WO2013064362A1 - Intelligentes prozessinstrument - Google Patents

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WO2013064362A1
WO2013064362A1 PCT/EP2012/070389 EP2012070389W WO2013064362A1 WO 2013064362 A1 WO2013064362 A1 WO 2013064362A1 EP 2012070389 W EP2012070389 W EP 2012070389W WO 2013064362 A1 WO2013064362 A1 WO 2013064362A1
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central control
process instrument
user interface
instruments
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PCT/EP2012/070389
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Inventor
Josef Meixner
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G05B19/41855—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication by local area network [LAN], network structure
    • G—PHYSICS
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    • G05B2219/36163—Local as well as remote control panel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a process instrument for process-related use in an automated technical process. Furthermore, the invention relates to a central Leit ⁇ system for operating and / or observing a technical process, including process-integrated process instruments.
  • a field or process instrument is typically installed on site, ie close to the process in a technical process, where it fulfills the task of acquiring one or more measured values or performing a control intervention.
  • process instruments are usually "intelligent" and have the potential for suitable information and signal processing as well as device-related configuration and diagnostics. They are put under consideration of security aspects of a suitable electrical signal interface ⁇ and / or a real time field bus system to an or support systems in parallel to a plurality of information or philosophicalsunter- (for example, control systems) are connected, which in comparison with a single process tool over substantially more information about has the technical process.
  • One such control systems is typically the Sawau ⁇ tomation, production control, the process monitoring, process diagnostics, as well as plant and off ⁇ armor maintenance or it may also bundle related only some of these features to a larger equipment unit or unit.
  • An intelligent process instrument often also has a ⁇ ge workede possibilities of observation / display of aktuel- len process value on the spot (in the tradition of a classic pressure gauge or thermometer), or about the possibility of manual configuration by setting parameters directly on the device.
  • This usually simple user interface is tailored by the device manufacturer to the harsh environment of the process as well as the specific functions and capabilities of the instrument.
  • the function of the local user interface is complementary to the possibilities of monitoring, controlling and configuring the device remotely, which is implemented via the fieldbus and / or signal interface (via radio or wire).
  • the local Benut ⁇ cut imagine has the advantage that it can be used (on-site) out of the process and it has the ⁇ After some that it has only the information from the respective instrument. Any information that extends beyond the scope of the instrument (eg, adjacent measured value or further state value of a fluid) is only available in the control system or in another location or process instrument.
  • Remote data manager eg SITRANS RD500 from Siemens
  • B entering an IP address in a web browser.
  • a process-oriented process tool within a technical process be ⁇ riding determine the local through its user interface provides access to process information that comes from outside the process instrument itself, that has not un ⁇ indirectly involved in the function of the instrument itself.
  • the object is achieved by a process for the instrument per ⁇ zessnahen use in an automated industrial process, the process tool comprising:
  • a user interface for observing refreshes ⁇ economic measurements on site and / or for inputting manipulated variables for the actuators and / or to configure the process instrument;
  • the process tool of the central control device information about at least one application-specific Pro ⁇ zessinstrument obtained that are specific application available on the user interface of the process instrument.
  • a first advantageous embodiment of the invention is that the information retrievable by the central control device can be called up at the request of a user and can be displayed on the user interface.
  • the cen- rale control device is typically the process auto ⁇ automation, production control, process monitoring, process diagnostics, and plant and equipment maintenance, or it can even some of these functions bundle based on a larger equipment unit or unit.
  • the central controller has materiality ⁇ Lich more and also derived or historical information about the technical process.
  • Such advanced information can be retrieved at the request of a user (eg Wartungsperso ⁇ nal) on the local process instrument and displayed on the user interface of the Be ⁇ process instrument ⁇ the.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the retrievable information by the user at the user interface of the process instrument defi ⁇ ned. This allows an operator to define situational data which it currently required on the user interface of ⁇ le of the process instrument. A user can thus flexibly select required data on the process instrument (eg past measured values).
  • a further advantageous embodiment of the invention is that in the context of a system configuration, the user interface of the process instrument is designed so that in addition to local status displays, application-specific additional content can be retrieved and displayed. Since the type and flow direction of the information at the time of
  • a corresponding process instrument can be configured with regard to the function of displaying extended process information in an application-specific (i.e., for a specific technical system), for example.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the process instrument and / or the central control device performs a time synchronization of all measured and calculated data. As a result, a temporal agreement is made with the central control device and Ensures that the right information flows in time from the process instrument to the central controller, or vice versa, and that always related information is displayed on the instrument.
  • a first usage mode for use as a (conventional pending) local process unit for operating and / or observing and / or adjusting the instrument itself and of its Pro ⁇ zess uncomfortable and a second usage mode for operating and / or observing and / or setting an extended technical process environment ,
  • This increases the flexibility of using the process instrument and does not confuse the user.
  • the process tool is no longer limited only to a local operation and monitoring of the instrument be ⁇ .
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the user modes can be set and defined by an engineering system as part of the system configuration in the process instrument. As a result, the plant projector can dedicate process instruments dedicated to extended operator control and monitoring or adjustment as needed.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the central control device is formed by a dedicated server software or another specially removablestal ⁇ tetes process instrument.
  • the central control ⁇ device may be used:
  • PLS Process control systems
  • SITRANS RD500 remote data manager SITRANS RD500
  • PLC Programmable logic controller
  • a further advantageous embodiment of the invention is that it can be called up and displayed as an application-specific information to ⁇ resistance values, which are determined by the central len control device by parallel disposed process instruments or calculated by predetermined process parameters ⁇ meter or mathematically estimated.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that as an application-specific information ⁇ state values may be retrieved and displayed, which are determined by the central control device from measured values using models such as continuity conditions
  • a further advantageous embodiment of the invention is that as application-specific information related to the installation, be derived energetic or technical processing data and their time evolution is ⁇ shows.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that as an application-specific information reading values inlet are available and can be visualized, which are recognized by the centra ⁇ len control means on the basis of logical sequences within the automated technical process or due to a local near as relevant and wherein to operate and / or observing and / or setting the instrument relative to the state value associated manipulated variables are variable ⁇ bar.
  • a further advantageous embodiment of the invention lies in the fact that measurement errors determined by the central control device can be called up and displayed as application-specific information.
  • a further advantageous embodiment of the invention lies in a central control system for operating and / or observing a technical process, wherein the central Leitsys ⁇ tem is connected via suitable interfaces with process instruments according to one of claims 1 to 8, and wherein the central control system is suitable, ⁇ provide zessinstrumentes information at the request of the pro ⁇ process instrumentation, on the user interface of this Pro, letge- hen this process instrument through the local process environment.
  • the central control system to provide information in the process periphery if required (in this embodiment, the process instrument is a special HMI client for the control or SCADA system).
