DE102007022991A1 - Signal monitoring device for temporary use in a field device of process automation technology - Google Patents

Signal monitoring device for temporary use in a field device of process automation technology Download PDF

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (D) zur Signalüberwachung für zumindest einen zeitweiligen Einsatz in einem Feldgerät (FD) der Prozessautomatisierungstechnik als Test-, Prüf- und/oder Fehleranalyseeinheit, mit einem Mikrocontroller (µC), der mehrere Signaleingänge aufweist, die mittels Testleitungen (TL) mit Signalprüfpunkten (TP) in Signalpfaden (SL) des Feldgeräts (FD), an denen die zu überwachenden Signale anliegen, zumindest zeitweise, zumindest teilweise und lösbar elektrisch verbunden sind, mit einer internen Energieversorgungseinrichtung (A) zur Energieversorgung der Vorrichtung (D) und mit einer Kommunikationsschnittstelle (S) zur externen Datenübertragung.The present invention relates to a device (D) for signal monitoring for at least one temporary use in a field device (FD) of the process automation technology as a test, test and / or error analysis unit, comprising a microcontroller (μC) having a plurality of signal inputs by means of test lines (TL) with signal check points (TP) in signal paths (SL) of the field device (FD), at which the signals to be monitored are at least temporarily, at least partially and detachably electrically connected, with an internal power supply device (A) for powering the device ( D) and with a communication interface (S) for external data transmission.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Signalüberwachung für zumindest einen zeitweiligen Einsatz in einem Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik als Test-, Prüf- und/oder Fehleranalyseeinheit.The The invention relates to a device for signal monitoring for at least a temporary use in a field device the process automation technology as a test, test and / or Error analysis unit.

Von der Anmelderin werden verschiedene Feldgeräte oder ganze Messsysteme für Füllstand-, Durchfluss-, Druck- und Temperaturmessung sowie Flüssigkeitsanalyse und Messwertregistrierung angeboten und vertrieben. In der Automatisierungstechnik und der Prozessautomatisierungstechnik bezeichnet man Messgeräte sowie Stellgeräte häufig als Feldgeräte. Diese Feldgeräte messen entsprechende physikalische Größen, wie z. B. Druck, Temperatur, Durchflussmenge oder Füllstand an definierten Stellen in einer Prozessanlage und übermittelt Messwerte oder Messsignale zur Weiterverarbeitung an ein Prozessleitsystem.From the Applicant will be different field devices or whole Measuring systems for level, flow, pressure and temperature measurement as well as liquid analysis and measured value registration offered and distributed. In automation technology and the Process automation technology is called measuring instruments and actuators often as field devices. These field devices measure corresponding physical quantities, such as z. As pressure, temperature, flow or level at defined points in a process plant and transmitted Measured values or measurement signals for further processing to a process control system.

Um Mensch, Umwelt bzw. industrielle Anlagen bestmöglich zu schützen, werden Hersteller und Anwender von Feldgeräten mit immer höheren Sicherheitsanforderungen konfrontiert. So sind die Sicherheitsanforderungen in der neuen Beurteilung zur "Funktionalen Sicherheit" nach IEC/DIN EN 61508 und IEC/DIN EN 61511 festgelegt. Diese europäischen und internationalen Vorgaben sind die Grundlage zur systematischen Beurteilung des Gefahrenpotenzials von mess-, steuer- und regeltechnischen Einrichtungen und können für die sicherheitsbezogene Auslegung von verfahrenstechnischen Anlagen herangezogen werden. Dabei werden die jeweiligen Anforderungsstufen (SIL), in Abhängigkeit der Risikoparameter, über einen Risikographen bestimmt. Funktionale Sicherheit beinhaltet alle Aspekte zur Verhinderung, Vermeidung und Behandlung von fehlerhaftem Verhalten von Steuerungssystemen und Maschinen und Personal, mit dem Ziel Risiken für Mitarbeiter, Umwelt und Prozessanlagen zu verringern. Funktionale Sicherheit ist entscheidend in der Energie- und Verfahrenstechnik (KKW), bei Verkehrstechnik (Bahn), Prozessautomationsindustrie (Chemie, Öl-Gas) und bei Werkzeugmaschinen.In order to best protect people, the environment and industrial plants, manufacturers and users of field devices are confronted with ever more stringent safety requirements. Thus, the safety requirements in the new assessment on "Functional safety" after IEC / DIN EN 61508 and IEC / DIN EN 61511 established. These European and international specifications are the basis for the systematic assessment of the potential dangers of measuring, control and regulation equipment and can be used for the safety-related design of process plants. The respective requirement levels (SIL), depending on the risk parameters, are determined via a risk graph. Functional safety includes all aspects to prevent, prevent and manage malfunctioning of control systems and machinery and personnel, with the aim of reducing risks to employees, the environment and process equipment. Functional safety is crucial in energy and process engineering (NPP), in traffic engineering (rail), process automation industry (chemical, oil-gas) and in machine tools.

Die Betreiber von sicherheitskritischen Anlagen müssen im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung den Sicherheits-Integritätslevel für die jeweilige Sicherheitsfunktion festlegen. Entsprechend dieser Festlegung werden die dafür geeigneten Geräte ausgewählt und zu einem System zusammengeführt.The Operators of safety-critical systems must be within the framework a risk assessment, the safety integrity level for the respective safety function. Corresponding This determination will be the appropriate equipment selected and merged into a system.

Im Rahmen dieser Anforderungen an eine erhöhte Sicherheit kann es notwendig sein, während der Betriebsphase oder einer Testphase von Feldgeräten deren Signale zu überwachen.in the These requirements for increased safety It may be necessary during the operating phase or a test phase of field devices to monitor their signals.

