchzuführen sind, mit Hilfe von speziellen Wartungsprogrammen (Asset-Management-Tools) verwaltet. Es ist aber nicht immer gewährleistet, dass Mitarbeiter Rechnereinheiten auf denen diese Spezialprogramme installiert sind, mit sich führen bzw. auf diese Rechnereinheiten Zugriff haben.
[0015] Ein Servicetechniker, der das Feldgerät vor Ort aufsucht, an dem Wartungsarbeiten auszuführen sind, muss häufig in der Warte nachfragen, um welches Problem es sich bei dem betreffenden Feldgerät genau handelt. Durch die verbale Kommunikation kann es zu Verwechslungen und zu Fehlern beim Abruf von Informationen zu dem betreffenden Feldgerät kommen.
[0016] Normalerweise stehen dem Servicetechniker auch keine optischen Informationen vor Ort zur Verfügung, die seine Wartungsarbeiten unterstützen könnten.
[0017] Stellt z. B. ein Werksleiter bei einem Routine-Durchgang durch eine Anlage ein problematisches Feldgerät fest, so hat er normalerweise nur die Möglichkeit sich persönliche Notizen zu machen, da ihm vor Ort die notwendigen technischen Mittel nicht zur Verfügung stehen. [0018] Häufig sind die eingesetzten Wartungsprogramme sehr komplex und nicht einfach zu bedienen, so dass nur speziell geschulte Personen mit diesen Programmen umgehen können. Beliebigen Personen ist es deshalb nicht möglich Wartungsarbeiten mit solchen Programmen einzuleiten bzw. anstoßen. Auch ist die Kommunikation der Wartungsprogramme mit externen Applikationen relativ aufwendig.
[0019] Wichtige Informationen zu Feldgeräten sind meist Unternehmens weit verstreut und für den Wartungstechniker nur schwer auffindbar. Jedes Unternehmen verwendet zur Informationsspeicherung spezielle Systeme und Ablageverfahren.
[0020] Auch sind Arbeitsabläufe, so genannte „Workflows", mit diesen
Wartungsprogrammen nur aufwendig zu programmieren bzw. zu realisieren.
[0021] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Instandhalten einer automatisierungstechnischen Anlage anzugeben, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist, das insbesondere einfach durchzuführen ist.
[0022] Gelöst wird diese Aufgabe durch folgende im Anspruch 1 angegebenen
Verfahrensschritte :
[0023] Verfahren zum Instandhalten einer automatisierungstechnischen Anlage, die mehrere Feldgeräte aufweist, die über eine Kommunikationsverbindung mit einem Wartungsprogramm, das auf einer Rechnereinheit abläuft, verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
[0024] dass das Wartungsprogramm mit einem eMail- Server verbunden ist, der mehrere Feldgeräte als separate eMail-Nutzer verwaltet, und wartungsrelevante Informationen als eMails zu den betreffenden Feldgeräten verwaltet werden
[0025] Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, für Feldgeräte eMail- Adressen zu vergeben. Dadurch können Informationen in einfacher Weise Feldgeräten zugeordnet werden, indem eMails an Feldgeräte gesendet bzw. abgerufen werden. Ein Wartungsprogramm kommuniziert mit einem eMail-Server um wartungsrelevante Informationen zu senden bzw. zu empfangen.
[0026] Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
[0027] Es zeigt:
[0028] Fig. 1 Kommunikationsnetzwerk der Automatisierungstechnik.
[0029] In Fig. 1 ist ein Kommunikationsnetzwerk KN der Automatisierungstechnik näher dargestellt. An einen Datenbus D 1 sind mehrere Rechnereinheiten (Workstations) WSl, WS2 angeschlossen. Diese Rechnereinheiten dienen als übergeordnete Einheiten (Leitsysteme bzw. Steuereinheiten) zur Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung und zum Engineering sowie zum Bedienen und Überwachen von Feldgeräten. Der Datenbus Dl arbeitet z. B. nach dem Profibus DP-Standard oder nach dem HSE (High Speed Ethernet- Standard) der Foundation Fieldbus. Über ein Gateway Gl, das auch als Linking Device oder als Segmentkoppler bezeichnet wird, ist der Datenbus Dl mit einem Feldbussegment SMl verbunden. Das Feldbussegment SMl besteht aus mehreren Feldgeräten Fl, F2, F3, F4 die über einen Feldbus FB miteinander verbunden sind. Bei den Feldgeräten Fl, F2, F3, F4, handelt es sich sowohl um Sensoren sowie um Aktoren. Der Feldbus FB arbeitet entsprechend nach einem der bekannten Feldbusstandards Profibus, Foundation Fieldbus oder HART. Auf der Rechnereinheit WSl ist ein Wartungsprogramm installiert. Die Rechnereinheit WSl ist mit einem eMail-Server „Mail" verbunden. Auf dem eMail-Server „Mail" sind die einzelnen Feldgeräte F1-F4 als eMail-User (Nutzer) registriert. Der eMail-Server „Mail" ist auch über öffentliche Kommunikationsnetze zu erreichen.
[0030]
[0031] Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.
[0032] Stellt eine Person fest, dass Wartungsarbeiten an einem Feldgerät vorzunehmen sind, so sendet die betreffende Person eine eMail an das zu überprüfende Feldgerät z. B. tagname@maintenancerequest.ABC.com. ABC ist der Firmenname. Über die Gerätebezeichnung „tagname" ist eine eindeutige Möglichkeit gegeben, Feldgeräte in einer Anlage zu identifizieren. Beispiel für einen tagname ist „TT 101", der einen bestimmten Temperaturtransmitter z. B. das Feldgerät Fl bezeichnet.