  • FIG. 3 shows an exemplary architecture of a system using intelligent process instruments according to the invention
  • Process measuring instrument and 5 shows an exemplary electrical function diagram of an intelligent process measuring instrument.
  • FIG. 1 shows an exemplary process instrument PI1 with a local dedicated user interface BS1.
  • the process instrument PIL is, for example, a flow meter.
  • the local user interface BS1 of the process instrument PI1 e.g. the measured flow rates of a fluid are displayed.
  • a process instrument PIL is typically locally (i.e. in / on the fluid line) in a technical process ( Figure 2; TP) installed and where it performs the task of detecting one or meh ⁇ eral readings or men vorzuneh- a control intervention.
  • Process instruments PIs today are usually "intelligent" in design and have possibilities of suitable information and signal processing (eg microprocessors, data interfaces, displays) as well as device-related configuration and diagnostics.
  • a suitable electrical signal interface and / or a real-time Feldbussys ⁇ system (Figure 2; FB) to one or parallel to a plurality of central information or decision support systems (Figure 2; ZS) (such as PLS, SCADA systems) is connected, which has compared to a single process instrument PIL over ⁇ we sentlich more information about the technical process.
  • Figure 2; FB real-time Feldbussys ⁇ system
  • Figure 2; ZS central information or decision support systems
  • Such a centralized system is typically used for process automation, production control, process monitoring, process diagnostics, and plant and equipment maintenance, or may bundle only some of these functions relative to a larger piece of equipment or sub-plant.
  • An intelligent process instrument PIl often has
  • This usually simple user interface BS1 is tailored by the device manufacturer to the harsh environment of the process as well as the specific functions and capabilities of the instrument.
  • the function of the local user interface BS1 is complementary to the possibilities of observation, control and configuration of the device from a distance, which is realized via the fieldbus and / or signal interface ⁇ point (via radio or wire).
  • the local user interface BS1 has the advantage of being out of the process (on-site, ie local) used ⁇ the can and it has the disadvantage that it has only the In ⁇ formations from the respective instrument. Any information that extends beyond the range of the instrument (eg adjacent measured value or further state value of a fluid) is only available at the central system unit
  • process instruments PI2-PI6 and a central control unit ZS in a fieldbus system FB for controlling a technical process TP.
  • the technical process TP example, it can be a production or manufacturing process (eg thermal process in the power plant, refinery), an assembly process (eg vehicle ⁇ assembling) or (to a technical process, for example in the chemical industry or in the food industry ) act.
  • An object of the present invention is to use these local, built in the process user interfaces BS2, BS3 for other purposes, as for the interests of the device PI5, PI6 itself, namely in particular for a variety of display and setting tasks, in the vicinity of the device he ⁇ are necessary.
  • Time of preparing a process instrument PI2 - PI6 is not yet known, or have to be flexibly adapted to the needs ei ⁇ ner application, should correspond
  • the advantageous instrument PI2-PI6 can advantageously be configured in an application-specific manner with regard to such a function.
  • a) in addition to actual measured state value more states of a fluid at the viewing point in the process eg pressure, flow, enthalpy, Tem ⁇ temperature, volumetric flow, mass flow
  • states of a fluid at the viewing point in the process eg pressure, flow, enthalpy, Tem ⁇ temperature, volumetric flow, mass flow
  • These values are determined in the control center either by measuring instruments arranged in parallel, determined from the process context or mathematically estimated or calculated by physical properties (eg water vapor panel) etc.
  • Advantageous Ele ⁇ elements of a system technology required for this purpose are the time synchronization of all the measured and calculated data, an extended periodic transmission from and to the central control unit ZS (possibly controlled by the current local Display to save bandwidth), an efficient Sprinttra ⁇ supply in case of a time row access, the distinction of the two local Be reliesmodi "device” and "process” in the process instrument PI1 - PI6 and possibly the far-reaching logical see separation of communication and processing Normal operation and extended operation.
  • PLC Programmable logic controller
  • the central functions can also (possibly additionally) be taken over by any other device, by a dedicated server software or even by a specially equipped process instrument PI1-PI6.
  • Process-related automation components such as process instruments PI1-PI6 installed in the field can be used on site to observe the process or to diagnose and influence it to a far greater extent than is customary today. This also applies to regular operations, but above all to phases of retrofitting, wanted and unintentional changes in the process and situations when staff in the field has no or very extensive direct access to information to a central office for security or other reasons. Processes thus become more transparent on the ground.
  • FIG. 3 shows an exemplary architecture of a system using intelligent process instruments PI7, PI8 according to the invention.
  • the intelligent process instruments PI7 and PI8 each have a local user interface BS4 or BS5
  • the process instrument PI7 is used as a measuring instrument
  • the process instrument PI8 used as an actuating instrument.
  • the process instruments PI7 and PI8 are connected to a central location ZS2 (eg process control system PLS or SCADA system).
  • the central location ZS2 has a central user interface ZBS.
  • the central point ZS2 provides process information to the local user interfaces BS4, BS5 of the respective process instruments PI7 and PI8, which comes from outside the process instrument PI7, PI8 itself, or not directly with the function of the instrument PI7, PI8 even has to do.
  • FIG. 4 illustrates an exemplary inventive process intelli ⁇ gentes meter PI9.
  • the process measuring instrument PI9 comprises:
  • FIG. 5 shows an exemplary electrical functional diagram of a smart process measuring instrument PI10 with local user interface BS6.
  • the process gauge PI10 to ⁇ summarizes it:
  • Process instrument for process-related use eg field device
  • the process instrument comprises: a sensor for acquiring measured values in a dedicated local environment of the process instrument and / or an actuator for acting in the technical process, wherein the process instrument with a central ⁇ eral control device of the technical process is a data connection, a user interface for obser ⁇ processing of actual measurements on site and / or for inputting manipulated variables for the actuators and / or to configure the process instrument, and interfaces to the centra ⁇ len control device and to the other process instruments in the industrial process, wherein the process tool by the central control device (for example process control system, SCADA system, programmable logic controller) receives information that are available on the user interface of the Sawinstrumen ⁇ tes.