Desweiteren kann eine Signalüberwachung in der Entwicklungsphase des Feldgeräts der Prozessautomationstechnik unter unbekannten Umgebungsbedingungen von hohem Nutzen zur Weiterentwicklung und Verbesserung von sicherer, komplexer Digitalhardware sein. Unter realen Umgebungsbedingungen kann es durch äußere Einflüsse, z. B. Elektromagnetische Störfelder, Feuchtigkeit, extreme Temperaturen, oder durch interne Programmablauffehler, wie beispielsweise durch eine kurzzeitige Falschaussage in logischen Schaltungen (Race Conditions, Glitch), Hardware-Timing-Probleme, instabile Versorgungsspannung zu sporadischen Funktionsstörungen oder sogar zu Ausfällen der Digitalhardware in diesen Feldgeräte kommen. Diese Funktionsstörungen oder Feldgeräteausfällen sind meist nicht oder nur sehr zeitaufwändig im Entwicklungslabor zu reproduzieren. Insbesonderen bei nicht reproduzierbaren Störungen ist die Analyse der digitalen Abläufe innerhalb des sich in einem Feldtest befindlichen Feldgeräts extrem aufwendig. Besonders bei sehr selten auftretenden Ereignissen in einem unbestimmten Zeitraum von mehreren Tagen bis Monaten ist eine Reproduktion des aufgetretenen Fehlers im Labor oft nicht möglich, weil erfahrungsgemäß auch kleine und unbedeutende Umgebungseinflüsse die Ursache für derartige Probleme sein können.Furthermore can be a signal monitoring in the development phase of Field device of process automation technology under unknown Environmental conditions of great benefit for further development and improvement secure, complex digital hardware. Under real environmental conditions it can be affected by external influences, eg. B. Electromagnetic interference fields, humidity, extreme temperatures, or by internal program errors, such as a short-term false statement in logical circuits (race conditions, Glitch), hardware timing issues, unstable power supply to sporadic dysfunctions or even failures of digital hardware come into these field devices. These dysfunctions or field device failures are usually not or only very time consuming to reproduce in the development laboratory. In particular, in the case of non-reproducible disturbances the analysis of digital processes within the a field test field device extremely expensive. Especially for very rare events in an indeterminate Period of several days to months is a reproduction of the occurred error in the laboratory often not possible, because experience also shows small and insignificant environmental influences may be the cause of such problems.

Die zur Lösung solcher Probleme in der Elektrotechnik üblicherweise eingesetzten Analysegeräte, wie z. B. ist externe Logik-Analysatoren, externe Speicheroszilloskope, JTAG-Debugger, sind hierfür jedoch aus vielen Gründen nicht direkt einsetzbar. Beispielhaft sind folgende Gründe erwähnt:

  • – hohe Kosten Für den Einsatz im Feld sind externe Logik Analysatoren, externe Speicheroszilloskope oder JTAG-Debugger zu kostspielig. Auch kann ein Diebstahl solch teurer, externer Messgeräte nicht ausgeschlossen werden, da die Messgeräte im Feld frei zugänglich sind.
  • – hohe Empfindlichkeit Die genannten Analysegeräte sind ausschließlich für den Betrieb im Labor unter den dort üblichen Umgebungsbedingungen.
  • – keine Netzstromversorgung Alle genannten Analysegeräte sind für den stationären Einsatz im Labor konstruiert. Besonders in industriellen Anlagen ist jedoch häufig ein Netzanschluss, z. B. 220 Volt, aufgrund der meist geforderten Eigensicherheit der Prozessumgebung, nur schwer oder gar nicht verfügbar.
  • – zusätzlicher Platzbedarf In industriellen Anlagen ist üblicherweise kein Platz für zusätzliches, dauerhaft installiertes Messequipment vorgesehen.
  • – elektromagnetische Störeinflüsse Durch die notwendigen Verbindungsleitungen zwischen Feldgerät und Analysegerät können zusätzliche äußere Störungen in das Feldgerät übertragen werden. Weiterhin können auch zusätzliche kapazitive, induktive und ohmsche Belastungen die zu überwachenden Signale so stark beeinflussen, dass die Störeinflüsse verringert werden, z. B. durch Bedämpfung störender Signalspikes. Bisher ist es deshalb nur durch aufwendige Versuche im Labor bzw. vor Ort möglich, den Ursachen für Funktionsstörungen des Feldgeräts auf die Spur zu kommen.
The commonly used to solve such problems in electrical engineering analysis equipment such. For example, external logic analyzers, external storage oscilloscopes, and JTAG debuggers are not directly usable for many reasons. By way of example, the following reasons are mentioned:
  • - High Costs For field use, external logic analyzers, external storage oscilloscopes, or JTAG debuggers are too costly. Also, a theft of such expensive, external measuring devices can not be excluded because the measuring devices are freely accessible in the field.
  • - high sensitivity The mentioned analyzers are exclusively for use in the laboratory under the usual ambient conditions.
  • - no mains power supply All mentioned analyzers are designed for stationary use in the laboratory. However, especially in industrial plants is often a network connection, z. B. 220 volts, due to the most required intrinsic safety of the process environment, difficult or not available.
  • - additional space requirements In industrial plants, there is usually no space for additional, permanently installed measuring equipment.
  • - electromagnetic interference The necessary connection lines between the field device and the analyzer allow additional external interference to be transmitted to the field device. Furthermore, additional capacitive, inductive and resistive loads can affect the signals to be monitored so much that the interference can be reduced, z. B. by damping disturbing signal spikes. So far, it is therefore possible only by consuming experiments in the laboratory or on-site, the causes of malfunctions of the field device to get on the track.

Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Signalüberwachung von Feldgeräten der Prozessautomatisierungstechnik zu schaffen, die eine unempfindliche, zuverlässige, einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Detektion von Fehlerzuständen in Feldgeräten erlaubt.task The invention is an apparatus for signal monitoring of field devices of process automation technology to create the one insensitive, reliable, simple and inexpensive Possibility to detect fault conditions allowed in field devices.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angeführten Merkmale gelöst.These The object is achieved by the features cited in claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are in the subclaims specified.

Im Gegensatz zu bestehenden Lösungen des Stands der Technik bieten die erfindungsgemäße Lösung folgende Vorteile:

