WO2014095256A1 - Feldgerät und verfahren zum auslesen von daten aus einem inaktiven oder defekten feldgerät - Google Patents

Feldgerät und verfahren zum auslesen von daten aus einem inaktiven oder defekten feldgerät Download PDF

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WO2014095256A1
WO2014095256A1 PCT/EP2013/074693 EP2013074693W WO2014095256A1 WO 2014095256 A1 WO2014095256 A1 WO 2014095256A1 EP 2013074693 W EP2013074693 W EP 2013074693W WO 2014095256 A1 WO2014095256 A1 WO 2014095256A1
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field device
data
operating state
memory element
microprocessor
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PCT/EP2013/074693
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Armend Zenuni
Bernd Strütt
Tobias Paul
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Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg
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Publication date
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    • G05B2219/25428—Field device

Definitions

  • the invention relates to a field device of automation technology, in particular the process automation technology.
  • field devices are often used to detect and / or influence process variables.
  • Most of today's field devices are equipped with microprocessors that read the process variable detected by a sensor element and ggfl. processed. To capture
  • Process variables are sensors or sensor elements that detect the process variable and in the form of process data for evaluation and / or output to a
  • sensors are level gauges,
  • Flowmeters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity measuring devices, etc. which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity.
  • actuators which are controlled by control data by the microprocessor accordingly.
  • actuators are valves or pumps, through which the flow of a liquid in a pipe section or the level in a container can be changed.
  • field devices are all devices that are used close to the process and that supply or process process-relevant information.
  • field devices are generally also understood to mean those units which are connected directly to a field bus and serve to communicate with higher-level units, such as e.g. Remote I / Os, Gateways, Linking Devices and Wireless Adapters. A large number of such field devices are manufactured and distributed by the Endress + Hauser Group.
  • the housing of a field device with an RFID data carrier, so that information stored on the RFID data carrier can be retrieved without contact.
  • DE 102008008072 A1 it has become known from DE 102008008072 A1 to connect this RFID data carrier to an internal electronic unit of the sensor so that signals from the RFID data carrier can be provided internally to the sensor.
  • the RFID data carrier can be writable.
  • various standards have been created for wireless data transmission. For example, magnetic fields can be used for inductive coupling or near-field coupling (NFC). The data transmission and often also the power supply takes place via a magnetic near field, which is mediated by coils in a reader and in a so-called. Tag.
  • the frequencies used in such transmission are 135 kHz, 13.56 MHz and are specified by the ISO 18000-2 and ISO 18000-3 and ISO 22536 and ISO / IEC 15693 standards, respectively. Furthermore, it has become known to use electromagnetic dipole fields for remote coupling. Here is the data transfer and often the
  • antennas for example dipole antennas or spiral antennas.
  • Frequencies at which this coupling takes place are 433 MHz, 868 MHz and 2.45 GHz, which are specified by the standards ISO 18000-7, IS018000-6 and ISO 18000-4.
  • field buses and fieldbus systems as well as field devices for use in fieldbuses of this type have also become known from the prior art.
  • the field devices are typically supplied with electrical energy via the fieldbus or via a separate energy source. If a field device fails, it must be replaced to ensure a smooth continuation of the process.
  • the new field device must be parameterized according to the failed field device so that it can take over the function of the failed or defective field device. This
  • the invention has for its object to propose a field device, that despite a defect, in particular of the microprocessor, access to data in a Memory element of the field device are stored, so as to facilitate, for example, the replacement of a defective field device
  • the object is achieved by a field device of automation technology, in particular process automation technology, wherein the field device comprises at least the following:
  • a microprocessor which is supplied with energy in the first operating state and serves for the evaluation and / or output of the process and / or control data, the process data preferably originating from a sensor element and / or the control data are preferably provided for an actuator element to be controlled .
  • a receiving / transmitting unit provided for the wireless transmission of data
  • a memory element which is designed such that in the first operating state data via the receiving / transmitting unit using the microprocessor are interchangeable and in a second operating state, the data on the receiving / transmitting unit are readable, wherein the first and second operating state therein distinguish that in the second operating state, at least the microprocessor is inactive.
  • the state of operation of a field device is understood as the state in which the field device (and thus also the microprocessor) functions properly and there is no defect or failure.
  • the microprocessor in the first operating state, the microprocessor is supplied with energy and active, the energy typically being supplied via the interface.
  • the field device and therefore also the microprocessor are supplied with intrinsic safety via the 4 ... 20 mA signal;
  • process and / or control data is transmitted. It is also conceivable, however, to supply the field device or microprocessor with power, for example, via power supply
  • the second operating state is the state in which the
  • Microprocessor is inactive. This may, for example, be the case if the field device has any defect whatsoever, which leads to at least that
  • Microprocessor (conceivable, of course, also other components) no energy is available or even if the microprocessor itself has any type of defect and is therefore inactive.
  • the first operating state describes the state of the field device in which it is essentially functional
  • the second operating state represents the state of the field device in which there is a fault and because of which the microprocessor is inactive For example, is defective, and is therefore no longer able to read data from the memory element and pass.
  • the access to data, in particular parameters, of a defective field device is made possible by the field device having a second operating state in which a reception / transmission unit can directly access a memory element in which the data are stored.
