WO2008058991A1 - Verfahren zum betreiben eines nach dem blockmodell arbeitenden modularen feldgerätes der automatisierungstechnik - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines nach dem blockmodell arbeitenden modularen feldgerätes der automatisierungstechnik Download PDF

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WO2008058991A1
WO2008058991A1 PCT/EP2007/062328 EP2007062328W WO2008058991A1 WO 2008058991 A1 WO2008058991 A1 WO 2008058991A1 EP 2007062328 W EP2007062328 W EP 2007062328W WO 2008058991 A1 WO2008058991 A1 WO 2008058991A1
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transmitter
operating
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transmission block
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Jörg HÄHNICHE
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Endress+Hauser Process Solutions Ag
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • 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
    • G05B19/0423—Input/output
    • 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
    • G05B2219/25098—Detect connected sensors, set parameters, gain automatically
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/25428—Field device
    • G—PHYSICS
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    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2609—Process control

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a working according to the block model modular field device of automation technology according to the preamble of claim 1.
  • Process automation technology often uses field devices that are used to detect and / or influence 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.
  • field devices in modern automation systems are connected via communication networks (Profibus, Foundation Fieldbus, etc.) to higher-level units (eg, control systems, control units).
  • higher-level units eg, control systems, control units.
  • These higher-level units are used for process control, process visualization, process monitoring as well as for commissioning or operating the field devices.
  • Field devices are also generally referred to as those units which are connected directly to a field bus and serve for communication with the higher-level units (eg, remote I / Os, gateways, linking devices, controllers).
  • higher-level units eg, remote I / Os, gateways, linking devices, controllers.
  • fieldbus systems are also integrated in enterprise networks that operate on Ethernet basis. This makes it possible to access process or field device information from different areas of a company. For worldwide communication corporate networks can also be used with public networks, such. B. connected to the Internet.
  • control system applications eg Simatic PCS7, Siemens, Freelance, ABB, Delta V, Emerson.
  • B. Profibus and Foundation Fieldbus An essential aspect of open fieldbus systems such.
  • B. Profibus and Foundation Fieldbus is the interoperability and interchangeability of devices from different manufacturers. So sensors, actuators, etc. from different manufacturers can be used together without any problems. It is also possible to replace a sensor from a specific manufacturer with a corresponding sensor from another manufacturer.
  • Data and functions of a field device are encapsulated in different blocks that come to the outside as communication objects in appearance.
  • Each field device that operates on the block model has at least one device block (Resource Block), which identifies all the data that identify a device z.
  • Device block identifies all the data that identify a device z.
  • Device name serial number
  • hardware and firmware versions are examples of devices that can be used to store data.
  • a transmission block (transducer block) available.
  • Such a transmission block is used for the preparation of input signals z.
  • B. a supplied from a sensor raw signal before it is forwarded to other blocks for further processing.
  • the transmission block is usually the calibration and the linearization of the raw signal, so that after this processing as an output signal this block the actual reading is available.
  • the functionality of the transmission block exactly matched to the sensor that delivers the raw signal.
  • AO Analog Output
  • the transmission block can be stored in the device, as it is not known with which sensor type, the user wants to actually use the transmitter ,
  • the transmission block is stored only in the relevant field device when it is clear which type of sensor the user will use. As a rule, this is only possible after ordering the field device. This means a considerable effort in the manufacturing process and in storage in modular field devices. It can not be ruled out that a non-matching transmission block is stored in a money device.
  • the user has another problem that replacement of an existing sensor with another type of sensor is not readily possible. For this, he must replace the transmission block in the transmitter if the newly installed sensor does not match the existing transmission block in the transmitter. This means an interruption of the process application and thus an undesired system shutdown. In addition, the replacement of a service technician is necessary.
  • the object of the present invention is therefore a method for Operate a working according to the block model modular field device of automation technology, which does not have the disadvantages mentioned above, which in particular allows easy adjustment of a transmitter to the transmitter type used and which is simple and inexpensive to carry out.
  • FIG. 1 field bus system in a schematic representation
  • 2 shows a block diagram of a field device in a schematic representation
  • FIG. 1 shows a detail of a network of automation technology.