  • the central control device for example process control system, SCADA system, programmable logic controller

Abstract

Prozessinstrument zur prozessnahen Verwendung (z.B. Feldgerät) in einem automatisierten technischen Prozess, wobei das Prozessinstrument umfasst: eine Sensorik zur Erfassung von Messwerten in einer dedizierten lokalen Umgebung des Prozessinstruments und/oder eine Aktorik zur Einwirkung in den technischen Prozess, wobei das Prozessinstrument mit einer zentralen Steuereinrichtung des technischen Prozesses datentechnisch verbunden ist, eine Benutzerschnittstelle zur Beobachtung von aktuellen Messwerten vor Ort und/oder zur Eingabe von Stellwerten für die Aktorik und/oder zur Konfiguration des Prozessinstrumentes, sowie Schnittstellen zu der zentralen Steuereinrichtung und zu weiteren Prozessinstrumenten im technischen Prozess, wobei das Prozessinstrument von der zentralen Steuereinrichtung (z.B. Prozessleitsystem, SCADA System, Speicherprogrammierbare Steuerung) Informationen erhält, die auf der Benutzerschnittstelle des Prozessinstrumentes abrufbar sind. Dadurch ist es möglich, im Prozess verbaute lokale Benutzerschnittstellen auch für andere Zwecke zu verwenden, als für die Belange eines prozessnahen Gerätes selbst, nämlich insbesondere für vielfältige Anzeige und Einstellaufgaben, die in der Nähe des Gerätes erforderlich sind.

Description

Beschreibung
Intelligentes Prozessinstrument Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prozessinstrument zur prozessnahen Verwendung in einem automatisierten technischen Prozess. Weiterhin betrifft die Erfindung ein zentrales Leit¬ system zum Bedienen und/oder Beobachten eines technischen Prozesses, umfassend prozessnah verbaute Prozessinstrumente.
Technische Prozesse werden üblicherweise mit einer Feldin¬ strumentierung (für Druckmessung, Temperaturmessung, Durchflussmessung, Stellungsregler etc.) zum Bedienen, Beobachten und Steuern von Prozessparametern versehen, wobei die Feldin- strumentierung üblicherweise mit einer zentralen Stelle (z.B. Leitstelle, zentraler Server) für eine Gesamtprozessüberwa¬ chung verbunden ist.
Ein Feld- oder Prozessinstrument wird typischerweise vor Ort, d.h. prozessnah in einem technischen Prozess verbaut und erfüllt dort die Aufgabe, einen oder mehrere Messwerte zu er¬ fassen oder einen Stelleingriff vorzunehmen. Prozessinstrumente sind heute meist "intelligent" ausgeführt und verfügen über Möglichkeiten der geeigneten Informations- und Signal- Verarbeitung sowie der gerätebezogenen Konfiguration und Diagnose. Sie sind dabei unter Berücksichtigung von Sicherheitsbelangen über eine geeignete elektrische Signalschnitt¬ stelle und/oder ein echtzeitfähiges Feldbussystem an ein oder parallel an mehrere Informations- oder Entscheidungsunter- stützungssysteme (z.B. Leitsysteme) angeschlossen, welches im Vergleich zu einem einzelnen Prozessinstrument über wesentlich mehr Informationen über den technischen Prozess verfügt. Eine solches Leitsysteme dient typischerweise der Prozessau¬ tomatisierung, der Produktionssteuerung, dem Prozess- monitoring, der Prozessdiagnose sowie der Anlagen- und Aus¬ rüstungsinstandhaltung oder sie kann auch nur einige dieser Funktionen bezogen auf eine größere Ausrüstungseinheit oder Teilanlage bündeln. Im Leitsystem werden die im Feldgerät gewonnen Informationen weiterverarbeitet, in den dort vorhandenen umfangreicheren informationstechnischen Prozesskontext gebracht und zu auto- matischen oder manuellen Entscheidungen verwendet, die dann wiederum über anders geartete Prozessinstrumente (Stellgerä¬ te) auch im technischen Prozess umgesetzt werden können. Ein intelligentes Prozessinstrument verfügt häufig auch über ein¬ geschränkte Möglichkeiten der Beobachtung/Anzeige des aktuel- len Prozesswertes vor Ort (in der Tradition eines klassischen Manometers oder Thermometers), bzw. über Möglichkeiten der manuellen Konfiguration durch Einstellung von Parametern direkt am Gerät. Dieses i.d.R. einfache Benutzerinterface ist vom Gerätehersteller auf die rauhe Umgebung des Prozesses zu- geschnitten sowie auf die spezifischen Funktionen und Fähigkeiten des Instruments. Die Funktion der lokalen Benutzerschnittstelle ist komplementär zu den Möglichkeiten der Beobachtung, Ansteuerung und Konfiguration des Gerätes aus der Ferne, die über die Feldbus- und/oder Signalschnittstelle (über Funk oder über Draht) realisiert ist. Die lokale Benut¬ zerschnittstelle hat den Vorteil, dass sie aus dem Prozess heraus (vor-Ort) benutzt werden kann und sie hat den Nach¬ teil, dass sie nur über die Informationen aus dem jeweiligen Instrument verfügt. Jegliche Informationen, die über den Be- reich des Instruments hinaus reichen (z.B. benachbarter Messwert oder weiterer Zustandswert eines Fluids) , ist nur im Leitsystem bzw. an einem anderen Ort bzw. Prozessinstrument verfügbar . Weiterhin ist der dedizierte Zugriff auf Daten von dezentral installierten Prozessinstrumenten (z.B. Messgeräten) durch sog. Remote-Datenmanager (z.B. SITRANS RD500 von Siemens) möglich, z. B über die Eingabe einer IP-Adresse in einem Web- browser .
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein prozessnahes Prozessinstrument innerhalb eines technischen Prozesses be¬ reitzustellen, das durch seine lokale Benutzerschnittstelle den Zugang zu Prozessinformationen ermöglicht, die von außerhalb des Prozessinstruments selbst kommt, bzw. die nicht un¬ mittelbar mit der Funktion des Instruments selbst zu tun hat. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Prozessinstrument zur pro¬ zessnahen Verwendung in einem automatisierten technischen Prozess, das Prozessinstrument umfassend:
a) eine Sensorik zur Erfassung von Messwerten in einer dedizierten lokalen Umgebung des Prozessinstruments und/oder eine Aktorik zur Einwirkung in den technischen Prozess, wobei das Prozessinstrument mit einer zentralen Steuereinrichtung des technischen Prozesses datentechnisch verbunden ist;
b) eine Benutzerschnittstelle zur Beobachtung von aktu¬ ellen Messwerten vor Ort und/oder zur Eingabe von Stellwerten für die Aktorik und/oder zur Konfiguration des Prozessinstrumentes;
c) Schnittstellen zu der zentralen Steuereinrichtung und zu weiteren Prozessinstrumenten im technischen Prozess;
dadurch gekennzeichnet, dass
das Prozessinstrument von der zentralen Steuereinrichtung anwendungsspezifische Informationen über mindestens ein Pro¬ zessinstrument erhält, die auf der Benutzerschnittstelle des Prozessinstrumentes anwendungsspezifisch abrufbar sind. Dadurch ist es möglich, im Prozess verbaute lokale Benutzer- schnittsteilen (z.B. Benutzerschnittstellen von lokalen Prozessinstrumenten oder Feldgeräten) auch für andere Zwecke zu verwenden, als für die Belange des Gerätes selbst, nämlich insbesondere für vielfältige Anzeige und Einstellaufgaben, die in der Nähe des Gerätes erforderlich sind.
Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die von der zentralen Steuereinrichtung abrufbaren Informationen auf Anforderung eines Benutzers abrufbar und auf der Benutzerschnittstelle darstellbar sind. Die zent- rale Steuereinrichtung dient typischerweise der Prozessauto¬ matisierung, der Produktionssteuerung, dem Prozessmonitoring, der Prozessdiagnose sowie der Anlagen- und Ausrüstungsinstandhaltung oder sie kann auch nur einige dieser Funktionen bezogen auf eine größere Ausrüstungseinheit oder Teilanlage bündeln. Im Vergleich zu einem einzelnen lokalen Prozessinstrument verfügt die zentrale Steuereinrichtung über wesent¬ lich mehr und auch abgeleitete oder historische Informationen über den technischen Prozess. Solche erweiterte Informationen können auf Anforderung eines Benutzers (z.B. Wartungsperso¬ nal) am lokalen Prozessinstrument abgerufen und auf der Be¬ nutzerschnittstelle des Prozessinstrumentes dargestellt wer¬ den .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die abrufbaren Informationen durch den Benutzer an der Benutzerschnittstelle des Prozessinstrumentes defi¬ niert werden. Dadurch kann ein Bediener situationsabhängig Daten definieren, die er aktuell auf der Benutzerschnittstel¬ le des Prozessinstrumentes benötigt. Ein Benutzer kann somit benötigte Daten flexibel am Prozessinstrument auswählen (z.B. in der Vergangenheit liegende Messwerte) . Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass im Rahmen einer Anlagenprojektierung die Benutzerschnittstelle des Prozessinstrumentes so ausgestaltet ist, dass zusätzlich zu lokalen Zustandsanzeigen, anwendungsspezifisch weitere Inhalte abrufbar und darstellbar sind. Da Art und Fließ-/Wirkrichtung der Information zum Zeitpunkt der
Herstellung eines Prozessinstruments noch nicht bekannt ist, bzw. flexibel an die Bedürfnisse einer Anwendung angepasst werden müssen, ist ein entsprechendes Prozessinstrument in Bezug auf die Funktion der Darstellung erweiterter Prozess- Informationen anwendungsspezifisch (d.h. z.B. auf eine konkrete technische Anlage bezogen) projektierbar.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass das Prozessinstrument und/oder die zentrale Steu- ereinrichtung eine Zeitsynchronisierung aller gemessenen und berechneten Daten vornimmt. Dadurch wird eine zeitliche Ab¬ stimmung mit der zentralen Steuereinrichtung vorgenommen und sichergestellt, dass die richtige Information rechtzeitig vom Prozessinstrument zur zentralen Steuereinrichtung bzw. in umgekehrter Richtung fließt und dass immer zusammengehörige Informationen am Instrument angezeigt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass das Prozessinstrument folgende Benutzermodi um- fasst :
einen ersten Benutzungsmodus für die Verwendung als (herkömm- liches) lokales Prozessgerät zum Bedienen und/oder Beobachten und/oder Einstellen des Instruments selbst sowie seiner Pro¬ zesswerte und einen zweiten Benutzungsmodus zum Bedienen und/oder Beobachten und/oder Einstellung einer erweiterten technischen Prozessumgebung. Dadurch wird die Flexibilität des Einsatzes des Prozessinstrumentes erhöht und der Benutzer nicht verwirrt. Das Prozessinstrument ist nicht mehr nur auf ein lokales Bedienen und Beobachten des Instruments be¬ schränkt . Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Benutzermodi durch ein Engineeringsystem im Rahmen der Anlagenprojektierung im Prozessinstrument ein- richt- und definierbar sind. Dadurch kann der Anlagenproj ek- tierer bedarfsgerecht Prozessinstrumente dediziert für ein erweitertes Bedienen und Beobachten oder Einstellen ertüchtigen .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die zentrale Steuereinrichtung durch eine dedi- zierte Server-Software oder ein weiteres speziell ausgestal¬ tetes Prozessinstrument gebildet wird. Als zentrale Steuer¬ einrichtung können verwendet werden:
- Prozessleitsysteme (PLS) bzw. Komponenten davon, z.B. auch Remote Datenmanager SITRANS RD500
- Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS, PLC) ,
- SCADA Systeme (supervisory control and data acquisition) ,
- Plant Asset Management Systeme, oder - Komponenten des Feldbussystems (Router, Gateway, Modem, etc) .
Je nach vorliegendem technischem Prozess sind unterschiedli¬ che Komponenten als zentrale Steuereinrichtung verwendbar bzw. als solche gestaltbar.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass als anwendungsspezifische Informationen Zu¬ standwerte abrufbar und darstellbar sind, die von der zentra- len Steuereinrichtung durch parallel angeordnete Prozessinstrumente ermittelt werden oder durch vorgebbare Prozesspara¬ meter berechnet oder rechnerisch geschätzt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass als anwendungsspezifische Informationen Zustand¬ werte abrufbar und darstellbar sind, die von der zentralen Steuereinrichtung aus Messwerten mit Hilfe von Modellen wie Kontinuitätsbedingungen ermittelt werden,
und wobei die Messwerte von anderen Prozessinstrumenten er- fasst werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass als anwendungsspezifische Informationen auf den Einbauort bezogene, abgeleitete energetische oder pro- zesstechnische Daten sowie deren zeitliche Entwicklung ange¬ zeigt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass als anwendungsspezifische Informationen Zu- standwerte abrufbar und darstellbar sind, die von der zentra¬ len Steuereinrichtung aufgrund von logischen Abfolgen innerhalb des automatisierten technischen Prozess oder aufgrund einer örtlichen Nähe als relevant erkannt werden und wobei zum Bedienen und/oder Beobachten und/oder Einstellen des In- struments zu den Zustandwertes gehörige Stellgrößen veränder¬ bar sind. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass als anwendungsspezifische Informationen von der zentralen Steuereinrichtung ermittelte Messfehler abrufbar und darstellbar sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt in einem zentralen Leitsystem zum Bedienen und/oder Beobachten eines technischen Prozesses, wobei das zentrale Leitsys¬ tem über geeignete Schnittstellen mit Prozessinstrumenten nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verbunden ist, und wobei das zentrale Leitsystem geeignet ist, auf Anfrage eines der Pro¬ zessinstrumente, auf der Benutzerschnittstelle dieses Pro¬ zessinstrumentes Informationen bereitzustellen, die über die lokale Prozessumgebung dieses Prozessinstrumentes hinausge- hen. Dadurch ist es möglich, dass das zentrale Leitsystem bei Bedarf Informationen in der Prozessperipherie zur Verfügung stellen kann (In dieser Ausgestaltung ist das Prozessinstrument ein spezieller HMI Client zum Leit- oder SCADA-System) . Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden erläutert.