  • – dass die erfindungsgemäße Vorrichtung platzsparend direkt in das Gehäuse des zu überprüfenden Feldgeräts integrierbar ist und dadurch keine Beeinträchtigungen in der Prozessumgebung, in welcher das Feldgerät eingesetzt wird, auftreten.
  • – dass die Vorrichtung sehr kostengünstig realisiert werden kann und auch ohne nennenswerte Mehrkosten bei vielen gleichartigen Geräten zur Überwachung integriert werden kann.
  • – dass die Vorrichtung besonders stromsparend ausgelegt ist und aufgrund des Batteriebetriebs über mehrere Wochen autark arbeiten kann.
  • – dass die Vorrichtung aufgrund der besonders kurzen Testleitungen keine Beeinträchtigung der Elektronik des Feldgeräts aufgrund von elektromagnetischen Störfeldern erfährt.
In contrast to existing solutions of the prior art, the solution according to the invention offers the following advantages:
  • - That the device according to the invention can be integrated to save space directly into the housing of the field device to be tested and thereby no adverse effects in the process environment in which the field device is used occur.
  • - That the device can be implemented very inexpensively and can be integrated without significant additional costs in many similar devices for monitoring.
  • - That the device is designed to save energy and can operate independently due to the battery operation for several weeks.
  • - That the device undergoes no impairment of the electronics of the field device due to electromagnetic interference fields due to the very short test leads.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind zur besseren Übersicht und zur Vereinfachung der Teile, die sich in ihrem Aufbau und/oder in ihrer Funktion entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further Details, features and advantages of the subject matter of the invention result from the following description with the associated Drawings in which preferred embodiments of the Invention are shown. In the illustrated embodiments are for a better overview and to simplify the parts, which correspond in their construction and / or in their function, provided with the same reference numerals.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Feldgerät zur Messung einer physikalischen Messgröße in einem Behälter; 1 a field device for measuring a physical quantity in a container;

2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Feldgeräts mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 2 a first embodiment of a field device with a device according to the invention;

3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Feldgeräts mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 3 A second embodiment of a field device with a device according to the invention.

1 zeigt ein Feldgerät FD der Prozessautomatisierungstechnik, dessen Sensorelement Sens über einen Prozessanschluss, z. B. Stutzen oder Prozessgewinde, in einen mit Medium M gefüllten Behälter T geführt ist. Das Feldgerät FD ist über eine Verbindungsleitung L mit einem Feldbus FB angeschlossen. Über diesen Feldbus FB kann das Feldgerät FD über bekannte Standards, z. B. 4–20 mA-Stromschleifen-, Profibus PA-, FF-, HART-Standard etc., mit weiteren Feldgeräten FD oder einer Leitstelle, die hier nicht explizit gezeigt ist, kommunizieren. Desweiteren kann das Feldgerät FD über den Feldbus FB mit der notwendigen Energie versorgt werden. 1 shows a field device FD of process automation technology, the sensor element Sens via a process connection, for. B. nozzle or process thread, is guided in a filled with medium M container T. The field device FD is connected via a connection line L to a fieldbus FB. About this field bus FB, the field device FD via known standards, such. B. 4-20 mA current loop, Profibus PA, FF, HART standard, etc., communicate with other field devices FD or a control center, which is not explicitly shown here. Furthermore, the field device FD can be supplied with the necessary energy via the fieldbus FB.

Die Erfindung kann in allen Arten von Feldgeräten FD der Prozessautomatisierungstechnik, der Prozessmesstechnik und/oder der Analysemesstechnik eingesetzt werden. Zu den Feldgeräten FD gehören beispielsweise Messgeräte mit potentiometrische Sensoren, wie pH-Sensoren oder Redox-Sensoren, amperometrische Sensoren, turbimetrische Sensoren, Drucksensoren, Füllstandssensoren, Durchflusssensoren, Feuchtesensoren, Temperatursensoren, sowie spektrometrische und chromatographische Sensoren.The Invention can be used in all types of field devices FD of process automation technology, used in process measurement and / or analysis technology become. For example, the field devices FD include Measuring instruments with potentiometric sensors, such as pH sensors or redox sensors, amperometric sensors, turbimetric sensors, Pressure sensors, level sensors, flow sensors, humidity sensors, Temperature sensors, as well as spectrometric and chromatographic Sensors.

In 2 ist das Feldgerät FD nach 1 näher dargestellt. Das Feldgerät FD grundlegend aus einem Sensorelement Sens und einem Messumformer Trans aufgebaut. Das Sensorelement Sens erfasst die zu messende Prozessgröße und erzeugt daraus eine elektrische Messgröße, welche durch die Elektronik des Messumformers Trans weiterverarbeitet und ausgewertet wird.In 2 is the field device FD after 1 shown in more detail. The field device FD basically consists of a Sensor element Sens and a transmitter Trans constructed. The sensor element Sens detects the process variable to be measured and generates an electrical measured variable, which is further processed and evaluated by the electronics of the transmitter Trans.

Dem Messumformer Trans obliegen verschieden Aufgaben – wie die Versorgung des Sensorelements Sens mit der notwendigen Energie, die Erfassung der vom Sensor Sens ermittelte Messgröße, die Umwandlung der meist analogen Messgröße in ein digitales oder analoges Messsignal, die Regelung und Steuerung des Feldgeräts FD, die Darstellung von Messdaten, sowie die Kommunikation des Messsignals. Hierzu ist in dem Messumformer Trans ein Mikroprozessor μP integriert, der zur Ausführung dieser Aufgaben dient. Der Mikroprozessor μP ist mit weiteren Peripheriebausteinen über Signalpfade SL verbunden. Der Taktgenerator CLK ist ein Baustein (z. B. ein Quarz oder Quarzoszillator), welcher den Arbeitstakt des Mikroprozessors μP vorgibt. Zur Speicherung von Programmen bzw. Parametern ist zumindest ein persistenter, nichtflüchtiger Speicher ROM und zur zeitweisen Speicherung von Daten ist zumindest ein flüchtiger Speicher RAM im Messumformer Trans integriert. Über einen Reset-Generator Res kann der Mikroprozessor μP durch Anlegen der Versorgungsspannung in einen definierten Zustand zurückgesetzt werden. Über eine Feldbusschnittstelle FS kann der Mikroprozessor μP Messsignale und Messwerte über den Feldbus FB an weitere Feldgeräte FD oder eine Leitstelle übermitteln. Ist das Feldgerät FD als Zweileitergerät ausgelegt, wird das Feldgerät FD auch über den Feldbus FB bereitgestellten Energie versorgt, indem die Energieversorgung E diese betriebserforderliche Energie entnimmt. Über einen Analog-Digital-Wandler ADC werden die vom Sensor Sens ermittelten analogen Messsignale für eine Weiterverarbeitung im Mikroprozessor μP in einen entsprechenden digitale Messwerte umgewandelt.the Transmitters Trans are responsible for various tasks - such as the supply of the sensor element Sens with the necessary energy, the acquisition of the measured quantity determined by the Sensor Sens, the conversion of the most analogous measurand in a digital or analog measuring signal, the regulation and control of the Field device FD, the representation of measured data, and the Communication of the measuring signal. For this purpose, in the transmitter Trans a microprocessor μP integrated, which is for execution serves these tasks. The microprocessor μP is with more Peripheral blocks connected via signal paths SL. Of the Clock generator CLK is a building block (eg a quartz or quartz oscillator), which specifies the working clock of the microprocessor μP. For storing programs or parameters is at least one persistent, non-volatile memory ROM and temporary Storage of data is at least a volatile memory RAM integrated in Trans Transmitter. Via a reset generator Res can the microprocessor uP by applying the supply voltage be reset to a defined state. about a fieldbus interface FS, the microprocessor uP Measuring signals and measured values via fieldbus FB to others Send field devices FD or a control center. If the field device FD is designed as a two-wire device, the field device FD is also via the fieldbus FB provided energy by the power supply E takes this operating energy required. About one Analog-to-digital converters ADC are the ones detected by the Sensor Sens analog measuring signals for further processing in the microprocessor μP converted into a corresponding digital measured values.