  • a data bus D1 To a data bus D1 several computer units, (workstations, workstations) WS1, WS2, connected. These computer units serve as higher-level units (control system or control unit), inter alia, for process visualization, process monitoring and for engineering as well as for operating and monitoring field devices.
  • the data bus D1 operates z. For example, according to the Foundation Fieldbus HSE (High Speed Ethernet) standard.
  • a gateway G1 which may also be a linking device or a controller, the data bus D1 is connected to a fieldbus segment SM1.
  • the field bus segment SM1 consists of several field devices F1, F2, F3, F4, which are connected to each other via a field bus FB.
  • the field devices F1, F2, F3, F4 may be sensors or actuators.
  • the fieldbus FB works z. For example, according to the fieldbus standard Foundation Fieldbus.
  • Block diagram shown in more detail. It consists of a physical sensor MA1 for recording a process variable (eg a pH sensor, conductivity sensor) and a transmitter MU in which the measurement signal coming from the sensor is processed and sent to other communication users, eg a computer.
  • a process variable eg a pH sensor, conductivity sensor
  • a transmitter MU in which the measurement signal coming from the sensor is processed and sent to other communication users, eg a computer.
  • the field devices F2-F4 is provided via the fieldbus FB.
  • the transmitter MU has as software components to a block of equipment (Resource Block R), which contains the device and manufacturer name, the serial number and the hardware and firmware versions of the transmitter MU.
  • Resource Block R a block of equipment
  • the data of the device block can be easily queried via the fieldbus FB.
  • a transmission block (transducer block T1) is provided.
  • the transmission block T1 is used for processing of the
  • Sensor MA1 delivered raw signal.
  • T1 z. B a calibration and linearization of the supplied from the sensor MA1 raw signal. After Processing of the raw signal is the actual measured value MW available for further purposes. This measured value MW can be forwarded to other function blocks.
  • the measured value MW is forwarded only to a function block F1 in the transmitter MU.
  • This function block F1 is then an AI function block (analog input), which provides the measured value MW other communication partners via the fieldbus FB.
  • Transmitters MU are used, for example, a PID block is mentioned here.
  • Function blocks can be used to set up simple but also very complex control strategies.
  • the timing of the communication between the function blocks controls in Foundation Fielbus a so-called link-active scheduler LAS. It controls the bus activities with the aid of various commands, which are sent to the individual bus devices (field devices). Devices that perform the function of the LAS, called a link master. As the LAS continuously polls even unused device addresses, it is possible to connect field devices to the fieldbus during operation and to integrate them into ongoing operation. In the present case, the LAS is provided in the gateway G1.
  • Foundation Fieldbus distinguishes between cyclic and acyclic communication. Time-critical tasks such. As the control of the process variables via the control loops are handled exclusively via the cyclic communication.
  • the parameterization and diagnostics of field devices are handled exclusively via the cyclic communication.
  • One cycle of the processing schedule is called macrocycle.
  • the time is fixed for each device (bus subscriber), at which the device is requested to send its cyclic data from the LAS.
  • the addressed device (the publisher) then publishes its data z. B. a measured value via the fieldbus. This data is then read by all devices that have been configured to subscribe to this data.
  • Fig. 3 the publisher-subscriber principle using the two field devices F1, F2 is shown schematically simplified function blocks FB1 and FB2 shown schematically.
  • the field device F1 is the publisher for a measured value MW
  • the field device F2 is the subscriber for this measured value MW.
  • the communication between the corresponding function blocks FB1 (eg Dl block) and FB2 (eg PID block) takes place via a corresponding communication relation.
  • Fig. 4 the hardware structure of the field device F1 is shown in more detail.
  • a microprocessor ⁇ P in the transmitter is via a
  • the RS485 interface connected to the sensor MA1.
  • the sensor MA1 has a sensor S an amplifier V and a relatively simple microcontroller ⁇ C.
  • the microprocessor ⁇ P in the transmitter is with several
  • a memory VM serves as a temporary (volatile) RAM RAM.
  • the memory for the software program SP to be executed in the microprocessor ⁇ P is an EPROM memory or flash memory FLASH.
  • a non-volatile RAM RAM for the software program SP to be executed in the microprocessor ⁇ P.