  • Microprocessor the field device is not necessary. Just accessing stored data in case of failure of the microprocessor represents a significant improvement over the prior art, since many field device failures on a defect of
  • Microprocessor is still partially functional or not, since the field device according to the invention in the second operating state completely without microprocessor for accessing the data, which are highlighted or stored in the memory element, gets along.
  • a favorable embodiment of the field device provides that the memory element is configured such that there is a first port, via the data in the first operating state data between the memory element and the microprocessor can be transmitted, and a second port, via the in the second operating state by means of receiving - / transmitting unit is communicated with the memory element comprises.
  • the first terminal and the second terminal are high impedance to each other.
  • the memory element is a dual interface EEPROM, which allows the transmission of data to the microprocessor via the first connection by means of a serial or parallel data bus and enables the wireless transmission of data via the reception / transmission unit with the second connection ,
  • a dual interface EEPROM has the advantage that the energy required for the second operating state is derived from the clock signal of the interface and thus no additional power generation unit must be formed.
  • An alternative embodiment of the field device according to the invention provides that the field device has a switching element, which in the first operating state the
  • Memory element connects to the microprocessor and connects the memory element in the second operating state with the receiving / transmitting unit.
  • the memory element is a non-volatile memory element so as to ensure the storage of the data even in the event of a defect or in the de-energized state of the field device.
  • the data is data for the parameterization and / or configuration of the field device.
  • a further embodiment of the field device according to the invention provides that the
  • Receiving / transmitting unit for wireless data transmission according to the NFC and / or RFID standard is formed.
  • a further embodiment of the field device according to the invention provides that the memory element is supplied in the first operating state via energy, which is coupled via the interface into the field device, and in the second operating state the
  • Memory element is supplied with energy by means of the receiving / transmitting unit.
  • Field devices which are formed in the aforementioned manner thus offer, among other things, the advantage that they can be replaced more easily in the event of a defect or failure or an upgrade. Since the parameters present in the field device can also be read from the memory element without the intervention of the microprocessor and into a new field device, for example a replacement field device or its
  • Memory element are transferable.
  • the new field device is brought into close proximity to the field device to be exchanged so that the transmission of the parameters can be carried out via the receiving / transmitting units of the two devices.
  • the parameters of the defective field device can be transferred to the new field device without the aid of further hardware. Further, a method for exchanging data is to be exchanged
  • Field device provided in a replacement field device, wherein both field devices are designed according to at least one of the features described above and wherein the exchanged field device in the second operating state and the replacement field device is in the first operating state, wherein the two field devices are brought into the necessary distance for wireless transmission and the Data about the reception
  • Parameterization and / or configuration of the field device can be used.
  • Fig. 1 a schematic representation of an embodiment of the proposed
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a field device to be exchanged and an exchange field device.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the proposed invention.
  • the field device 1 via an interface 2 with a field bus 10 for the purpose of communicating with a in fig. 1 not shown control unit connected.
  • Process and / or control data are transmitted via the interface 2 in the first operating state.
  • Power supply unit 9 of the field device 1 energy supplied, by means of which the individual components of the field device 1 are properly supplied with energy.
  • the interface 2 may represent a wired interface or an interface 2 designed for wireless communication.
  • the field device 1 has a sensor and / or actuator element 4, by means of which process variables are detected and / or process variables are influenced.
  • the microprocessor 3 For the digitization and / or preprocessing and / or evaluation and / or output of the process and / or control data is the microprocessor 3, wherein the process data preferably originate from the sensor element 4 and / or the
  • Control data are preferably provided for an actuator element 4 to be controlled.
  • the process and / or control data are in analog form and are digitized by means of the microprocessor 3 for further processing.
  • interface 2 can also be used Parametrier poems be transmitted, which are processed by the microprocessor 3 according to and stored in a, preferably non-volatile, memory element 5.
  • the memory element 5 is designed such that in the first operating state, ie in the functional state of the field device 1, data, in particular data for parameterization and / or configuration of the field device 1, can be exchanged.
  • the memory element 5 is designed such that it has a first connection 5 a via which the data for parameterization and / or configuration can be transmitted between the memory element 5 and the microprocessor 3 in the first operating state, wherein the memory element 5 More precisely, it is a dual interface EEPROM which is connected via the first connection 5a and the second connection 5b to a serial or parallel data bus 8 for the transmission of data.
  • the data bus 8 is configured in such a way that the data received in the first operating state via the receiving / transmitting unit 6 is sent to the microprocessor for
  • the data bus 8 is also designed so that in the second operating state data can be read out via the receiving / transmitting unit directly from the memory element without the use of the microprocessor.
  • the memory element 5 comprises a second terminal 5b, via which in the second operating state by means of a receiving / transmitting unit 6 with the memory element 5 can be communicated, with the second terminal 5b, the wireless
  • the first connection 5a and the second connection 5b have a high resistance to one another, the short circuit in principle occurring at any point (except for the memory element and / or the receiving / transmitting unit) in the field device occur or may arise.
  • the memory element 5 is in the first operating state with energy that over the
  • Interface 2 is introduced into the field device 1, supplied and can thus exchange data with the microprocessor 3 and ggfl. Save this data.
