DE102007026678A1

DE102007026678A1 - Verfahren zum Austausch eines defekten Feldgerätes gegen ein neues Feldgerät in einem über digitalen Feldbus kommunizierenden System, insbesondere Automatisierungssystem

Info

Publication number: DE102007026678A1
Application number: DE102007026678A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dr. Ing. John; Dominik Dipl.-Ing. Eifel; Frank Dipl.-Wirtsch. Ing. Fengler; Georg Hilsch; Stefan Bollmeyer
Original assignee: ABB AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-12-11
Also published as: US20080303472A1

Abstract

Verfahren zum Austausch eines zu ersetzenden Feldgerätes (1) gegen ein neues Feldgerät (5) in einem über einen digitalen Feldbus (2) kommunizierenden System, insbesondere einem Automatisierungssystem, wobei bisherige Parameter, Informationen und/oder Werte (4) des zu ersetzenden Feldgerätes (1) durch eine über den Feldbus (2) kommunizierende elektronische Steuereinheit (3) mit Parametern, Informationen und/oder Werten (4') des neuen Feldgeräts (5) bezüglich mindestens eines Datensatzes verglichen werden, um diese erforderlichenfalls gemäß dem zu ersetzenden Feldgerät (1) zu ändern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austausch eines zu ersetzenden Feldgerätes gegen ein neues Feldgerät in einem über einen digitalen Feldbus kommunizierenden System, insbesondere einem Automatisierungssystem.
Bei Automatisierungssystemen, welche sich zur Kommunikation eines Feldbusses bedienen, werden höhere Stufen von Feldgeräteinformationen integriert, um Arbeitsprozesse zu modernisieren, Prozess- und Produktqualität zu verbessern und die Verfügbarkeit zu maximieren. Konfigurations-, Parametrierungs-, und Diagnosefunktionen des Steuersystems beziehen sich ebenfalls auf die Feldgeräte. Der Begriff Feldgerät bezieht sich auf viele Aktuatoren, Sensoren, Analysegeräte und Niederspannungsgeräte, welche sich über einen Busanschluss in ein Automatisierungssystem integrieren lassen. Durch Verwendung intelligenter Feldgeräte und unter Nutzung von modernen Felbussprotokollen lassen sich eine Vielzahl von Funktionen im System implementieren, wie Bedienfunktionen, Inbetriebnahmefunktionen, Diagnosefunktionen, Wartungsfunktionen, Optimierungsfunktionen, Alarmverarbeitungsfunktionen und Lebensdauerfunktionen.
Hieraus resultiert der Trend, dass Feldgeräte immer komplexer und intelligenter in Aufbau beziehungsweise Funktion werden. Dies kommt zum Ausdruck durch eine ansteigende Anzahl von Parametern und Funktionen der Feldgeräte. Diese Parameter treten in einer großen Vielfalt von textuellen Gerätebeschreibungen auf, wie insbesondere in den Gerätestammdaten (GSD) oder in der Gerätebeschreibung (DD).
Bei dieser Gerätebeschreibung handelt es sich um eine Datenbankdatei des Feldgeräts, auch Gerätedatenbanken genannt, für hier speziell PROFIBUS-Geräte. Die GSD-Datei, welche vom Gerätehersteller geliefert wird, enthält eine Beschreibung des Geräts. GSD-Dateien bieten die Möglichkeit für ein offenes Konfigurations-Tool, indem sie die meist vielfältigen Geräteinformationen lesen und die im Zusammenhang stehenden recht komplexen Geräteeigenschaften erkennen. Alle an der Entwicklung von digitalen Feldbuslösungen Beteiligten sind sich der Schwierigkeit bewusst, das physische Gerät und all seine Eigenschaften über die gesamte Lebenszeit sicher zu erhalten, und zwar beginnend von der Auswahl eines geeigneten Gerätetyps in der Planungsphase bis zum Austausch desselben im Reparaturfall einige Jahre später. Inkonsistenzen in dieser Hinsicht verursachen zusätzlichen Planungsaufwand und können zu größeren Ausfällen eines gesamten Automatisierungssystems führen.
Hieraus resultiert der Nachteil, dass Feldgeräte insbesondere im unvorhergesehenen Reparaturfall meist nicht auf einfache Weise austauschbar sind. Fehlfunktionen und ungeplante Inkompatibilitäten treten selbst bei Feldgeräten desselben Typs mit selben Busprotokoll auf. Dies ist selbst der Fall, wenn Feldgeräte vom selben Hersteller stammen. Eine Vielzahl von vorbereitenden Arbeiten sind also auszuführen, um zu kontrollieren, ob ein neues Feldgerät zum Austausch gegen ein zu ersetzendes Feldgerät geeignet ist. Dies beginnt mit der Kontrolle der richtigen Version aufgespielter Firmware, Gerätetreiber und dergleichen. Insgesamt müssen hohe Anstrengungen unternommen werden, um eine richtige Parametrierung und Funktionsauswahl zu erzielen.