  • Writable data memory NVM z As an EEPROM memory parameter values (eg calibration data, etc.) are stored.
  • the software program SP running in the microprocessor ⁇ P defines the application-related functionalities of the field device (eg. Measured value calculation, linearization of the measured values, diagnostic tasks, etc.). In particular, the various function blocks are also managed here.
  • microprocessor ⁇ P is connected to a display operating unit A / B (eg LCD display with a plurality of pushbuttons).
  • a display operating unit A / B eg LCD display with a plurality of pushbuttons.
  • the microprocessor ⁇ P is connected via a communication unit COM to a fieldbus interface FBS.
  • a supply unit NT supplies the necessary energy for the individual electronic components of the field device F1.
  • the power supply lines to the individual components in the field device are not shown for clarity.
  • the identifier KN1 stored in the sensor MA1 is read out of the sensor MA1. Based on this identifier, the sensor MA1 can be identified by the transmitter MU.
  • a generic transmission block T can be provided in the transmitter MU, which can be adapted to different sensor types MA1, MA2 or MA3.
  • the generic transmission block or the various transmission blocks can already be transferred to the field device during production. This simplifies production, warehousing and ordering.
  • the user can change the sensor type easily and securely.
  • the appropriate transfer block is always available automatically.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben eines nach dem Blockmodell arbeitenden modular aufgebauten Feldgerätes der Automatisierungstechnik, das aus einem Messaufnehmer (MA1) und einem Messumformer (MU) besteht, wird nach dem Verbinden des Messaufnehmers (MA1) mit dem Messumformer (MU) eine im Messaufnehmer (MA1) gespeicherten Kennung (KN1) ausgelesen und über diese Kennung (KN1) der dem eingesetzten Messaufnehmer (MA1) angepassten Übertragungsblock im Messumformer (MU) aktiviert.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben eines nach dem Blockmodell arbeitenden modularen Feldgerätes der Automatisierungstechnik
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines nach dem Blockmodell arbeitenden modularen Feldgerätes der Automatisierungstechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] In der Automatisierungstechnik insbesondere in der
Prozessautomatisierungstechnik 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, z. B. Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw.der Füllstand in einem Behälter verändert werden kann.
[0004] Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firmengruppe Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
[0005] In der Regel sind Feldgeräte in modernen automatisierungstechnischen Anlagen über Kommunikationsnetzwerke (Profibus, Foundation Fieldbus etc.) mit übergeordneten Einheiten (z. B. Leitsysteme, Steuereinheiten) verbunden. Diese übergeordneten Einheiten dienen zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme bzw. zum Bedienen der Feldgeräte.
[0006] 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, Controller).
[0007] Zum Teil sind Feldbussysteme auch in Unternehmensnetzwerke, die auf Ethernet-Basis arbeiten, integriert. Damit kann aus unterschiedlichen Bereichen eines Unternehmens auf Prozess- bzw. Feldgeräteinformationen zugegriffen werden. [0008] Zur weltweiten Kommunikation können Firmennetzwerke auch mit öffentlichen Netzwerken, z. B. dem Internet verbunden sein.
[0009] Zum Bedienen und zur Inbetriebnahme der Feldgeräte sind entsprechende Bedienprogramme notwendig (z. B. FieldCare, Endress+Hauser; Pactware; AMS, Emerson; Simatic PDM, Siemens).
[0010] Zur Anlagensteuerung und -Überwachung von größeren Anlagen dienen Leitsystem-Anwendungen (z. B. Simatic PCS7, Siemens; Freelance, ABB; Delta V, Emerson).
[0011] Ein wesentlicher Aspekt bei offenen Feldbussystemen wie z. B. Profibus und Foundation Fieldbus ist die InterOperabilität und die Austauschbarkeit von Geräten unterschiedlicher Hersteller. So können Sensoren, Aktoren etc. verschiedener Hersteller problemlos zusammen eingesetzt werden. Auch ist es möglich einen Sensor eines bestimmten Herstellers durch einen entsprechenden Sensor eines anderen Herstellers auszutauschen.