  • the field device according to FIG. 1 has the receiving / transmitting unit 6, which is connected to the wireless
  • Memory element 5 thus communicates with those stored in memory element 5
  • Field device 1 is used, built. The data transmission and the power supply takes place here by means of the receiving / transmitting unit 6 via a magnetic near field, wherein the receiving / transmitting unit 6 on the above-described NFC (English: “Near field communication”) and / or the RFID ( English: "Radio Frequency Identification”) Standard based.
  • 2 shows a schematic representation of an alternative embodiment of the proposed invention, in which the field device 1 has a switching element 7 which connects the memory element 5 to the microprocessor 3 in the first operating state and the memory element 5 to the receiving Z-transmitting unit 6 in the second operating state.
  • a different component or component can be used as the dual interface EEPROM, wherein an auxiliary power generation unit, not shown in Fig. 2 is required for power supply. It can the
  • Auxiliary power generation unit be formed within the receiving / transmitting unit 6, that is, a part of this represent or be arranged as an independent element between the receiving ZSendetician and the switching element.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a field device 1 to be exchanged and of a replacement field device 1 1, data being transmitted from the field device 1 to be replaced to a replacement field device 1 1.
  • Both field devices 1, 1 1 are formed as described above.
  • the field device 1 to be replaced is in the second operating state and the replacement field device 1 1 in the first
  • Memory element 5a of the replacement field device 1 1 transmitted via the receiving Z-transmitting unit 6a by means of the microprocessor 3a.
  • the initiation and control of the process for the exchange of data is in this case the responsibility of the microprocessor 3a of the replacement field device 11.
  • With the help of the transmitted data it is then possible to perform a parameterization and / or configuration of the replacement field device 1 1 corresponding to the field device 1 to be exchanged.
  • no further hardware eg. In the form of an operating tool that runs on a portable computer or the like, needed.
  • Interface preferably wired interface

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Abstract

Feldgerät (1) der Automatisierungstechnik, insbesondere der Prozessautomatisierungstechnik, wobei das Feldgerät (1) zumindest folgendes umfasst: - eine Schnittstelle (2) über die in einem ersten Betriebszustand Prozess- und/oder Steuerdaten übertragen werden, - einen Mikroprozessor (3), welcher in dem ersten Betriebszustand mit Energie versorgt wird und zur Auswertung und/oder Ausgabe der Prozess- und/oder Steuerdaten dient, wobei die Prozessdaten vorzugsweise von einem Sensorelement (4) stammen und/oder die Steuerdaten vorzugsweise für ein zu steuerndes Aktorelement (4) vorgesehen sind, - eine zur drahtlosen Übertragung von Daten vorgesehene Empfangs-/Sendeeinheit (6), - ein Speicherelement (5), das derartig ausgestaltet ist, dass im ersten Betriebszustand Daten über die Empfangs-/Sendeeinheit (6) mit Hilfe des Mikroprozessors (3) austauschbar sind und in einem zweiten Betriebszustand die Daten über die Empfangs/Sendeeinheit auslesbar sind, wobei sich der erste und zweite Betriebszustand darin unterscheiden, dass in dem zweiten Betriebszustand zumindest der Mikroprozessor (3) inaktiv ist.

Description

Feldgerät der Automatisierungstechnik, insbesondere der
Prozessautomatisierungstechnik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Feldgerät der Automatisierungstechnik, insbesondere der Prozessautomatisierungstechnik.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die zum Einsatz in industriellen Anlagen dienen.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen dienen. Die meisten heutigen Feldgeräte sind mit Mikroprozessoren ausgestattet, die die von einem Sensorelement erfasste Prozessgröße einlesen und ggfl. weiterverarbeiten. Zur Erfassung von
Prozessgrößen dienen Sensoren bzw. Sensorelemente, die die Prozessgröße erfassen und in Form von Prozessdaten zur Auswertung und/oder Ausgabe an einen
Mikroprozessor übermitteln. Beispiele für Sensoren sind Füllstandsmessgeräte,
Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperatur-messgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen dienen Aktoren, die mittels Steuerdaten durch den Mikroprozessor entsprechend gesteuert werden. Beispiele für Aktoren sind Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozess relevante Informationen liefern oder verarbeiten. Neben den zuvor genannten Sensoren und Aktoren werden als Feldgeräte allgemein auch solche Einheiten bezeichnet, die direkt an einem Feldbus angeschlossen sind und zur Kommunikation mit übergeordneten Einheiten dienen, wie z.B. Remote I/Os, Gateways, Linking Devices und Wireless Adapters. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress + Hauser-Gruppe hergestellt und vertrieben.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt geworden, das Gehäuse eines Feldgerätes mit einem RFID-Datenträger zu versehen, so dass auf dem RFID-Datenträger gespeicherte Informationen berührungslos abrufbar sind. Ferner ist es aus der DE 102008008072 A1 bekannt geworden, diesen RFID-Datenträger mit einer internen Elektronikeinheit des Sensors zu verbinden, so dass Signale von dem RFID-Datenträger dem Sensor intern bereitgestellt werden können. Zu diesem Zweck kann der RFID-Datenträger beschreibbar sein. Zur drahtlosen Datenübertragung sind darüber hinaus verschiedene Standards geschaffen worden. So kann bspw. über magnetische Felder eine induktive Kopplung oder Nahfeldkopplung (NFC) erfolgen. Die Datenübertragung und oftmals auch die Energieversorgung erfolgt dabei über ein magnetisches Nahfeld, das durch Spulen in einem Lesegerät und in einem sog. Tag vermittelt wird. Die Frequenzen, die bei einer solchen Übertragung verwendet werden, liegen bei 135 kHz, 13,56 MHz und sind durch die Normen ISO 18000-2 und ISO 18000-3 bzw. ISO 22536 und ISO/IEC 15693 vorgegeben. Ferner ist es bekannt geworden, elektromagnetische Dipolfelder zur Fernkopplung zu nutzen. Hier erfolgt die Datenübertragung und oft auch die