Zur zeitlich begrenzten Langzeit-Funktionsüberwachung und -analyse von digitaler und/oder analoger Elektronik im Messumformer Trans des Feldgeräts FD wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung D als eine mobile Logik-Analysator-Schaltung LA direkt im Messumformer Trans integriert. Als Signalabgriff dienen beispielsweise variable Testleitungen TL, die an Testpunkte TP auf Signalpfaden SL zwischen Peripherie-Bausteinen und dem Mikroprozessor μP angeschlossen werden können. Diese Testleitungen TL sind beispielsweise einfache Litzen, die an den Testpunkten angelötet werden.to temporally limited long-term function monitoring and analysis of digital and / or analog electronics in transmitter Trans of the field device FD becomes an inventive Device D as a mobile logic analyzer circuit LA directly integrated in Trans Transmitter. As a signal tap, for example variable test lines TL, which at test points TP on signal paths SL between peripheral devices and the microprocessor μP can be connected. These test leads TL are For example, simple strands that soldered to the test points become.

Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung in der Elektronik ist es möglich, neben dem Mikroprozessor μP auch zusätzliche Peripheriebausteine, wie Taktgenerator C, Reset-Generator Res, Interruptkontroller, Zeitgeber, Feldbusschnittstelle FS und zum Teil auch Speicherbausteine RAM; ROM, auf einem einzigen Elektronikbaustein, einem so genannten Mikrokontroller μC, zu implementieren. Damit in diesem Fall eine Logik-Analysator-Schaltung LA angeschlossen werden kann, müssen die Testpunkte TP der Signalpfad SL zum Mikroprozessor μC nach Außen an die Anschlüsse dieses Elektronikbausteins geführt werden.by virtue of the progressive miniaturization in electronics makes it possible In addition to the microprocessor μP also additional peripheral components, such as clock generator C, reset generator Res, interrupt controller, timer, Fieldbus interface FS and partly also memory modules RAM; ROM, on a single electronic module, a so-called microcontroller μC, to implement. So in this case a logic analyzer circuit LA can be connected, the test points TP the signal path SL to the microprocessor μC to the outside led to the terminals of this electronic module become.

Im erste Ausführungsbeispiel in 2 ist die Logik-Analysator-Schaltung LA aus zumindest einem Mikrokontroller μC, einem programmierbaren Logikbaustein CLPD, einem internen Energiespeicher bzw. Akkumulator A und einer Spannungsregeleinheit VR aufgebaut. Die erfindungsgemäße Logik-Analysator-Schaltung LA nutzt hierbei die Gegebenheit, dass in die in einem digitalen System auftretenden Signalzustände in der Regel auf eine kleine Grundmenge zurückgeführt werden können. Durch Beschränkung der Signalerfassung auf diese ausgewählte Grundmenge von Digitalsignalen kann der Aufwand für ein Erfassungsgerät drastisch reduziert werden. Es kann dadurch äußerst kompakt realisiert werden, zudem ist es durch das einfache Design ein sehr Strom sparender Betrieb möglich. Beispielsweise wird der Logik-Analysator-Schaltung LA über einen durch einen Spannungsregeleinheit VR geregelten kleinen internen Energiespeicher bzw. Akkumulator A eine bestimmte Zeitspanne mit der notwendigen Energie versorgt. Diese beiden Gegebenheiten ermöglichen einen Einbau des gesamten Analysators direkt in das Gehäuse G des Feldgeräts FD. Die Logik-Analysator-Schaltung LA besteht im Wesentlichen lediglich aus den Komponenten Stromversorgung mit Spannungsregeleinheit VR und internen Energiespeicher A, Schnittstelle S, Mikrokontroller μC und programmierbaren Logikbaustein CPLD. Die Stromversorgung besitzt durch den Aufbau der Spannungsregeleinheit VR als Schaltregler einen weiten Eingangsspannungsbereich und einen hohen Wirkungsgrad; hierdurch wird der für den Feldeinsatz erforderliche Batteriebetrieb möglich.In the first embodiment in 2 the logic analyzer circuit LA is constructed from at least one microcontroller .mu.C, a programmable logic module CLPD, an internal energy accumulator A and a voltage regulation unit VR. In this case, the logic analyzer circuit LA according to the invention makes use of the fact that in the signal states occurring in a digital system, as a rule, they can be reduced to a small basic quantity. By limiting the signal acquisition to this selected basic set of digital signals, the expense of a capture device can be drastically reduced. It can be extremely compact realized, also it is due to the simple design a very power-saving operation possible. For example, the logic analyzer circuit LA is supplied with the necessary energy for a certain period of time via a small internal energy store or accumulator A regulated by a voltage regulation unit VR. These two conditions allow installation of the entire analyzer directly into the housing G of the field device FD. The logic analyzer circuit LA consists essentially only of the components power supply with voltage regulation unit VR and internal energy storage A, interface S, microcontroller μC and programmable logic device CPLD. The power supply has by the construction of the voltage regulation unit VR as a switching regulator a wide input voltage range and high efficiency; This makes the battery operation required for field use possible.