[0033] Das Versenden und Abrufen von eMails ist einfach in bestehende Applikationen zu integrieren. Außerdem beherrschen heutzutage weite Bevölkerungsschichten den Umgang mit eMails. Applikationen und Personen die nicht dem Kreis der Wartungsbzw. Servicetechniker zuzuordnen sind, können so in einfacher Weise veranlassen, dass Wartungsarbeiten an einem bestimmten Feldgerät ausgeführt werden. Hierzu muss die Applikation oder die betreffende Person nur eine eMail an die eMail- Adresse des Feldgerätes senden.
[0034] Ein Servicetechniker, der Reparaturarbeiten ausführen soll, kann in einfacher Weise eMails, die zu einem Feldgerät eingegangen sind vorab aufrufen und damit seine Wartungsarbeiten optimal planen und ausführen.
[0035] Wie bei eMails üblich, kann jede eMail mit entsprechenden Sendeoptionen versehen werden, die die Wichtigkeit dieser eMails und damit der durchzuführenden Wartungsarbeiten klassifiziert. Ein Servicetechniker sieht somit unmittelbar beim Abruf der eMails, welche Priorität die einzelne Wartungsinformation bzw. die Wartungsarbeit besitzt.
[0036] Weiterhin ist es auch möglich eMails mit einer Lesebestätigung zu versenden.
Somit erhält die Person, die die Wartungsarbeit veranlasst, eine Rückmeldung, ob und zu welchem Zeitpunkt seine Informationen gelesen wurden.
[0037] Häufig werden in Automatisierungsanlagen auch Bedientools mit Asset-
Management-Funktionalitäten eingesetzt. Beispiel für ein solches Bedientool ist das Produkt Fieldcare von der Fa. Endress+Hauser.
[0038] Stellt ein entsprechendes Bedientool fest, dass Wartungsarbeiten an einem
Feldgerät auszuführen sind, so kann auch das Bedientool in einfacher Weise eine entsprechende eMail an das jeweilige Feldgerät senden.
[0039] Der Defekt bzw. der Fehler an einem Feldgerät kann mit einem Mobiltelefon leicht fotografiert werden und das Bild als Anhang an eine eMail an das Feldgerät angehängt werden. Durch die zusätzliche Visualisierung können Fehler viel leichter anderen Personen verständlich gemacht werden. Auch die Identifizierung des fehlerhaften Feldgerätes ist mit einer Bildinformation erheblich einfacher.
[0040] Weist das Wartungsprogramm bzw. das Bedientool eine Netzwerksicht für die automatisierungstechnische Anlage auf, in der entsprechend einem hierarchischem Datei Verzeichnis alle Feldgeräte und Komponenten des jeweiligen Bussystems aufgeführt sind, so kann durch eine entsprechende Markierung der angezeigten Feldgeräte, dem Servicetechniker signalisiert werden, für welche Feldgeräte Wartungsarbeiten notwendig sind. Hierfür muss das Bedientool bzw. das Wartungsprogramm nur die eMails für die jeweiligen Feldgeräte abrufen.
[0041] Gängige eMail- Programme (z. B. Lotus Notes oder Cutlook) erlauben auch das
Einrichten von Arbeitsabläufen (workflows). Eine Wartungsarbeit kann als Einladung zu einer Besprechung deklariert werden. Teilnehmer sind der Wartungstechniker und das Feldgerät. Zeiten zu denen sinnvoller Weise keine Wartungsarbeiten durchgeführt werden sollten, könnten beim User „Feldgerät" des eMailprogramms entsprechend gekennzeichnet sein. So sieht die betreffende Person, die die Wartungsarbeit d. h. die Einladung plant, wann die Arbeit am besten durchgeführt werden sollte.
[0042] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein einfaches Speichern und Abrufen von Daten die einem Feldgerät der Automatisierungstechnik zugeordnet sind möglich. Spezialprogramme bzw. Spezialkenntnisse sind hierfür nicht notwendig. Das Versenden und Empfangen von eMails ist für viele Personen heute selbstverständlich. Durch die Nutzung bekannter eMail-Programme können Instandhaltungsarbeiten erheblich vereinfacht werden. Durch die Vergabe von eMail- Adressen für Feldgeräte lassen sich eine Vielzahl von Möglichkeiten, die gängige eMail-Programme zur Verfügung stellen, nutzen. Die eindeutige Identifizierung eines Feldgeräts ist über seine eMal- Adresse möglich.

Claims

Ansprüche
[0001] 1. Verfahren zum Instandhalten einer automatisierungstechnischen Anlage, die mehrere Feldgeräte aufweist, die über eine Kommunikationsverbindung mit einem Wartungsprogramm, das auf einer Rechnereinheit abläuft, verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Wartungsprogramm mit einem e-Mail-Server verbunden ist, der mehrere Feldgeräte als separate e-Mail-Nutzer verwaltet, und wartungsrelevante Informationen als e-Mails zu den betreffenden Feldgeräten verwaltet werden.
[0002] 2. verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wartungsrelevante
Informationen Wartungs auftrage sind.
[0003] 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die e-Mails enföprechend ihrer Wichtigkeit für den Betrieb der Automatisierungs anläge mit einer entsprechenden Sendeoption gesendet werden.
[0004] 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die e-Mails enföprechend ihrer Wichtigkeit für den Betrieb der Automatisierungs anläge mit einer Lesebestätigung versehen werden.
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