Energieversorgung über Antennen, bspw. Dipolantennen oder Spiralantennen. Die
Frequenzen, bei denen diese Kopplung erfolgt, liegen bei 433 MHz, 868 MHz und 2,45 GHz, welche durch die Normen ISO 18000-7, IS018000-6 bzw. ISO 18000-4 vorgegeben sind. Ferner sind zudem aus dem Stand der Technik Feldbusse und Feldbussystem sowie Feldgeräte zum Einsatz in solchen Feldbussen bekannt geworden. Die Feldgeräte werden zu diesem Zweck typischerweise über den Feldbus oder über eine separate Energiequelle mit elektrischer Energie versorgt. Bei Ausfall eines Feldgerätes muss dieses ausgetauscht werden, um ein reibungsloses Fortführen des Prozesses zu gewährleisten. Hierzu muss das neue Feldgerät entsprechend dem ausgefallenen Feldgerät parametriert werden, damit dieses die Funktion des ausgefallen bzw. defekten Feldgerätes übernehmen kann. Dieser
Austausch geschieht bisher durch einen Service-Techniker, der die nötigen Parameter, bspw. durch ein Parameter-Backup, das während der Lebenszeit des Feldgerätes erstellt wurde, kennen muss. Mit diesem Parameter-Backup kann das neue Feldgerät entsprechend parametrieren werden.
Oftmals liegen diese benötigten Parameter allerdings nicht bzw. nicht in der aktuellsten Version vor. Darüber hinaus ist es in einer Vielzahl der Ausfälle nicht mehr möglich, ein Parameter-Backup des auszutauschenden Feldgerätes durchzuführen. Wie bereits erwähnt, weisen die meisten heutigen Feldgeräte einen Mikroprozessor auf, der das Herzstück des Feldgerätes darstellt. Bei Ausfall dieses Mikroprozessors oder bei Ausfall einer anderen Komponente des Feldgerätes, wird das Feldgerät nicht mehr mit Energie versorgt. Es ist dann nicht mehr möglich an die Daten, die in einem Speicherelement gespeichert werden, zu kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feldgerät vorzuschlagen, dass trotz eines Defektes, insbesondere des Mikroprozessors, den Zugriff auf Daten, die in einem Speicherelement des Feldgerätes gespeichert sind, zu ermöglichen, um so bspw. den Austausch eines defekten Feldgerätes zu erleichtern
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Feldgerät der Automatisierungstechnik, insbesondere der Prozessautomatisierungstechnik, wobei das Feldgerät zumindest folgendes umfasst:
- eine Schnittstelle über die in einem ersten Betriebszustand Prozess- und/oder
Steuerdaten übertragen werden,
- einen Mikroprozessor, welcher in dem ersten Betriebszustand mit Energie versorgt wird und zur Auswertung und/oder Ausgabe der Prozess- und/oder Steuerdaten dient, wobei die Prozessdaten vorzugsweise von einem Sensorelement stammen und/oder die Steuerdaten vorzugsweise für ein zu steuerndes Aktorelement vorgesehen sind,
- eine zur drahtlosen Übertragung von Daten vorgesehene Empfangs-/Sendeeinheit,
- ein Speicherelement, das derartig ausgestaltet ist, dass im ersten Betriebszustand Daten über die Empfangs-/Sendeeinheit mit Hilfe des Mikroprozessors austauschbar sind und in einem zweiten Betriebszustand die Daten über die Empfangs-/Sendeeinheit auslesbar sind, wobei sich der erste und zweite Betriebszustand darin unterscheiden, dass in dem zweiten Betriebszustand zumindest der Mikroprozessor inaktiv ist. Hierbei wird als erster Betriebszustand eines Feldgerätes der Zustand verstanden, bei dem das Feldgerät (und somit auch der Mikroprozessor) ordnungsgemäß funktioniert und kein Defekt bzw. Ausfall vorliegt. Insbesondere ist im ersten Betriebszustand der Mikroprozessor mit Energie versorgt und aktiv, wobei die Energie typischerweise über die Schnittstelle zugeführt wird. So wird bei Zweileiter-Geräten das Feldgerät und somit auch der Mikroprozessor über das 4...20 mA-Signal eigensicher versorgt; zusätzlich werden Prozess- und/oder Steuerdaten übertragen. Denkbar ist aber auch eine anderweitige Versorgung des Feldgerätes bzw. Mikroprozessors mit Energie, bspw. über
Akkumulatoren, Batterien oder über Energy Harvesting Konzept. Unter dem zweiten Betriebszustand ist der Zustand zu verstehen, in dem der
Mikroprozessor inaktiv ist. Dies kann bspw. dann der Fall sein, wenn das Feldgerät einen wie auch immer gearteten Defekt aufweist, was dazu führt, dass zumindest dem
Mikroprozessor (denkbar sind darüber hinaus natürlich auch weitere Komponenten) keine Energie mehr zur Verfügung steht oder aber auch, wenn der Mikroprozessor selbst einen wie auch immer gearteten Defekt aufweist und somit inaktiv ist. Hierbei ist es natürlich auch vorstellbar, dass neben dem Mikroprozessor weitere Komponenten des Feldgerätes durch den Defekt beschädigt und/oder ausgefallen sind. Zusammenfassend lässt sich somit sagen, dass der erste Betriebszustand den Zustand des Feldgerätes beschreibt, in dem es im Wesentlichen funktionstüchtig ist, und der zweite Betriebszustand der Zustand des Feldgerätes darstellt, in dem ein Fehlerfall bzw. Defekt vorliegt und aufgrund dessen der Mikroprozessor inaktiv, da bspw. defekt, ist und somit nicht mehr in der Lage ist, Daten aus dem Speicherelement auszulesen und weiterzugeben.