Beispiele für verschiedene Arten Abweich-Bedingungen von Signalzuständen sind :

  • – kein Zustandswechsel ist erlaubt. Dann wird beispielsweise jeder Zustandswechsel im Ereignislogbuch aufgezeichnet.
  • – die Mindestanzahl von Zustandswechseln pro Zeiteinheit ist vorgegeben. Wird diese Mindestanzahl unterschritten, erfolgt ein Eintrag im Logbuch.
  • – die Maximalanzahl von Zustandswechseln pro Zeiteinheit ist vorgegeben. Wird diese Maximalanzahl überschritten, erfolgt ein Eintrag im Logbuch.
  • – die Vorgabe einer maximalen Zeitspanne von Signalzuständen. Wird diese Vorgabe überschritten, erfolgt ein entsprechender Eintrag im Logbuch.
  • – die Vorgabe einer minimalen Zeitspanne von Signalzuständen. Liegt ein Signalpegel für eine zu kurze Zeit an, kann es sich beispielsweise um eine Störung aufgrund einer elektromagnetischen Einstrahlung handeln.
  • – die Logische Verknüpfung von Signalzuständen. Tritt eine definierte Kombination von einzelnen Signalzuständen auf, so wird ein entsprechender Eintrag im Ereignislogbuch erzeugt.
Examples of different types of deviation conditions of signal states are:
  • - no state change is allowed. Then, for example, each state change is recorded in the event log.
  • - the minimum number of state changes per unit of time is given. If this minimum number is undercut, an entry is made in the logbook.
  • - The maximum number of state changes per unit time is specified. If this maximum number is exceeded, an entry is made in the logbook.
  • - The specification of a maximum period of signal states. If this specification is exceeded, a corresponding entry is made in the logbook.
  • - The specification of a minimum period of signal states. If a signal level for too short a time, it may be, for example, a disturbance due to electromagnetic radiation.
  • - the logical connection of signal states. If a defined combination of individual signal states occurs, a corresponding entry is created in the event logbook.

Zu diesen zu überwachenden Signalzuständen sind im Mikrokontroller μC entsprechende Abweich-Bedingungen beispielsweise durch die Parametrisierung mit dem Konfigurations-/Auswertegerät AT vorgegeben worden. Beispielsweise erfolgt ein Eintrag im Logbuch bei einer vorgegebene Zustandsänderung der Signale, einer unerlaubten Zustandsänderung der Signale, außerhalb der im Mikrokontroller μC vorgegebenen, erlaubten Zustandsänderungsbereichen der Signale, einer Unterschreitung der Mindestanzahl von Zustandsänderungen des Signals in einer vorgegebenen Zeiteinheit, einer Abweichung der Signaldauer von einer im Mikrokontroller μC vorgegebenen Mindestsignaldauer des Signals und/oder keiner Zustandsänderung des Signals in einem vorgegebenen Zeitintervall. Der Mikrokontroller μC speichert bei einer Abweichung der zu überwachenden Signale von einem vorgegebenen Signalverlauf die abweichenden Signale oder den abweichenden Signalen zugehörigen Signale zeitlich zuordenbar – beispielsweise mit Datum und Uhrzeit – im Logbuch ab. Hierzu ist beispielsweise im Feldgerät ein Echtzeitgenerator, wie z. B. Real Time Clock integriert, der die Verwaltung von Datum und Uhrzeit ausführt.To These signal states to be monitored are in Microcontroller μC corresponding deviation conditions, for example through the parameterization with the configuration / evaluation device AT been given. For example, an entry is made in the logbook at a given state change of the signals, a unauthorized state change of the signals, outside the predetermined state change ranges specified in the microcontroller .mu.C the signals, below the minimum number of state changes the signal in a given time unit, a deviation the signal duration of a given in the microcontroller μC Minimum signal duration of the signal and / or no change of state of the signal Signal in a given time interval. The microcontroller μC stores in case of a deviation of the signals to be monitored from a given waveform the deviating signals or The signals corresponding to the different signals in time Assignable - for example, with date and time - in the logbook from. For this purpose, for example, in the field device is a real-time generator, such as B. Real Time Clock integrates the management of date and time.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann die Funktion eines komplexen digitalen Systems direkt im realen Einsatz überwacht werden. Bei Abweichung vom zuvor definierten Sollverhalten kann bei korrekter Anwendung auf die Fehlerquelle zurück geschlossen werden.With the solution according to the invention, the Function of a complex digital system monitored directly in real use become. In case of deviation from the previously defined target behavior can if correctly applied back to the error source become.

Als Mikrokontroller μC wird ein besonders Strom sparender Typ verwendet. Die schnelle Signal Vorverarbeitung findet in einem vorgeschalteten low-power programmierbaren Logikbaustein CPLD, z. B. CoolRunner von Xilinx, statt. Die schnellen Logiksignale der Logik-Analysator-Schaltung LA werden bei diesem Design nur innerhalb einfacher Eingangsstufen im programmierbaren Logikbaustein CPLD verarbeitet. Der Mikrokontroller μC dient nur noch zur Logbuchverwaltung bei Abweichungen der Signalzustände vom vorgegebenen Sollverhalten und für den späteren Datenzugriff bei einer Abfrage über die Schnittstelle S. Die durch den programmierbaren Logikbaustein CPLD erzielte Datenreduktion ermöglicht den Einsatz eines niedrig getakteten, besonders Strom sparenden Mikrokontroller μC.When Microcontroller μC becomes a particularly power-saving type used. The fast signal preprocessing takes place in an upstream low-power programmable logic device CPLD, z. Eg CoolRunner from Xilinx, instead. The fast logic signals of the logic analyzer circuit LA are only within simple entry levels in this design processed in the programmable logic device CPLD. The microcontroller μC is only used for logbook management in case of deviations of the signal states from the given target behavior and for the later Data access in a query via the interface S. The data reduction achieved by the programmable logic device CPLD allows the use of a low-clocked, especially Power-saving microcontroller μC.

Beim Einbau des Logik-Analysator-Schaltung LA in das Feldgerät FD werden die Signaleingänge des Logik-Analysator-Schaltung LA über flexible Testleitungen TL mit den zuvor ausgewählten Testpunkten TP auf den Signalpfaden SL im Messumformers Trans verbunden. Außerdem wird über ein Kommunikationsinterface, z. B. eine serielle Schnittstelle S, der Logik-Analysator-Schaltung LA so konfiguriert, dass im Normalbetrieb des Feldgeräts FD keine Aufzeichnung der Signalzustände durch die Logik-Analysator-Schaltung LA vorgenommen wird. Weichen die zu überwachenden Signalzustände jedoch von dem zuvor programmierten Sollverhalten ab, so wird die Abweichung zusammen mit einem Zeitstempel in einem Ereignislogbuch in einem persistenten Speicher ROM innerhalb des Logik-Analysator-Schaltung LA abgespeichert.At the Installation of the logic analyzer circuit LA in the field device FD become the signal inputs of the logic analyzer circuit LA via flexible test leads TL with the previously selected ones Test points TP connected to the signal paths SL in the transmitter Trans. In addition, via a communication interface, for. B. a serial interface S, the logic analyzer circuit LA configured so that during normal operation of the field device FD no record of the signal states by the logic analyzer circuit LA is made. The signal states to be monitored deviate However, from the previously programmed setpoint behavior, the Deviation together with a timestamp in an event log in a persistent memory ROM within the logic analyzer circuit LA saved.