[0012] Dies erfordert eine klare Strukturierung von Daten und Funktionen in den einzelnen Feldgeräten, um einen einheitlichen systemweiten Datenzugriff zu ermöglichen. Erreicht wird dieser einfache Datenzugriff durch standardisierte Feldbussystem wie Profibus bzw. Foundation Fieldbus, die nach dem Blockmodell arbeiten.
[0013] Daten und Funktionen eines Feldgerätes werden dabei in unterschiedlichen Blöcken gekapselt, die nach außen als Kommunikationsobjekte in Erscheinung treten.
[0014] Jedes Feldgerät, das nach dem Blockmodell arbeitet, weist zumindest einen Geräteblock (Resource Block) auf, der alle Daten, die ein Gerät identifizieren z. B. Geräte- und Herstellernamen, Seriennummer, Hardware- und Firmwareversionen, beinhaltet.
[0015] Neben dem Geräteblock ist meist noch ein Übertragungsblock (transducer block) vorhanden. Ein solcher Übertragungsblock dient zur Aufbereitung von Eingangssignalen z. B. eines von einem Messaufnehmer gelieferten Rohsignals, bevor es an andere Blöcke zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet wird.
[0016] Im Übertragungsblock erfolgt meist die Kalibrierung und die Linearisierung des Rohsignals, so dass nach dieser Verarbeitung als Ausgangssignal dieses Blocks der eigentliche Messwert zur Verfügung steht.
[0017] Die Funktionalität des Übertragungsblocks genau auf den Messaufnehmer, der das Rohsignal liefert, abgestimmt.
[0018] Weiter anwendungsorientierte Funktionsblöcke sind z. B. PID- , Al-
(Anolog Input), AO- (Analog Output) Blöcke, die bestimmte Funktionen der jeweiligen Geräte kapseln und die für eine komplexe Kontrollstrategie zusammengeschaltet werden können.
[0019] Bei modular aufgebauten Feldgeräten, bei denen z. B. ein Messumformer mit unterschiedlichen Messaufnehmern verbunden wird, besteht das Problem seitens des Geräteherstellers, dass nicht schon bei der Fertigung des Gerätes der Übertragungsblock im Gerät abgespeichert werden kann, da noch nicht bekannt ist, mit welchem Messaufnehmertyp, der Anwender den Messumformer tatsächlich einsetzen will.
[0020] Aus diesem Grund wird der Übertragungsblock erst im betreffenden Feldgerät abgespeichert, wenn Klarheit darüber besteht, welchen Messaufnehmertyp der Anwender einsetzen wird. In der Regel ist dies erst nach der Bestellung des Feldgerätes möglich. Dies bedeutet bei modularen Feldgeräten einen erheblichen Aufwand beim Herstellungsprozess und in der Lagerhaltung. Dabei ist nicht auszuschließen, dass ein nicht passender Übertragungsblock in einem Geldgerät abgespeichert wird.
[0021] Beim Anwender besteht ein weiteres Problem, dass der Austausch eines vorhandenen Messaufnehmers gegen einen anderen Typen von Messaufnehmer nicht ohne weiteres möglich. Er muss hierfür den Übertragungsblock im Messumformer austauschen, wenn der neu eingesetzte Messaufnehmer nicht zum vorhandenen Übertragungsblock im Messumformer passt. Dies bedeutet eine Unterbrechung der Prozessanwendung und damit ein unerwünschter Anlagenstillstand. Außerdem ist den Austausch ein Service-Techniker notwendig.
[0022] Insgesamt sind modular aufgebaute Feldgeräte auch vom Anwender in gewissen Situationen nicht einfach zu handhaben.
[0023]
[0024] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb ein Verfahren zum Betreiben eines nach dem Blockmodell arbeitenden modularen Feldgerätes der Automatisierungstechnik anzugeben, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist, das insbesondere eine einfache Anpassung eines Messumformers an den eingesetzten Messumformertyp ermöglicht und das einfach und kostengünstig durchführbar ist.