Erfindungsgemäß wird der Zugriff auf Daten, insbesondere Parameter, eines defekten Feldgerätes dadurch ermöglicht, dass das Feldgerät einen zweiten Betriebszustand aufweist, in dem über eine Empfangs-/Sendeeinheit direkt auf ein Speicherelement, in dem die Daten gespeichert sind, zugegriffen werden kann. Hierzu ist die
Funktionstüchtigkeit anderer Komponenten, insbesondere des fehleranfälligen
Mikroprozessors, des Feldgerätes nicht nötig. Gerade das Zugreifen auf gespeicherte Daten bei Ausfall des Mikroprozessors stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar, da viele Feldgeräteausfälle auf einen Defekt des
Mikroprozessors zurückzuführen sind. Hierbei ist es auch unerheblich, ob der
Mikroprozessor noch teilweise funktionstüchtig ist oder nicht, da das erfindungsgemäße Feldgerät im zweiten Betriebszustand vollständig ohne Mikroprozessor für den Zugriff auf die Daten, die im Speicherelement vorgehoben bzw. gespeichert sind, auskommt.
Eine günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass das Speicherelement derartig ausgestaltet ist, dass es einen ersten Anschluss, über den im ersten Betriebszustand Daten zwischen dem Speicherelement und dem Mikroprozessor übertragbar sind, und einen zweiten Anschluss, über den im zweiten Betriebszustand mittels der Empfangs-/Sendeeinheit mit dem Speicherelement kommuniziert wird, umfasst. Vorzugsweise sind der erste Anschluss und der zweite Anschluss hochohmig zueinander. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Speicherelement um ein Dual Interface EEPROM, welches über den ersten Anschluss mittels eines seriellen oder parallelen Datenbusses die Übertragung von Daten mit dem Mikroprozessor ermöglicht und mit dem zweiten Anschluss die drahtlose Übertragung von Daten über die Empfangs- /Sendeeinheit ermöglicht. Bei Verwendung eines Dual Interface EEPROM bietet sich der Vorteil, dass die für den zweiten Betriebszustand benötigte Energie aus dem Taktsignal der Schnittstelle abgeleitet wird und somit keine zusätzliche Energieerzeugungseinheit ausgebildet sein muss. Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass das Feldgerät ein Schaltelement aufweist, welches im ersten Betriebszustand das
Speicherelement mit dem Mikroprozessor verbindet und im zweiten Betriebszustand das Speicherelement mit der Empfangs-/Sendeeinheit verbindet. Auf diese Weise lassen sich auch andere Bausteine als ein Dual Interface EEPROM als Speicherbaustein verwenden. Eine günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass es sich bei dem Speicherelement um ein nicht-flüchtiges Speicherelement handelt, um so das Speichern der Daten auch bei einem Defekt bzw. im stromlosen Zustand des Feldgerätes sicherzustellen.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass es sich bei den Daten um Daten zur Parametrierung und/oder Konfigurierung des Feldgerätes handelt. Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass die
Empfangs-/Sendeeinheit zur drahtlosen Datenübertragung gemäß dem NFC- und/oder RFID- Standard ausgebildet ist.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass das Speicherelement im ersten Betriebszustand über Energie, die über die Schnittstelle in das Feldgerät eingekoppelt wird, versorgt ist und im zweiten Betriebszustand das
Speicherelement mit Energie mittels der Empfangs-/Sendeeinheit versorgt ist.