Dabei zeigen: FIG 1 ein beispielhaftes Prozessinstrument mit einer lo- kalen dedizierten Benutzerschnittstelle,
FIG 2 eine beispielhafte Konfiguration von Prozessinstru¬ menten und einer zentralen Steuerungseinheit, zur Steuerung eines technischen Prozesses,
FIG 3 eine beispielhafte Architektur eines Systems das erfindungsgemäße intelligente Prozessinstrumente verwendet ,
FIG 4 ein beispielhaftes erfindungsgemäßes intelligentes
Prozessmessinstrument , und FIG 5 einen beispielhaften elektrischen Funktionsplan eines intelligenten Prozessmessinstruments .
Figur 1 zeigt ein beispielhaftes Prozessinstrument PIl mit einer lokalen dedizierten Benutzerschnittstelle BS1. Bei dem Prozessinstrument PIl handelt es sich beispielhafter weise um ein Durchflussmessgerät . An der lokalen Benutzerschnittstelle BS1 des Prozessinstrumentes PIl können z.B. die gemessenen Durchflussmengen eines Fluidsangezeigt werden.
Ein Prozessinstrument PIl wird typischerweise vor Ort (also in/an der Fluidleitung) in einem technischen Prozess (Figur 2; TP) verbaut und erfüllt dort die Aufgabe, einen oder meh¬ rere Messwerte zu erfassen oder einen Stelleingriff vorzuneh- men. Prozessinstrumente PIl sind heute meist "intelligent" ausgeführt und verfügen über Möglichkeiten der geeigneten In- formations- und Signalverarbeitung (z.B. Microprozessoren, Datenschnittstellen, Displays) sowie der gerätebezogenen Konfiguration und Diagnose. Sie sind dabei unter Berücksichti- gung von Sicherheitsbelangen über eine geeignete elektrische Signalschnittstelle und/oder ein echtzeitfähiges Feldbussys¬ tem (Figur 2; FB) an ein oder parallel an mehrere zentrale Informations- oder Entscheidungsunterstützungssysteme (Figur 2; ZS) (z.B. PLS, SCADA Systeme) angeschlossen, welches im Vergleich zu einem einzelnen Prozessinstrument PIl über we¬ sentlich mehr Informationen über den technischen Prozess verfügt. Ein solches zentrale System dient typischerweise der Prozessautomatisierung, der Produktionssteuerung, dem Prozessmonitoring, der Prozessdiagnose sowie der Anlagen- und Ausrüstungsinstandhaltung oder sie kann auch nur einige dieser Funktionen bezogen auf eine größere Ausrüstungseinheit oder Teilanlage bündeln.
In der zentralen Systemeinheit (Figur 2; ZS) werden die im Feldgerät PIl gewonnen Informationen weiterverarbeitet, in den dort vorhandenen umfangreicheren informationstechnischen Prozesskontext gebracht und zu automatischen oder manuellen Entscheidungen verwendet, die dann wiederum über anders gear- tete Prozessinstrumente (Stellgeräte) auch im technischen Prozess (Figur 2; ZS) umgesetzt werden können.
Ein intelligentes Prozessinstrument PIl verfügt häufig auch über
eingeschränkte Möglichkeiten der Beobachtung/Anzeige des ak¬ tuellen Prozesswertes vor Ort (in der Tradition eines klassi¬ schen Manometers oder Thermometers), bzw. über Möglichkeiten der manuellen Konfiguration durch Einstellung von Parametern direkt am Gerät PIl. Dieses i.d.R. einfache Benutzerinterface BS1 ist vom Gerätehersteller auf die raue Umgebung des Prozesses zugeschnitten sowie auf die spezifischen Funktionen und Fähigkeiten des Instruments. Die Funktion der lokalen Benutzerschnittstelle BS1 ist komplementär zu den Möglichkeiten der Beobachtung, Ansteuerung und Konfiguration des Gerätes aus der Ferne, die über die Feldbus- und/oder Signalschnitt¬ stelle (über Funk oder über Draht) realisiert ist.
Die lokale Benutzerschnittstelle BS1 hat den Vorteil, dass sie aus dem Prozess heraus (vor-Ort, d.h. lokal) benutzt wer¬ den kann und sie hat den Nachteil, dass sie nur über die In¬ formationen aus dem jeweiligen Instrument verfügt. Jegliche Informationen, die über den Bereich des Instruments hinaus reichen (z.B. benachbarter Messwert oder weiterer Zustands- wert eines Fluids) , ist nur an der zentralen Systemeinheit
(Figur 2; ZS) bzw. an einem anderen Ort bzw. Instrument verfügbar .
Personen, die sich für Arbeiten in der Anlage (Figur 2; TP) aufhalten, können die vielfältigen gemessenen und berechneten Zustände der Anlage durch Aufsuchen/Ablesen der einzelnen Instrumente PIl erhalten oder sie müssen über eine geeignete, i.d.R. mobile zentrale Einheit verfügen, die sie auch sicher (im Sinne des Explosionsschutzes) in der Anlage mitführen können/dürfen. Eine weitere Möglichkeit ist die fernmündliche (ebenfalls eigensichere) Verbindung mit einer zweiten Person die Zugang zu einer stationären zentralen Stelle hat. Weiterhin wäre ein dedizierter Zugriff auf Daten von dezentral in- stallierten Prozessinstrumenten (z.B. Messgeräten) durch sog. Remote-Datenmanager (z.B. SITRANS RD500 von Siemens) möglich, z.B über die Eingabe einer IP-Adresse in einem Webbrowser. Figur 2 zeigt eine beispielhafte Konfiguration von Prozessinstrumenten PI2 - PI6 und einer zentralen Steuerungseinheit ZS in einem Feldbussystem FB, zur Steuerung eines technischen Prozesses TP. Einige der Prozessinstrumente PI2 - PI6 verfü¬ gen über eine lokale Benutzerschnittstelle BS2, BS3. Bei dem technischen Prozesses TP kann es sich z.B. um einen Produktions- oder Herstellungsprozess (z.B. thermischer Prozess im Kraftwerk, Raffinerie), einen Montageprozess (z.B. Fahrzeug¬ zusammenbau) oder um einen verfahrenstechnischen Prozess (z.B. in der chemischen Industrie oder in der Nahrungsmittel- Industrie) handeln.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es diese lokalen, im Prozess verbauten Benutzerschnittstellen BS2, BS3 auch für andere Zwecke zu verwenden, als für die Belange des Gerätes PI5, PI6 selbst, nämlich insbesondere für vielfältige Anzeige und Einstellaufgaben, die in der Nähe des Gerätes er¬ forderlich sind.