Mit einer nach dem hier erläuterten Prinzip aufgebauten Logik-Analysator-Schaltung LA ist nur eine eher qualitative Beurteilung der Fehlersituation möglich. Das bedeutet, dass nur eine Aussage darüber getroffen werden kann, wann welcher Fehlertyp im Messumformer Trans aufgetreten ist. Eine detaillierte Wiedergabe des Fehlerbilds in Form einer Aufzeichnung der Signalform und der anderen unmittelbar zuvor vorherrschenden Systemzustände ist aufgrund des einfachen Designs der Logik-Analysator-Schaltung LA nicht möglich. Dennoch ist aufgrund des persistenten Ereignislogbuches der innerhalb der Applikation aufgetretene Fehlertyp erkennbar.With a constructed according to the principle explained here logic analyzer circuit LA is just a more qualitative assessment of the error situation possible. That means only one statement about it can be taken when which error type in Trans occured. A detailed reproduction of the error image in Form one record of the waveform and the other immediately previously prevailing system states is due to the simple Designs of the logic analyzer circuit LA are not possible. Nevertheless, due to the persistent event log the inside the error type detected by the application can be recognized.

Beispielsweise könnte eine Fehlermeldung eines Feldtestkunden sein, dass ein Feldgerät FD sporadisch für eine kurze Zeitspanne nicht ansprechbar ist. Diese Fehlermeldung könnte auf eine gestörte Kommunikation über den Feldbus FB, einen durch Störfelder verursachten Rücksetzvorgangs der Mikrokontrollerüberwachungseinrichtung WD oder einen Versorgungsspannungsfehler des Reset-Generators Res zurückzuführen sein. Abhängig von der Komplexität des Feldgerätes FD kann auch insbesondere bei Multiprozessorsystemen eine gestörte Kommunikation der verschiedenen Mikroprozessoren μP die Ursache für eine vorübergehende Blockade der Feldgeräte FD darstellen. Trotz der nur eher qualitativen Überwachung kann unter Zuhilfenahme der erfindungsgemäßen Logik-Analysator-Schaltung LA die tatsächliche interne Fehlerquelle bestimmt werden.For example could be an error message from a field test customer that a field device FD sporadically for a short period of time is not responsive. This error message could be on a disturbed communication via the fieldbus FB, one reset caused by interference fields the microcontroller monitoring device WD or a Supply voltage error of the reset generator res due be. Depending on the complexity of the field device FD can also be a disturbed in particular in multiprocessor systems Communication of different microprocessors μP the Cause of a temporary blockage of field devices Represent FD. Despite the rather qualitative monitoring can with the aid of the invention Logic analyzer circuit LA the actual internal Error source can be determined.

Durch die Optimierung auf bestimmte Signaltypen kann die Logik-Analysator-Schaltung LA besonders einfach realisiert werden. Die Signalverarbeitungsstufe der Logik-Analysator-Schaltung LA kann entweder generisch ausgelegt werden oder für sehr besondere Anwendungsfälle auch speziell auf die jeweilige Situation hin angepasst werden. Die Parametrierung und Konfiguration des Logik-Analysator-Schaltung LA erfolgt beispielsweise über ein externes Konfigurations-/Auswertegerät AT das über eine Schnittstelle S kommuniziert. Über dieselbe Schnittstelle S, die beispielsweise als eine drahtlose Funkverbindung ausgebildet ist, kann das externes Konfigurations-/Auswertegerät AT die Daten der Fehlerzustände im persistenten Logbuch aus lesen, auswerten und auf einem Display darstellen. Als externes Konfigurations-/Auswertegerät AT kann beispielsweise ein handelsübliches tragbarer Computer, z. B. ein Personal Digital Assistent (PDA), mit entsprechenden Programmen verwendet werden.By Optimization to specific signal types can be done by the logic analyzer circuit LA can be realized very easily. The signal processing stage the logic analyzer circuit LA may be either generic or for very special applications also be adapted to the particular situation. The parameterization and configuration of the logic analyzer circuit LA takes place, for example, via an external configuration / evaluation device AT that communicates via an interface S. about the same interface S, for example, as a wireless Radio link is formed, the external configuration / evaluation AT the data of the error conditions in the persistent logbook read out, evaluate and display on a display. As external Configuration / evaluation device AT can, for example, a commercially available portable computer, e.g. B. a staff Digital Assistant (PDA), used with appropriate programs become.

Der Einsatz eines programmierbaren Logikbausteins CPLD ermöglicht die Überwachung schneller Signale bis in den dreistelligen MHz-Bereich, dies wäre durch Software selbst bei sehr schnellen Mikrokontrollern μC nicht möglich. Zur Überwachung von analogen Signalen weist die Logik-Analysator-Schaltung LA zumindest einen Analog-Digital-Wandler ADC auf, der die analogen Signale in einen entsprechenden Wert umsetzt. Dieser Analog-Digital-Wandler ADC ist nicht explizit in 2 und 3 gezeigt und kann beispielsweise auch eine integraler Bestandteil des programmierbaren Logikbausteins CPLD oder des Mikrokontrollers μC sein.The use of a programmable logic device CPLD allows the monitoring of fast signals in the three-digit MHz range, this would not be possible by software even with very fast microcontrollers μC. For monitoring of analog signals, the logic analyzer circuit LA at least one analog-to-digital converter ADC, which converts the analog signals into a corresponding value. This analog-to-digital converter ADC is not explicitly in 2 and 3 For example, it may also be an integral part of the programmable logic device CPLD or the microcontroller μC.

Umgekehrt kann jedoch bei der Analyse eher langsamer Signale durchaus komplett auf den programmierbaren Logikbaustein CPLD verzichtet werden und die Signalanalyse vollständig in der Firmware des Mikrokontrollers μC realisiert werden. In 3 ist diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Logik-Analysator-Schaltung LA dargestellt.Conversely, however, in the analysis rather slower signals quite completely can be dispensed with the programmable logic device CPLD and the signal analysis can be completely realized in the firmware of the microcontroller μC. In 3 this embodiment of the logic analyzer circuit LA according to the invention is shown.