Feldgeräte die auf vorgenannte Art und Weise ausgebildet sind, bieten somit unter anderem den Vorteil, dass sie im Falle eines Defektes bzw. Ausfalls oder eines Upgrades einfacher ausgetauscht werden können. Da die in dem Feldgerät vorhandenen Parameter aus dem Speicherelement auch ohne Zutun des Mikroprozessors ausgelesen werden können und in ein neues Feldgerät, bspw. ein Ersatzfeldgerät bzw. dessen
Speicherelement übertragbar sind. Hierzu wird das neue Feldgerät in unmittelbare Nähe zu dem auszutauschenden Feldgerät gebracht umso das Übertragen der Parameter über die Empfangs-/Sendeeinheiten der beiden Geräte durchzuführen. Somit können die Parameter des defekten Feldgerätes in das neue Feldgerät ohne Zuhilfenahme weiterer Hardware übernommen werden. Ferner ist ein Verfahren zum Austausch von Daten von einem auszutauschenden
Feldgerät in ein Ersatzfeldgerät vorgesehen, wobei beide Feldgeräte nach zumindest einem der oben beschriebenen Merkmale ausgebildet sind und wobei sich das auszutauschende Feldgerät im zweiten Betriebszustand und das Ersatzfeldgerät im ersten Betriebszustand befindet, wobei die beiden Feldgeräte in die zur drahtlosen Übertragung notwendige Distanz gebracht werden und die Daten über die Empfangs-
/Sendeeinheit aus dem Speicherelement des auszutauschenden Feldgerätes ausgelesen werden und in das Speicherelement des Ersatzfeldgerätes über dessen Empfangs- /Sendeeinheit mit Hilfe dessen Mikroprozessors übertragen werden. Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Daten zur
Parametrierung und/oder Konfiguration des Feldgerätes verwendet werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass das Verfahren zum
Austausch von Daten von einem auszutauschenden Feldgerät in ein Ersatzfeldgerät durch den Mikroprozessor des Ersatzfeldgerätes initiiert und/oder gesteuert wird.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der vorgeschlagenen
Erfindung,
Fig. 2: eine schematische Darstellung einer alternativen Ausgestaltung der
vorgeschlagenen Erfindung, und
Fig. 3: eine schematische Darstellung eines auszutauschenden Feldgerätes sowie eines Austauschfeldgerätes. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Erfindung. Hierbei ist das Feldgerät 1 über eine Schnittstelle 2 mit einem Feldbus 10 zwecks Kommunikation mit einem in fig. 1 nicht dargestellten Steuerungsgerät verbunden. Über die Schnittstelle 2 werden im ersten Betriebszustand Prozess- und/oder Steuerdaten übertragen. Ferner wird dem Feldgerät 1 bzw. einer
Energieversorgungseinheit 9 des Feldgerätes 1 Energie zugeführt, mittels derer die einzelnen Komponenten des Feldgerätes 1 ordnungsgemäß mit Energie versorgt werden. Die Schnittstelle 2 kann eine drahtgebundene Schnittstelle oder eine zur drahtlosen Kommunikation ausgelegte Schnittstelle 2 darstellen. Mittels der
Energieversorgungseinheit 9 werden, wie bereits erwähnt, im ersten Betriebszustand die einzelnen Komponenten des Feldgerätes 1 , insbesondere jedoch der Mikroprozessor 3, mit Energie versorgt. Ferner weist das Feldgerät 1 ein Sensor- und/oder Aktorelement 4 auf, mittels dem Prozessgrößen erfasst werden und/oder Prozessgrößen beeinflusst werden. Zur Digitalisierung und/oder Vorverarbeitung und/oder Auswertung und/oder Ausgabe der Prozess- und/oder Steuerdaten dient der Mikroprozessor 3, wobei die Prozessdaten vorzugsweise von dem Sensorelement 4 stammen und/oder die
Steuerdaten vorzugsweise für ein zu steuerndes Aktorelement 4 vorgesehen sind.
Typischerweise liegen die Prozess- und/oder Steuerdaten in analoger Form vor und werden mittels des Mikroprozessors 3 zur Weiterverarbeitung digitalisiert. Neben den eigentlichen Prozess- und/oder Steuerdaten können über die Schnittstelle 2 auch Parametrierdaten übertragen werden, welche von dem Mikroprozessor 3 entsprechend verarbeitet werden und in einem, vorzugsweise nicht-flüchtigen, Speicherelement 5 festgehalten werden. Hierzu ist das Speicherelement 5 derartig ausgestaltet, dass im ersten Betriebszustand, also im funktionstüchtigen Zustand des Feldgerätes 1 , Daten, insbesondere Daten zur Parametrierung und/oder Konfigurierung des Feldgerätes 1 , ausgetauscht werden können.
Dass Speicherelement 5 gemäß Fig. 1 ist derartig ausgestaltet, dass es einen ersten Anschluss 5a aufweist, über den im ersten Betriebszustand die Daten zur Parametrierung und/oder Konfigurierung zwischen dem Speicherelement 5 und dem Mikroprozessor 3 übertragbar sind, wobei es sich bei dem Speicherelement 5 präziser um ein Dual Interface EEPROM handelt, welches über den ersten Anschluss 5a und den zweiten Anschluss 5b mit einem seriellen oder parallelen Datenbusses 8 zur Übertragung von Daten verbunden ist.
Hierbei ist der Datenbus 8 derartig ausgestaltet, dass die im ersten Betriebszustand über die Empfangs-/Sendeeinheit 6 empfangen Daten an den Mikroprozessor zur
Weiterverarbeitung, bspw. dem Speichern im Speicherelement 8, weitergeleitet werden. Darüber hinaus ist der Datenbus 8 auch so ausgestaltet, dass im zweiten Betriebszustand Daten über die Empfangs-/Sendeeinheit direkt aus dem Speicherelement ausgelesen werden können, ohne den Einsatz des Mikroprozessors.