[0025] Gelöst wird diese Aufgabe durch folgende im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
[0026] Verfahren zum Betreiben eines nach dem Blockmodell arbeitenden modularen Feldgerätes der Automatisierungstechnik, das einen Messumformer aufweist, der mit unterschiedlichen Messaufnehmer verbindbar ist und der zur messaufnehmerspezifischen Signalauswertung einen Übertragungsblock benötigt, mit folgenden Verfahrensschritten:
1. Verbinden eines Messaufnehmers MA1 mit dem Messumformer MU
2. Auslesen im Messaufnehmer MA1 gespeicherten Kennung KN 1
3. Aktivierung eines auf den eingesetzten Messaufnehmer MA1 angepassten Übertragungsblock im Messumformer MU
[0027] Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, dass der
Übertragungsblock sich automatisch an den eingesetzten
Messumformertypen anpasst. [0028] Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben. [0029] So können im Messumformer mehrere Übertragungsblöcke für unterschiedliche Messaufnehmer gespeichert sein. [0030] [0031] Alternativ ist im Messumformer ein generischer Übertragungsblock gespeichert ist, der an unterschiedliche Messaufnehmer angepasst werden kann. [0032] Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. [0033] Es zeigen:
[0034] Fig. 1 Feldbussystem in schematischer Darstellung; [0035] Fig. 2 Blockdiagramm eines Feldgerätes in schematischer Darstellung [0036] In Fig. 1 ist ein Netzwerk der Automatisierungstechnik näher dargestellt. An einen Datenbus D1 sind mehrere Rechnereinheiten, (Arbeitsplatzrechner, Workstations) WS1 , WS2, angeschlossen. Diese Rechnereinheiten dienen als übergeordnete Einheiten (Leitsystem bzw. Steuereinheit) unter anderem zur Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung und zum Engineering wie zum Bedienen und Überwachen von Feldgeräten. Der Datenbus D1 arbeitet z. B. nach dem HSE (High Speed Ethernet)-Standard der Foundation Fieldbus. Über ein Gateway G1 , das auch ein Linking Device oder ein Controller sein kann, ist der Datenbus D1 mit einem Feldbus-Segment SM1 verbunden. Das Feldbus-Segment SM1 besteht aus mehreren Feldgeräten F1 , F2, F3, F4, die über einen Feldbus FB miteinander verbunden sind. Bei den Feldgeräten F1 , F2, F3, F4 kann es sich sowohl um Sensoren oder um Aktoren handeln. Der Feldbus FB arbeitet z. B. nach dem Feldbusstandard Foundation Fieldbus.
[0037] In Figur 2 ist eines der Feldgeräte, z. B. das Feldgerät F1 , als
Blockdiagramm näher dargestellt. Es besteht aus einem physikalischen Messaufnehmer MA1 zur Erfassung einer Prozessvariablen (z. B. ein pH-Sensor, Leitfähigkeitsensor) und einem Messumformer MU in dem das vom Messaufnehmer kommende Messsignal aufbereitet und anderen Kommunikationsteilnehmern, z. B. den Feldgeräten F2-F4 über den Feldbus FB zur Verfügung gestellt wird.
[0038] Der Messumformer MU weist als Softwarekomponenten einen Geräteblock (Resource Block R) auf, der den Geräte- und Herstellernamen, die Seriennummer sowie die Hardware- und Firmwareversionen des Messumformers MU enthält.
[0039] Die Daten des Geräteblocks können einfach über den Feldbus FB abgefragt werden.
[0040] Als weitere Softwarekomponente ist ein Übertragungsblock (Transducer Block T1) vorgesehen.
[0041] Der Übertragungsblock T1 dient zur Aufbereitung des vom
Messaufnehmer MA1 gelieferten Rohsignals. Im Übertragungsblock T1 erfolgt z. B. eine Kalibrierung und eine Linearisierung des vom Messaufnehmer MA1 gelieferten Rohsignals. Nach der [0042] Verarbeitung des Rohsignals steht der eigentliche Messwert MW für weitere Zwecke zur Verfügung. Dieser Messwert MW kann an andere Funktionsblöcke weitergeleitet werden.
[0043] Im einfachsten Fall wird der Messwert MW nur an einen Funktionsblock F1 im Messumformer MU weitergeleitet. Dieser Funktionsblock F1 ist dann ein AI- Funktionsblock (analog input), der den Messwert MW anderen Kommunikationspartnern über den Feldbus FB zur Verfügung stellt.
[0044] Neben einem AI-Block können noch weitere Funktionsblöcke im
Messumformer MU eingesetzt werden, beispielhaft sei hier ein PID-Block erwähnt.