Dazu wird zusätzlich zum Normalbetrieb ausgewählte Informati¬ on aus einem breiteren Informationskontext über den techni- sehen Prozess TP (z.B. Prozessabbild in der zentralen Einheit ZS) an das Feldgerät PI2 - PI6 zurückgesendet und dort wahl¬ weise zur Anzeige gebracht bzw. - wenn es um vorzunehmende Einstellaufgaben geht - auch in umgekehrte Richtung. Der maßgebliche Informations- bzw. Wirkfluss wird also auch häufig entgegen der Richtung des Normalbetriebs der Prozessinstru¬ mente PI2 - PI6 laufen und die Information um die es geht ist keine Information des Gerätes PI2 - PI6 selbst oder der ent¬ haltenen Prozesswerte, sondern sie betrifft den das Prozess¬ instrument umgebenden Prozess bzw. andere relevante Prozess- werte. Da Art und Fließ-/Wirkrichtung der Information zum
Zeitpunkt der Herstellung eines Prozessinstruments PI2 - PI6 noch nicht bekannt ist, bzw. flexibel an die Bedürfnisse ei¬ ner Anwendung angepasst werden müssen, sollte ein entspre- chendes Instrument PI2 - PI6 vorteilhafter weise in Bezug auf eine solche Funktion anwendungsspezifisch projektierbar sein .
Es gibt viele Möglichkeiten der Anwendung dieses Prinzips. Die
wichtigsten werden hier genannt: a) Es können neben dem tatsächlich gemessenen Zustandswert weitere Zustände eines Fluids an der betrachten Stelle des Prozesses (z.B. Druck, Durchfluss, Enthalpie, Tem¬ peratur, Volumenstrom, Massenstrom) angezeigt werden. Diese Werte werden in der Zentrale entweder durch parallel angeordnete Messinstrumente ermittelt, aus dem Prozesskontext ermittelt oder rechnerisch geschätzt oder durch physikalische Eigenschaften berechnet (z.B. Wasserdampftafel ) etc.
b) Es können aus Prozesssicht -oberhalb- bzw. -unterhalb- oder -in der logischen Nähe- (z.B. in Fließrichtung gesehen) liegende Zustandswerte, ggf. auch Ventil- oder Klappenstellungen, Pumpenschaltbefehle etc. angezeigt werden bzw. können, wenn es sich um Stellgrößen handelt, in ihrer Stellung verändert werden.
c) Es können örtlich in der Nähe liegende, zentral bekannte Zustände des Prozesses TP angezeigt oder Zustände über die zentrale Steuerungsstelle ZS eingestellt wer¬ den. Dies kann auch völlig unterschiedliche Prozesse bzw. Teile eines Prozesses betreffen.
d) Es können aus Regelungssicht -in der Nähe- eines In¬ struments liegende Zustände des Prozesses (z.B. Soll¬ werte, Istwerte, Störgrößen, übergeordnete Führungsgrö¬ ße, etc.) verfügbar und ggf. Manipulierbar gemacht wer¬ den. Diese Anwendung entspricht heute üblichen Kompakt¬ reglern aber umfasst deren Verallgemeinerung und Visualisierung .
e) Es kann die lediglich in der Zentrale oder einem zentralen Datenlogger erfasste/mitgeschriebene zeitliche Entwicklung der Zustandswerte (bzw. auch von Ereignis- sen) eines oder mehrerer Instrumente auf einem gemeinsamen Zeitstrahl lokal angezeigt werden.
f) Es können auf den Einbauort bezogene, abgeleitete Grö¬ ßen wie Leistungen, Wärmeströme, gezählte Arbeit, Wär¬ memenge, etc. an den Instrumenten PI2 - PI6 angezeigt werden .
g) Es können auf den Einbauort bezogene, abgeleitete ener¬ getische oder prozesstechnische Effizienzgrößen sowie ggf. deren zeitliche Entwicklung an den Instrumenten PI2 - PI6 angezeigt werden.
h) Es können nicht direkt gemessene Durchflüs¬ se/Massenströme/Stoffströme an den Kanten eines Stoff- oder Energieflussnetzes, die zentral durch Modelle und Kontinuitätsbedingungen ermittelt werden können, angezeigt werden.
i) Es können lokal quantitative Aussagen über den örtli¬ chen Messfehler angezeigt werden, die sich erst aus der Zusammenschau des Prozesses und ggf. dem Messumformern ermittelt werden können.
Der anwendungsspezifische Einsatz des Verfahrens kann durch geeignete Vorlagen und Projektierungshilfen (z.B. durch Pro- jektierungs- oder Engineeringsysteme) erleichtert werden.
Bei dieser Erfindung geht es insbesondere darum, die Benut¬ zerschnittstelle BS1 - BS3 in Prozessinstrumenten PI1 - PI6 herstellerseitig so zu gestalten, dass im Rahmen der Anlagenprojektierung (Engineering) die lokale Zustandsanzeigen um die genannten Inhalte anwendungsspezifisch (d.h. auf einen technischen Prozess bezogen) erweitert werden können, so dass eine zentrale Steuereinheit ZS auf die zusätzlichen Aufgaben abgestimmt wird und dass die richtige Information rechtzeitig zusätzlich vom Instrument PI1 - PI6 zur zentralen Steuereinheit ZS bzw. in umgekehrte Richtung fließt. Vorteilhafte Ele¬ mente einer dafür erforderlichen Systemtechnik sind die Zeit- synchronisierung aller gemessenen und berechneten Daten, eine erweiterte periodische Übertragung von und zu der zentralen Steuereinheit ZS (ggf. gesteuert von der momentanen lokalen Anzeige, um Bandbreite zu sparen) , eine effiziente Übertra¬ gung im Falle eines Zeitreihenzugriffs, die Unterscheidung der beiden lokalen Benutzungsmodi "Gerät" und "Prozess" am Prozessinstrument PI1 - PI6 sowie ggf. die weitgehende logi- sehe Trennung von Kommunikation und Verarbeitung für Normalbetrieb und erweitertem Betrieb.
Wirtschaftlicher Aufwand und Bedeutung
Da eine derartige Systemtechnik erst zum Tragen kommt, wenn die Prozessinstrumente PI1 - PI6 mit einer wie immer gearte¬ ten zentralen Steuereinheit ZS in geeigneter Weise zusammenspielen, ist sie dann ein geeignetes Mittel um den Kundenwert und die Kundenbindung für einen Hersteller von Prozessinstrumenten maßgeblich zu erhöhen, wenn er auch direkt oder indi- rekt Zugriff auf solche zentralen Steuereinheiten ZS und deren abgestimmte Systemtechnik hat (z.B. im eigenen Portfolio oder im Portfolio einer geschäftlich nahestehenden Einheit) . Alternativ wäre eine herstellerübergreifende Standardisierung entsprechend aufeinander abgestimmter Funktionalität sinn- voll.