Hierzu umfasst das Speicherelement 5 einen zweiten Anschluss 5b, über den im zweiten Betriebszustand mittels einer Empfangs-/Sendeeinheit 6 mit dem Speicherelement 5 kommuniziert werden kann, wobei mit dem zweiten Anschluss 5b die drahtlose
Übertragung von Daten über die Empfangs-/Sendeeinheit 6 ermöglicht wird. Um ein Betrieb des Feldgerätes 1 auch bei einem Kurzschluss zu ermöglichen, ist der erste Anschluss 5a und der zweite Anschluss 5b hochohmig zueinander ausgebildet, wobei der Kurzschluss prinzipiell an einer beliebigen Stelle (außer dem Speicherelement und/oder der Empfangs-/Sendeeinheit) im Feldgerät auftreten bzw. entstehen kann.
Das Speicherelement 5 ist im ersten Betriebszustand mit Energie, die über die
Schnittstelle 2 in das Feldgerät 1 eingebracht wird, versorgt und kann somit mit dem Mikroprozessor 3 Daten austauschen und ggfl. diese Daten speichern.
In dem Fall, dass ein Defekt des Feldgerätes 1 , insbesondere des Mikroprozessors 3, vorliegt, ist es jedoch nicht möglich, die im Speicherelement 5 gespeicherten Daten auszulesen und somit in ein Austauschfeldgerät zu übertragen. Um ein Auslesen der im Speicherelement 5 gespeicherten Daten auch bei einem Ausfall des Feldgerätes 1 , insbesondere des Mikroprozessors 3, zu ermöglichen, weist das Feldgerät gemäß Fig. 1 die Empfangs-/Sendeeinheit 6 auf, die zur drahtlosen
Datenübertragung vorgesehen ist und die im zweiten Betriebszustand mit dem
Speicherelement 5 kommuniziert um somit die im Speicherelement 5 vorgehaltenen
Daten auszulesen. Hierzu wird mittels eines zusätzlichen Gerätes, welches in Fig. 1 nicht dargestellt ist, über die Empfangs-/Sendeeinheit 6 eine bidirektionale drahtlose
Datenübertragung, die bspw. zum Auslesen der Parametrierdaten eines defekten
Feldgerätes 1 dient, aufgebaut. Die Datenübertragung und auch die Energieversorgung erfolgt dabei mittels der Empfangs-/Sendeeinheit 6 über ein magnetisches Nahfeld, wobei die Empfangs-/Sendeeinheit 6 auf dem eingangs beschriebenen NFC- (engl.:„Near field communication") und/oder dem RFID- (engl.:„Radio-Frequency Identification") Standard basiert. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer alternativen Ausgestaltung der vorgeschlagenen Erfindung, bei der das Feldgerät 1 ein Schaltelement 7 aufweist, welches im ersten Betriebszustand das Speicherelement 5 mit dem Mikroprozessor 3 verbindet und im zweiten Betriebszustand das Speicherelement 5 mit der Empfangs- ZSendeeinheit 6. Auf diese Weise kann ein anderer Baustein bzw. Komponente als das Dual Interface EEPROM verwendet werden, wobei zur Energieversorgung eine in Fig. 2 nicht dargestellte Hilfsenergieerzeugungseinheit erforderlich ist. Dabei kann die
Hilfsenergieerzeugungseinheit innerhalb der Empfangs-/Sendeeinheit 6 ausgebildet sein, also ein Teil dieser darstellen oder als selbstständiges Element zwischen der Empfangs- ZSendeeinheit und dem Schaltelement angeordnet sein.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines auszutauschenden Feldgerätes 1 sowie eines Austauschfeldgerätes 1 1 , wobei Daten von dem auszutauschenden Feldgerät 1 in ein Ersatzfeldgerät 1 1 übertragen werden. Beide Feldgeräte 1 , 1 1 sind hierbei wie oben beschrieben ausgebildet. Zum Austausch von Daten befindet sich das auszutauschende Feldgerät 1 im zweiten Betriebszustand und das Ersatzfeldgerät 1 1 im ersten
Betriebszustand. Zum Durchführen des Datenaustausches müssen die beiden Feldgeräte 1 , 1 1 in die zur drahtlosen Übertragung notwendige Distanz gebracht werden.
Anschließend werden die Daten über die Empfangs-ZSendeeinheit 6 aus dem
Speicherelement 5 des auszutauschenden Feldgerätes 1 ausgelesen und in das
Speicherelement 5a des Ersatzfeldgerätes 1 1 über dessen Empfangs-ZSendeeinheit 6a mit Hilfe dessen Mikroprozessors 3a übertragen. Das Initiieren undZoder Steuern des Verfahrens zum Austausch von Daten obliegt hierbei dem Mikroprozessor 3a des Ersatzfeldgerätes 1 1. Mit Hilfe der übertragenen Daten ist es anschließend möglich, eine Parametrierung und/oder Konfiguration des Ersatzfeldgerätes 1 1 entsprechend dem auszutauschenden Feldgerät 1 durchzuführen. Hierzu wird, wie bereits erwähnt, keine weitere Hardware, bspw. in Form eines Bedientools, das auf einem portablen Rechner oder ähnlichem abläuft, benötigt.