In 3 ist der Messumformer Trans des Feldgeräts FD aus verschiedenen Modulen M, z. B. einer Sensorbaugruppe SB und einer Prozessorbaugruppe PB, aufgebaut. Die Sensorbaugruppe SB umfasst das Sensorelement Sens und den Analog-Digital-Wandler ADC, die eine Messgröße ermitteln und in einen entsprechenden digitalen Messwert umwandeln. Die Prozessorbaugruppe PB beinhaltet den zuvor schon erwähnten Mikroprozessor μP mit dem Taktgenerator CLK, den Peripheriebauteilen persistenter, nichtflüchtiger Speicher ROM, flüchtiger Speicher RAM, Reset-Generator Res, Feldbusschnittstelle FS, der Energieversorgung E und eine zusätzliche Mikroprozessorüberwachung WD. Diese Mikroprozessorüberwachung WD ist eine Vorrichtung in den Mikroprozessoren μP gesteuerten, elektrischen Feldgeräten FD, welche verhindert, dass ein Fehler im Programmablauf zu einem Komplettausfall des Feldgerätes FD führt. Von der Mikroprozessorüberwachung WD werden dem Mikroprozessor μC bestimmte Bedingungen, wie z. B. eine Meldepflicht innerhalb eines bestimmten Zeitfensters, ein bestimmtes Antwortverhalten und/oder eine bestimmte Programmablaufdauer, vorgegeben, welche bei nicht Einhaltungen der Bedingungen zu einer Initiierung des Rücksetzvorgangs des Mikroprozessors μC oder der gesamten Prozessorbaugruppe PB führen.In 3 is the transmitter trans of the field device FD from different modules M, z. B. a sensor assembly SB and a processor module PB, constructed. The sensor module SB comprises the sensor element Sens and the analog-to-digital converter ADC, which determine a measured variable and convert it into a corresponding digital measured value. The processor module PB includes the previously mentioned microprocessor μP with the clock generator CLK, the peripheral components persistent, non-volatile memory ROM, volatile memory RAM, reset generator Res, fieldbus interface FS, the power supply E and an additional microprocessor monitoring WD. This microprocessor monitoring WD is a device in the microprocessors μP controlled electric field devices FD, which prevents an error in the program flow leads to a complete failure of the field device FD. From the microprocessor monitor WD the microprocessor μC certain conditions, such. B. a mandatory reporting within a certain time window, a specific response and / or a specific program duration specified, which lead to non-compliance with the conditions to initiate the reset process of the microprocessor μC or the entire processor board PB.

Aufgrund des modularen Aufbaus des Feldgeräts FD ist eine modulare Ausführung der Logik-Analysator-Schaltung LA als ein kompakter Baustein oder als eine steckbaren Platine zur Integration in dem Feldgerät FD prädestiniert. Hierzu ist beispielsweise auf der Prozessorbaugruppe PB ein Steckplatz SP eingebaut, auf den alle Testpunkte durch Testleitungen TL, beispielsweise in Form von Leiterbahnen geführt sind. Das Modul M der Testbaugruppe TB mit der Logik-Analysator-Schaltung LA kann somit bei Bedarf der Überwachung der Signalzustände im Feldgerät FD in diesen freien Steckplatz SP gesteckt werden.by virtue of of the modular structure of the field device FD is a modular Execution of the logic analyzer circuit LA as a compact Module or as a pluggable board for integration in the Field device FD predestined. This is for example on the processor board PB a slot SP built on the all test points through test lines TL, for example in the form of Conductor tracks are guided. The module M of the test module TB with the logic analyzer circuit LA can thus if necessary monitoring the Signal states in the field device FD in this free Slot SP are plugged.

Damit genügen Speicherplatz für das Ereignis-Logbuch zu Verfügung steht, ist beispielsweise auf der Testbaugruppe TB eine zusätzliche Speichereinheit Mem vorgesehen. Der Mikrokontroller μC hat durch diese zusätzliche Speichereinheit Mem die Möglichkeit eine größere Anzahl von Ereignissen der Signalzustände im Ereignis-Logbuch festzuhalten, da der interne Speicher in einem Mikrokontroller μC begrenzt ist. Bezugszeichenliste FD Feldgerät Sens Sensor, Sensorelement Trans Messumformer T Behälter P Prozess M Medium FS Feldbusschnittstelle FB Feldbus L Verbindungsleitung B Gehäuse CLK Taktgenerator ADC Analog-Digital-Wandler ROM persistenter, nichtflüchtiger Speicher RAM flüchtiger Speicher Mem Speichereinheit Res Reset-Generator WD Watch-Dog, Mikroprozessorüberwachungseinrichtung μP Mikroprozessor μC Mikrokontroller VR Spannungsregeleinheit A interne Energiespeichereinheit M Modul PB Prozessorbaugruppe SB Sensorbaugruppe TB Testbaugruppe D Vorrichtung LA Logik-Analysator-Schaltung CPLD programmierbare Logikbaustein, Complex Programmable Logic Device E Energieversorgung C Taktgenerator, Quarzschwingkreis S Schnittstelle SL Signalpfade TL Testleitungen TP Testpunkte, Signalprüfpunkte AT Konfiguration-/Auswertegerät In order for enough storage space for the event logbook is available, an additional memory unit Mem is for example provided on the test module TB. As a result of this additional memory unit Mem, the microcontroller .mu.C has the option of recording a larger number of events of the signal states in the event log, since the internal memory is limited in a microcontroller .mu.C. LIST OF REFERENCE NUMBERS FD field device Sens Sensor, sensor element trans transmitters T container P process M medium FS Fieldbus FB fieldbus L connecting line B casing CLK clock generator ADC Analog to digital converter ROME persistent, non-volatile memory R.A.M. volatile memory Mem storage unit Res Reset generator WD Watch-Dog, microprocessor monitoring device uP microprocessor .mu.C microcontroller VR Voltage control unit A internal energy storage unit M module PB processor module SB sensor assembly TB test board D contraption LA Logic analyzer circuit CPLD programmable logic device, Complex Programmable Logic Device e power supply C Clock generator, quartz resonant circuit S interface SL signal paths TL test leads TP Test points, signal test points AT Configuration / evaluation

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Claims (12)