Grundsätzlich ist weder zentralen- noch instrumentenseitig ein wesentlich erhöhter Ressourcenbedarf erforderlich um eine derartige Systemtechnik zu realisieren, da sowohl durch Feld- bussysteme und Anbindung sowie Projektierungsmittel für zent¬ rale Anwendungslogik und einfache Benutzerschnittstellen heute die Basistechnologien in solchen Systemen vorhanden sind. Wenn ihre Systemtechnik darauf abgestimmt wird, können be¬ reits
vorhandene oder neue Automatisierungsmittel die Funktion ei¬ ner zentralen Steuereinheit ZS aus naheliegenden Gründen zusätzlich einfach übernehmen:
- Prozessleitsysteme (PLS, DCS) bzw. Komponenten davon,
- Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS, PLC) ,
- SCADA Systeme (supervisory control and data acquisition) ,
- Plant Asset Management Systeme, oder
- Komponenten des Feldbussystems (Router, Gateway, Modem, etc) . Die zentralen Funktionen können aber auch (ggf. zusätzlich) von jedem anderen Gerät, von einer dedizierten Server Software oder sogar von einem speziell ausgestatten Prozessin- strument PI1 - PI 6 übernommen werden.
Anwendemutzen
Im Feld verbaute, prozessnahe Automatisierungskomponenten wie Prozessinstrumente PI1 - PI6 können in einem erheblich brei- teren Maße als heute üblich vor Ort zur Beobachtung des Prozesses oder zu seiner Diagnose und Beeinflussung verwendet werden. Dies betrifft zwar auch den regulären Betrieb, vor allem aber Phasen der Umrüstung, gewollter und ungewollter Veränderungen im Prozess und Situationen, wenn das Personal im Feld aus Sicherheits- oder anderen Gründen keinen bzw. nur sehr aufwendigen direkten Informationszugang zu einer Zentrale hat. Prozesse werden also damit vor Ort transparenter.
Dem Nutzen gegenüber steht ein geringer Projektierungsaufwand der sich jedoch beinahe vollständig automatisieren lässt, insbesondere dann, wenn während der Projektierung ein verfahrenstechnisches und/oder geometrisches Modell der Anlage zum Einsatz kommt. Unter den Voraussetzungen einer solchen (ggf. noch etwas erweiterten) Systemtechnik wäre es auch möglich auf eine Vielzahl von lokalen Bedienschnittstellen an Prozessinstrumenten völlig zu verzichten, indem ein Gerät seine Benutzerschnittstelle mit allen anderen in der Nähe verbauten ("kopflosen") Instrumenten teilen kann. Dies hätte dann erhebliche Kapitalkostenvorteile für den Anwender.
Figur 3 zeigt eine beispielhafte Architektur eines Systems das erfindungsgemäße intelligente Prozessinstrumente PI7, PI8 verwendet. Die intelligenten Prozessinstrumente PI7 und PI8 besitzen jeweils eine lokale Benutzerschnittstelle BS4 bzw. BS5
und werden beide im automatisierten technischen Prozess TP2 prozessnah verwendet (z.B. als Feldgeräte). Im Beispiel nach Figur 3 wird das Prozessinstrument PI7 als Messinstrument, das Prozessinstrument PI8 als Stellinstrument verwendet. Über eine Bus- und/oder Signalverbindung VI, V2 sind die Prozessinstrumente PI7 und PI8 mit einer zentralen Stelle ZS2 (z.B. Prozessleitsystem PLS oder SCADA-System) verbunden. Die zent- rale Stelle ZS2 besitzt eine zentrale Benutzerschnittstelle ZBS . Auf Anforderung eines Bedieners stellt die zentrale Stelle ZS2 an den lokalen Benutzerschnittstellen BS4, BS5 der jeweiligen Prozessinstrumente PI7 bzw. PI8 Prozessinformationen bereit, die von außerhalb des Prozessinstruments PI7, PI8 selbst kommt, bzw. die nicht unmittelbar mit der Funktion des Instruments PI7, PI8 selbst zu tun hat.
Figur 4 zeigt ein beispielhaftes erfindungsgemäßes intelli¬ gentes Prozessmessinstrument PI9. Das Prozessmessinstrument PI9 umfasst:
1: Kunststoffabdeckung als Zugang zu den Bedientasten;
2: abschraubbarer Deckel mit Schauglas;
3: Digitalanzeige;
4: Arretierungsschraube;
5: Prozessanschluss ;
6: Messstellenschild;
7: Typenschild;
8: Zuführung mit Kabelverschraubung . Figur 5 zeigt einen beispielhaften elektrischen Funktionsplan eines intelligenten Prozessmessinstruments PI10 mit lokaler Benutzerschnittstelle BS6. Das Prozessmessinstrument PI10 um¬ fasst dabei:
1: Sensor der Messzelle;
2: Messverstärker;
3: Analog-Digital-Wandler ;
4: MikroController;
5: Potenzialtrennung;
6: Je ein nicht flüchtiger Speicher in der Messzelle und in der Elektronik;
7: PROFIBUS-PA-Schnittstelle;
8 : Bedientasten (Vor-Ort-Bedienung) ;
9: Digitalanzeiger; 10: Hilfsenergiequelle;
11: DP/PA-Koppler oder -Link;
12 : Busmaster;
Pe : Eingangsgröße.
Prozessinstrument zur prozessnahen Verwendung (z.B. Feldgerät) in einem automatisierten technischen Prozess, wobei das Prozessinstrument umfasst: eine Sensorik zur Erfassung von Messwerten in einer dedizierten lokalen Umgebung des Prozess- Instruments und/oder eine Aktorik zur Einwirkung in den technischen Prozess, wobei das Prozessinstrument mit einer zent¬ ralen Steuereinrichtung des technischen Prozesses datentechnisch verbunden ist, eine Benutzerschnittstelle zur Beobach¬ tung von aktuellen Messwerten vor Ort und/oder zur Eingabe von Stellwerten für die Aktorik und/oder zur Konfiguration des Prozessinstrumentes, sowie Schnittstellen zu der zentra¬ len Steuereinrichtung und zu weiteren Prozessinstrumenten im technischen Prozess, wobei das Prozessinstrument von der zentralen Steuereinrichtung (z.B. Prozessleitsystem, SCADA System, Speicherprogrammierbare Steuerung) Informationen erhält, die auf der Benutzerschnittstelle des Prozessinstrumen¬ tes abrufbar sind. Dadurch ist es möglich, im Prozess verbau¬ te lokale
Benutzerschnittstellen auch für andere Zwecke zu verwenden, als für die Belange eines prozessnahen Gerätes selbst, näm¬ lich insbesondere für vielfältige Anzeige und Einstellaufga¬ ben, die in der Nähe des Gerätes erforderlich sind.