Bezugszeichenliste
Feldgerät
Schnittstelle, vorzugsweise drahtgebundene Schnittstelle
Mikroprozessor
Sensor- und/oder Aktorelement
Speicherelement
Empfangs-/Sendeeinheit
Schaltelement
Datenbus
Energieversorgungseinheit
Feldbus
Ersatzfeldgerät

Claims

Patentansprüche
1. Feldgerät (1 ) der Automatisierungstechnik, insbesondere der
Prozessautomatisierungstechnik, wobei das Feldgerät (1 ) zumindest folgendes umfasst: - eine Schnittstelle (2) über die in einem ersten Betriebszustand Prozess- und/oder Steuerdaten übertragen werden,
- einen Mikroprozessor (3), welcher in dem ersten Betriebszustand mit Energie versorgt wird und zur Auswertung und/oder Ausgabe der Prozess- und/oder Steuerdaten dient, wobei die Prozessdaten vorzugsweise von einem Sensorelement (4) stammen und/oder die Steuerdaten vorzugsweise für ein zu steuerndes Aktorelement (4) vorgesehen sind,
- eine zur drahtlosen Übertragung von Daten vorgesehene Empfangs-/Sendeeinheit (6),
- ein Speicherelement (5), das derartig ausgestaltet ist, dass im ersten Betriebszustand Daten über die Empfangs-/Sendeeinheit (6) mit Hilfe des Mikroprozessors (3) austauschbar sind und in einem zweiten Betriebszustand die Daten über die Empfangs- /Sendeeinheit auslesbar sind, wobei sich der erste und zweite Betriebszustand darin unterscheiden, dass in dem zweiten Betriebszustand zumindest der Mikroprozessor (3) inaktiv ist.
2. Feldgerät nach Anspruch 1 , wobei das Speicherelement (5) derartig ausgestaltet ist, dass es einen ersten Anschluss (5a), über den im ersten Betriebszustand Daten zwischen dem Speicherelement (5) und dem Mikroprozessor (3) übertragbar sind, und einen zweiten Anschluss (5b), über den im zweiten Betriebszustand mittels der Empfangs- /Sendeeinheit (6) mit dem Speicherelement (5) kommuniziert wird, umfasst.
3. Feldgerät nach Anspruch 2, wobei der erste Anschluss (5a) und der zweite Anschluss (5b) hochohmig zueinander ausgebildet sind.
4. Feldgerät nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei es sich bei dem
Speicherelement um ein Dual Interface EEPROM handelt, welches über den ersten Anschluss (5a) mittels eines seriellen oder parallelen Datenbusses (8) die Übertragung von Daten mit dem Mikroprozessor (3) ermöglicht und mit dem zweiten Anschluss (5b) die drahtlose Übertragung von Daten über die Empfangs-/Sendeeinheit (6) ermöglicht.
5. Feldgerät nach Anspruch 1 , wobei das Feldgerät (1 ) ein Schaltelement (7) aufweist, welches im ersten Betriebszustand das Speicherelement (5) mit dem Mikroprozessor (3) verbindet und im zweiten Betriebszustand das Speicherelement (5) mit der Empfangs- /Sendeeinheit (6) verbindet.
6. Feldgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Speicherelement (5) um ein nicht-flüchtiges Speicherelement handelt.
7. Feldgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei den Daten um Daten zur Parametrierung und/oder Konfigurierung des Feldgerätes (1 ) handelt.
8. Feldgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Empfangs-/Sendeeinheit (6) zur drahtlosen Datenübertragung gemäß dem NFC- und/oder RFID- Standard ausgebildet ist.
9. Feldgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Speicherelement (5) im ersten Betriebszustand über Energie, die über die Schnittstelle (2) in das Feldgerät (1 ) eingekoppelt wird, versorgt ist und im zweiten Betriebszustand das Speicherelement (5) mit Energie mittels der Empfangs-/Sendeeinheit (6) versorgt ist.
10. Verfahren zum Austausch von Daten von einem auszutauschenden Feldgerät (1 ) in ein Ersatzfeldgerät (1 1 ), wobei beide Feldgeräte (1 , 1 1 ) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind und wobei sich das auszutauschende Feldgerät (1 ) im zweiten Betriebszustand und das Ersatzfeldgerät (1 1 ) im ersten
Betriebszustand befindet, wobei die beiden Feldgeräte (1 , 1 1 ) in die zur drahtlosen Übertragung notwendige Distanz gebracht werden und die Daten über die Empfangs- /Sendeeinheit (6) aus dem Speicherelement (5) des auszutauschenden Feldgerätes (1 ) ausgelesen werden und in das Speicherelement (5a) des Ersatzfeldgerätes (1 1 ) über dessen Empfangs-/Sendeeinheit (6a) mit Hilfe dessen Mikroprozessors (3a) übertragen werden.
1 1. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Daten zur Parametrierung und/oder Konfiguration des Feldgerätes verwendet werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 , wobei das Verfahren zum
Austausch von Daten von einem auszutauschenden Feldgerät (1 ) in ein Ersatzfeldgerät (1 1 ) durch den Mikroprozessor (3a) des Ersatzfeldgerätes (1 1 ) initiiert und/oder gesteuert wird.
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