[0045] Mit Funktionsblöcken können einfache aber auch sehr komplexe Kontrollstrategien aufgebaut werden.
[0046] Zur Erstellung von Kontrollstrategien werden entsprechende Werkzeug z. B. ControlCare der Fa. Endress+Hauser eingesetzt. Die fertige Kontrollstrategie wird bei der Inbetriebnahme des Feldbussystems per Download in die einzelnen Feldgeräte übertragen.
[0047] Den zeitlichen Ablauf der Kommunikation zwischen den Funktionsblöcken steuert bei Foundation Fielbus ein so genannter Link-Active-Scheduler LAS. Er kontrolliert die Busaktivitäten mit Hilfe verschiedener Kommandos, welche an die einzelnen Busteilnehmer (Feldgeräte) gesendet werden. Geräte die die Funktion des LAS ausführen, bezeichnet man als Link-Master. Da der LAS fortlaufend auch unbelegte Geräteadressen abfragt, ist es möglich im laufenden Betrieb Feldgeräte an den Feldbus anzuklemmen und die in den laufenden Betrieb zu integrieren. In vorliegenden Fall ist der LAS im Gateway G1 vorgesehen.
[0048] Prinzipiell unterscheidet man bei Foundation Fieldbus zwischen der zyklischen und der azyklischen Kommunikation. Zeitkritische Aufgaben wie z. B. die Regelung der Prozessgrößen über die Regelkreise werden ausschließlich über die zyklische Kommunikation abgewickelt. Die Parametrierung und Diagnose von Feldgeräten
[0049] erfolgt über die azyklische Kommunikation. Um alle
Kommunikationsaufgaben zum richtigen Zeitpunkt und ohne Zugriffskonflikte durchführen zu können, wird die zyklische Kommunikation nach einem festen Bearbeitungszeitplan, der sich zyklisch
[0050] wiederholt, durchgeführt. Einen Zyklus des Bearbeitungszeitplans nennt man auch Makrozyklus.
[0051] Die Kommunikation der Kommunikationsteilnehmer bei Foundation Fieldbus erfolgt nach dem Publisher-Subscriber-Prinzip.
[0052] Wie bereits erwähnt, liegt für jedes Gerät (Busteilnehmer) der Zeitpunkt fest, an dem das Gerät zum Senden seiner zyklischen Daten vom LAS aufgefordert wird. Das angesprochene Gerät (der Publisher) veröffentlicht daraufhin seine Daten z. B. einen Messwert über den Feldbus. Diese Daten werden dann von allen Geräten, die als Subscriber für diese Daten konfiguriert worden sind, gelesen.
[0053] In Fig. 3 ist das Publisher-Subscriber-Prinzip anhand der beiden Feldgeräten F1 , F2 mit vereinfacht ganz allgemein dargestellten Funktionsblöcken FB1 und FB2 schematisch dargestellt. Das Feldgerät F1 ist der Publisher für einen Messwert MW, das Feldgerät F2 ist der Subscriber für diesen Messwert MW. Die Kommunikation zwischen den entsprechenden Funktionsblöcken FB1 (z. B. Dl-Block) und FB2 (z. B. PID-Block) erfolgt über eine entsprechende Kommunikationsbeziehung.
[0054] In Fig. 4 Ist der hardwaremäßige Aufbau des Feldgerätes F1 näher dargestellt.
[0055] Ein Mikroprozessor μP im Messumformer ist über eine
RS485-Schnittstelle mit dem Messaufnehmer MA1 verbunden. Der Messaufnehmer MA1 weist einen Sensor S einen Verstärker V und einen relativ einfach aufgebauten Mikrocontroller μC auf.
[0056] Der Mikroprozessor μP im Messumformer ist mit mehreren
Speichereinheiten verbunden. Ein Speicher VM dient als temporärer (flüchtiger) Arbeitspeicher RAM. Als Speicher für das im Mikroprozessor μP auszuführende Softwareprogramm SP dient ein EPROM-Speicher oder Flash-Speicher FLASH. In einem nichtflüchtigen
[0057] beschreibbaren Datenspeicher NVM z. B. einem EEPROM-Speicher sind Parameterwerte (z. B. Kalibrierdaten etc.) abgespeichert.