Bezugs zeichen
PI1 - PI10 ProzessInstrument
BS1 - BS 6 Benutzerschnittstelle FB Feldbus
VI, V2 Verbindung
TP1, TP2 Technischer Prozess
ZS1, ZS2 Zentrale Steuereinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Prozessinstrument (PI1 - PI10) zur prozessnahen Verwendung in einem automatisierten technischen Prozess (TP1, TP2), das Prozessinstrument (PI1 - PI10) umfassend:
a) eine Sensorik zur Erfassung von Messwerten in einer dedizierten lokalen Umgebung des Prozessinstruments (PI1 - PI10) und/oder eine Aktorik zur Einwirkung in den technischen Prozess, wobei das Prozessinstrument (PI1 - PI10) mit einer zentralen Steuereinrichtung (ZS1, ZS2) des technischen Prozesses datentechnisch verbunden ist;
b) eine Benutzerschnittstelle (BS1 - BS6) zur Beobach¬ tung von aktuellen Messwerten vor Ort und/oder zur Eingabe von Stellwerten für die Aktorik und/oder zur Konfiguration des Prozessinstrumentes (PI1 - PI10);
c) Schnittstellen (FB, VI, V2) zu der zentralen Steuereinrichtung (ZS1, ZS2) und zu weiteren Prozessinstrumenten (PI1 - PI10) im technischen Prozess;
dadurch gekennzeichnet, dass
das Prozessinstrument (PI1 - PI10) von der zentralen Steuer¬ einrichtung (ZS1, ZS2) anwendungsspezifische Informationen über mindestens ein Prozessinstrument (PI1-PI10) erhält, die auf der Benutzerschnittstelle (BS1 - BS6) des Prozessinstru¬ mentes (PI1 - PI10) anwendungsspezifisch abrufbar sind.
2. Prozessinstrument (PI1 - PI10) nach Anspruch 1, wobei durch die von der zentralen Steuereinrichtung (ZS1, ZS2) abrufbaren Informationen auf Anforderung eines Benutzers abrufbar und auf der Benutzerschnittstelle (BS1 - BS6) darstellbar sind.
3. Prozessinstrument (PI1 - PI10) nach Anspruch 1 oder 2, wo¬ bei die abrufbaren Informationen durch den Benutzer an der Benutzerschnittstelle (BS1 - BS6) des Prozessinstrumentes (PI1 - PI10) definiert werden.
4. Prozessinstrument (PI1 - PI10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Rahmen einer Anlagenprojektierung die Be- nutzerschnittsteile (BS1 - BS6) des Prozessinstrumentes (PI1 - PI10) so ausgestaltet ist, dass zusätzlich zu lokalen Zu- standsanzeigen, anwendungsspezifisch weitere Inhalte abrufbar und darstellbar sind.
5. Prozessinstrument (PI1 - PI10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Prozessinstrument (PI1 - PI10) und/oder die zentrale Steuereinrichtung (ZS1, ZS2) eine Zeitsynchroni- sierung aller gemessenen und berechneter Daten vornimmt.
6. Prozessinstrument (PI1 - PI10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Prozessinstrument folgende Benutzermodi umfasst: einen ersten Benutzungsmodus für die Verwendung als lokales Prozessgerät (PI1 - PI10) zum Bedienen und/oder Beo- bachten und/oder Einstellen des Instruments (PI1 - PI10) selbst sowie seiner Prozesswerte und einen zweiten Benut¬ zungsmodus zum Bedienen und/oder Beobachten und/oder Einstellung einer erweiterten technischen Prozessumgebung.
7. Prozessinstrument (PI1 - PI10) nach Anspruch 6, wobei die Benutzermodi durch ein Engineeringsystem im Rahmen der Anlagenprojektierung im Prozessinstrument (PI1 - PI10) einricht- und definierbar sind.
8. Prozessinstrument (PI1 - PI10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei, die zentrale Steuereinrichtung (ZS1, ZS2) durch eine dedizierte Server-Software oder ein weiteres spe¬ ziell ausgestaltetes Prozessinstrument (PI1 - PI10) gebildet wird .
9. Prozessinstrument (PI1-PI10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als anwendungsspezifische Informationen Zu¬ standwerte abrufbar und darstellbar sind, die von der zentra¬ len Steuereinrichtung (ZS1, ZS2) durch parallel angeordnete Prozessinstrumente (PI1-PI10) ermittelt werden oder durch vorgebbare Prozessparameter berechnet oder rechnerisch geschätzt werden.
10. Prozessinstrument (PI1-PI10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei als anwendungsspezifische Informationen Zustand¬ werte abrufbar und darstellbar sind, die von der zentralen Steuereinrichtung (ZS1, ZS2) aus Messwerten mit Hilfe von Modellen wie Kontinuitätsbedingungen ermittelt werden,
und wobei die Messwerte von anderen Prozessinstrumenten (PI1-PI10) erfasst werden.
11. Prozessinstrument (PI1-PI10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als anwendungsspezifische Informationen auf den Einbauort bezogene, abgeleitete energetische oder pro¬ zesstechnische Daten sowie deren zeitliche Entwicklung ange¬ zeigt werden.
12. Prozessinstrument (PI1-PI10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als anwendungsspezifische Informationen Zu¬ standwerte abrufbar und darstellbar sind, die von der zentra¬ len Steuereinrichtung (ZS1, ZS2) aufgrund von logischen Ab- folgen innerhalb des automatisierten technischen Prozess
(TP1, TP2) oder aufgrund einer örtlichen Nähe als relevant erkannt werden und wobei zum Bedienen und/oder Beobachten und/oder Einstellen des Instruments (PI1 - PI10) zu den Zustandwertes gehörige Stellgrößen veränderbar sind.
13. Prozessinstrument (PI1-PI10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als anwendungsspezifische Informationen von der zentralen Steuereinrichtung (ZS1, ZS2) ermittelte Messfehler abrufbar und darstellbar sind.
14. Zentrales Leitsystem (ZS1, ZS2) zum Bedienen und/oder Beobachten eines technischen Prozesses (TP1, TP2), wobei das zentrale Leitsystem (ZS1, ZS2) über geeignete Schnittstellen (FB, VI, V2) mit Prozessinstrumenten (PI1 - PI10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13-& verbunden ist, und wobei das zentrale Leitsystem (ZS1, ZS2) geeignet ist, auf Anfrage eines der Prozessinstrumente (PI1 - PI10), auf der Benutzerschnittstel¬ le (BS1 - BS6) dieses Prozessinstrumentes (PI1 - PI10) Infor- mationen bereitzustellen, die über die lokale Prozessumgebung dieses Prozessinstrumentes (PI1 - PI10) hinausgehen.
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