Vorrichtung (D) zur Signalüberwachung für zumindest einen zeitweiligen Einsatz in einem Feldgerät (FD) der Prozessautomatisierungstechnik als Test-, Prüf- und/oder Fehleranalyseeinheit, – mit einem Mikrokontroller (μC), der mehrere Signaleingänge aufweist, die mittels Testleitungen (TL) mit Signalprüfpunkten (TP) in Signalpfaden (SL) des Feldgeräts (FD), an denen die zu überwachenden Signale anliegen, zumindest zeitweise, zumindest teilweise und lösbar elektrisch verbunden sind, – mit einer internen Energieversorgungseinrichtung (A), zur Energieversorgung der Vorrichtung (D) und – mit einer Kommunikationsschnittstelle (S) zur externen Datenübertragung.Device (D) for signal monitoring for at least one temporary use in a field device (FD) the process automation technology as a test, test and / or Error analysis unit, - with a microcontroller (.mu.C), which has a plurality of signal inputs, the using test leads (TL) with signal test points (TP) in Signal paths (SL) of the field device (FD) to which the monitored Signals present, at least temporarily, at least partially and solvable are electrically connected, - with an internal power supply device (A), to power the device (D) and - With a communication interface (S) for external data transmission. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein programmierbarer Logikbaustein (CPLD) zur Datenvorverarbeitung der zu überwachenden Signale vorgesehen ist.Apparatus according to claim 1, wherein a programmable Logic block (CPLD) for data preprocessing of the monitored Signals is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die interne Energieversorgungseinrichtung (A) eine Batterie oder ein Akkumulator ist.Apparatus according to claim 1, wherein said internal power supply means (A) is a battery or an accumulator. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zu überwachenden Signale Digitalsignale sind.Apparatus according to claim 1, wherein the to be monitored Signals are digital signals. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zu überwachenden Signale Analogsignale sind und ein im Mikrokontroller (μC) integrierten Analog/Digitalwandler (DAC) die Analogsignale in Digitalsignale umwandelt.Apparatus according to claim 1, wherein the to be monitored Signals are analog signals and a microcontroller (μC) integrated analog / digital converter (DAC) the analog signals into digital signals transforms. Vorrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5, wobei der Mikrokontroller (μC) bei einer Abweichung der zu überwachenden Signale von einem vorgegebenen Signalverlauf die abweichenden Signale oder den abweichenden Signalen zugeordnete Signale aufzeichnet und zeitlich zuordenbar abspeichert.Apparatus according to claim 1, 4 or 5, wherein the Microcontroller (μC) in case of a deviation of the monitored Signals from a given waveform the different signals or signals assigned to the deviating signals and records stored in a timely manner. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei Abweich-Bedingungen für die zu überwachenden Signale im Mikrokontroller (μC) vorgegeben und abgelegt sind.Apparatus according to claim 6, wherein deviation conditions for the signals to be monitored in the microcontroller (μC) are specified and stored. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei in dem Mikrokontroller (μC) zumindest eine der nachfolgenden, vorgegebenen Abweich-Bedingungen zur Überwachung der Signale vorgesehen ist, – eine vorgegebene Zustandsänderung der Signale, – eine unerlaubte Zustandsänderungen der Signale, außerhalb der im Mikrokontroller (μC) vorgegebenen, erlaubten Zustandsänderungsbereichen der Signale, – eine Unterschreitung der Mindestanzahl von Zustandsänderungen des Signals in einer vorgegebenen Zeiteinheit, – eine Überschreitung der Maximalanzahl von Zustandsänderungen des Signals in einer vorgegebenen Zeiteinheit, – keine Zustandsänderung des Signals in einem vorgegebenen Zeitintervall, und/oder – eine Abweichung der Signaldauer von einer im Mikrokontroller (μC) vorgegebenen Mindestsignaldauer des Signals.Device according to claim 7, being in the microcontroller (μC) at least one of the following predetermined deviation conditions for monitoring the signals is provided - a given state change the signals, - an unauthorized state change the signals outside the microcontroller (μC) predetermined, allowed state change ranges of signals - a shortfall of the minimum number of state changes of the signal in a given one Time unit - exceeding the maximum number of state changes of the signal in a given one Time unit - no change of state of the Signal in a given time interval, and / or - one Deviation of the signal duration of one in the microcontroller (μC) predetermined minimum signal duration of the signal. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei ein externes Konfiguration-/Auswertegerät (AT) vorgesehen ist, das einerseits über die Schnittstelle (S) die Parameter der vorzugebenden Abweich-Bedingungen der zu überwachenden Signale an den Mikrokontroller (μC) übermittelt und andererseits die zeitlich zugeordneten, abgespeicherten Abweichungen der zu überwachenden Signale im Mikrokontroller (vC) über diese Kommunikationsschnittstelle (S) ausliest und auf einem internen oder externen Display darstellt.Apparatus according to claim 6, 7 or 8, wherein a external configuration / evaluation device (AT) is provided, on the one hand via the interface (S) the parameters the deviation conditions to be specified are those to be monitored Signals to the microcontroller (μC) transmitted and on the other hand, the temporally associated, stored deviations the signals to be monitored in the microcontroller (vC) via this communication interface (S) reads out and on an internal or external display. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Feldgerät (FD) modular aus mehren Modulen (M) in einem Gehäuse (B) aufgebaut ist und als Modul (M) eine Testbaugruppe (TB) als Vorrichtung zur Signalüberwachung des Feldgeräts (FD) der Prozessautomatisierungstechnik aufweist.Device according to at least one of the claims 1 to 9, wherein the field device (FD) modular of several modules (M) is constructed in a housing (B) and as module (M) a test module (TB) as a signal monitoring device of the field device (FD) of process automation technology having. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei zumindest ein Steckplatz (SP) im Feldgerät (FD) vorgesehen ist, auf den alle Signalprüfpunkte (TP) der Signalpfade (SL) geführt sind und in den die Testbaugruppe (TB) als Vorrichtung zur Signalüberwachung des Feldgeräten (FD) zumindest zeitweise integrierbar ist.Apparatus according to claim 10, wherein at least one Slot (SP) in the field device (FD) is provided on the All signal test points (TP) of the signal paths (SL) out are and in which the test module (TB) as a device for signal monitoring the field devices (FD) is at least temporarily integrable. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Feldgerät (FD) als Analysemessgerät mit zumindest einem pH-Sensor (Sens) und mit zumindest einem Messumformer (Trans) ausgestaltet ist.Device according to at least one of the claims 1 to 11, wherein the field device (FD) as an analyzer with at least one pH sensor (Sens) and with at least one transmitter (Trans) is designed.
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