[0058] Das im Mikroprozessor μP ablaufende Softwareprogramm SP definiert die anwendungsbezogenen Funktionalitäten des Feldgerätes (z. B. [0059] Messwertberechnung, Linearisierung der Messwerte, Diagnoseaufgaben etc.). Insbesondere werden hier auch die verschiedenen Funktionsblöcke verwaltet.
[0060] Weiterhin ist der Mikroprozessor μP mit einer Anzeige Bedieneinheit A/B (z. B. LCD-Anzeige mit mehreren Drucktasten) verbunden.
[0061] Zur Kommunikation mit einer Steuereinheit ist der Mikroprozessor μP über einen Kommunikations-Einheit COM mit einer Feldbusschnittstelle FBS verbunden. Eine Versorgungseinheit NT liefert die notwendige Energie für die einzelnen Elektronikkomponenten des Feldgerätes F1. Die Energieversorgungsleitungen zu den einzelnen Komponenten im Feldgerät sind der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet.
[0062] Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.
[0063] Wird der Messaufnehmer MA1 mit dem Messumformer MU erstmalig verbunden, so wird eine im Messaufnehmer MA1 gespeicherte Kennung KN1 aus dem Messaufnehmer MA1 ausgelesen. Anhand dieser Kennung kann der Messaufnehmer MA1 vom Messumformer MU identifiziert werden.
[0064] Sind im Messumformer verschiedene Übertragungsblöcke T1 , 12, T3 für unterschiedliche Messaufnehmer MA1 , MA2, MA3 mit entsprechenden Kennungen KN 1 , KN2, KN3 gespeichert, so kann anhand der Kennung KN1 der zum Messaufnehmer MA1 passende Übertragungsblock TA 1 aktiviert werden.
[0065] Alternativ ist ein generischer Übertragungsblock T im Messumformer MU vorgesehen sein, der an unterschiedliche Messaufnehmertypen MA1 , MA2 oder MA3 anpassbar ist.
[0066] Mit Hilfe der Kennung KN 1 kann auch der generische Übertragungsblock T entsprechend angepasst werden.
[0067] In beiden Fällen ist unmittelbar nach der Verbindung des Messaufnehmers MA1 mit dem Messumformer MU1 der zum Messaufnehmer MA1 passende Übertragungsblock aktiviert.
[0068] Hierdurch ergibt sich für Gerätehersteller und Anwender der Vorteil, dass Messumformer für unterschiedliche Messaufnehmertypen erheblich einfacherer zu handhaben sind. [0069] Beim Hersteller können der generische Übertragungsblock bzw. die verschiedenen Übertragungsblöcke bereits bei der Fertigung ins Feldgerät übertragen werden. Dies vereinfacht die Produktion, die Lagerhaltung und den Bestellvorgang.
[0070] Zusätzlich kann der Anwender den Messaufnehmertyp problemlos und sicher wechseln. Es steht immer automatisch der passende Übertragungsblock zur Verfügung.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines nach dem Blockmodell arbeitenden modularen Feldgerätes der Automatisierungstechnik, das einen Messumformer aufweist, der mit unterschiedlichen Messaufnehmer verbindbar ist und der zur messaufnehmerspezifischen Signalauswertung einen Übertragungsblock benötigt, mit folgenden Verfahrensschritten:
Verbinden eines Messaufnehmers MA1 mit dem Messumformer MU Auslesen im Messaufnehmer MA1 gespeicherten Kennung KN1 Aktivierung eines auf den eingesetzten Messaufnehmer MA1 angepassten Übertragungsblock im Messumformer MU
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Messumformer MU mehrere Übertragungsblöcke T1 , T2, T3 für unterschiedliche Messaufnehmer MA1 , MA2, MA3 gespeichert sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Messumformer MU ein generischer Übertragungsblock gespeichert ist, der an unterschiedliche Messaufnehmer MA1 , MA2, MA3 anpassbar ist.
PCT/EP2007/062328 2006-11-14 2007-11-14 Verfahren zum betreiben eines nach dem blockmodell arbeitenden modularen feldgerätes der automatisierungstechnik WO2008058991A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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