Besonders problematisch gestaltet sich für eines neuen Feldgerät die Auswahl und Anwendung der zur Inbetriebnahme notwendigen Funktionalitäten. Denn jeder Hersteller bezeichnet die im Grunde selbe Funktionalität und Parameter mit anderen Benennungen. Dies macht den Installationsprozess recht komplex und führt zu falschen Parametrierungen oder Funktionsauswahlen.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es zur Lösung dieser Problematik bekannt, Hersteller übergreifend einheitliche technische Strukturen, Variablenbezeichnungen und Funktionsdefinitionen zu schaffen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Austauschprozess von Feldgeräten einfacher und schneller zu gestalten.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die verfahrenstechnische Lehre ein, dass bisherige Parameter, Informationen und/oder Werte des zu ersetzenden Feldgeräts durch eine über den Feldbus kommunizierende elektronische Steuereinheit mit Parametern, Informationen und/oder Werten des neuen Feldgeräts bezüglich mindestens eines Datensatzes verglichen werden, um diese erforderlichenfalls gemäß des zu ersetzenden Feldgeräts zu ändern.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass ohne manuellen Eingriff systemgesteuert die verwendeten Informationen aus dem Feldgerät ausgelesen werden, um dieselben zur Installation des neuen Feldgeräts heranzuziehen. Dies erspart einen erheblichen Anteil an Arbeitszeit zur Installation eines neuen Feldgeräts, das beispielsweise durch ein defektes Feldgerät zu ersetzen ist. Insoweit steht das Automatisierungssystem nach recht kurzer Ausfallzeit wieder im vollen Funktionsumfang zur Verfügung.
Die auf die erfindungsgemäße Weise von zu ersetzenden Feldgerät auf das neue Feldgerät übertragbaren Parameter, Informationen und/oder Werte umfassend vorzugsweise die Gerätebeschreibung (DD), das Gerätetypmanagement (DTM) oder auch die Parametrierungsliste des Feldgeräts. Eine DD ist in einer speziellen Programmiersprache erstellt, nämlich der Device Diskription Language (DDL). Die DD ermöglicht eine Integration eines beliebigen Feldgeräts in das Konfigurations-Tool. Für Feldbus wird die DD durch die eine CFF-Datei ergänzt, welche die im Feldgerät implementierten Ressourcen, beispielsweise Anzahl der Funktionsblöcke, Ausführungszeiten, etc. beschreibt.
Ein Gerätetypmanager (DTM) ist eine aktive Softwarekomponente, welche dem Anwender einen Fundzugriff auf die Konfiguration eines Feldgeräts mit einer umfangreichen graphischen Benutzerschnittstelle bietet. Hierbei ist graphische Benutzerschnittstelle für ein Gerät immer die selbe, unabhängig vom verwendeten Konfigurations-Tool des Systems. Normalerweise wird der DTM vom Hersteller des Feldgeräts geliefert.
Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, vor Änderung des mindestens einen Datensatzes im neuen Feldgerät durch die die Neuimplementation realisierende elektronische Steuereinheit eine vom Nutzer zu quittierende Änderungsbestätigung anzufordern. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Installation des neuen Feldgeräts durch den Bediener kontrolliert erfolgen kann, in dem jeder Änderung ihm zunächst bewusst gemacht wird, und erst nach Plausibilität durch den Bediener freigegeben wird. Eine vollständige Automatik des Installationsprozesses würde es dagegen schwierig machen, eventuelle Fehlerstellen während der Installation zu bemerken. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es alternativ auch möglich, ein Vergleich der relevanten Parameter, Informationen und/oder Werte offline durchzuführen, ehe das neue Feldgerät im System angeschlossen wird, um dieses mit den erforderlichen Daten zu speisen oder das System mit den Daten des Feldgerätes zwecks Herstellung der Kommunikation zu versorgen.
Eine Vereinfachung der Installation lässt sich gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme dadurch erreichen, dass zuerst betriebsnotwendig grundliegende Parameter, Informationen und/oder Werte und danach immer speziellere Parameter, Informationen und/oder Werte verglichen und erforderlichenfalls geändert werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass zunächst alle kommunikationsrelevanten Parameter sowie prozessrelevante Werte und Parameter, beispielsweise Parameter zur Erfüllung der Hauptfunktionen der Prozesssteuerung, funktionsfähig werden. Somit ist zumindest eine richtige Minimalfunktionalität sichergestellt. Alle weiteren, spezielleren Parameter, Informationen und/oder Werte werden nachfolgend implementiert.
Vorteilhafterweise besteht die Möglichkeit, durch die elektronische Steuereinheit die bisherigen Parameter, Informationen und/oder Werte des erstes Feldgerätes vor dem Austausch auszulesen, um diese für den vorzunehmenden Vergleich zu speichern. Diese ausgelesenen Parameter, Informationen und/oder Werte können in einfacher Weise nur auf das neue Feldgerät abgebildet werden, um diesen die Funktionalität des ersten Feldgeräts zu verleihen. Eventuell erforderliche Konvertierungen werden durch die elektronische Steuereinheit vorgenommen.
Gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, die nicht auf das neue Feldgerät abgebildeten Parameter, Informationen und/oder Werte zur Ausgabe, vorzugsweise zur Anzeige über den DTM zu bringen. Dabei kann vorgesehen sein, die übertragenen Funktionen in notwendige und optionale Funktionen zu klassifizieren. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, anzugeben, ob die Konvertierung erfolgreich war und/oder welche Abweichungen für die anschließende Funktionsweise des Gerätes zu erwarten sind. Hierdurch kann durch den Bediener beurteilt werden, ob dem neuen Feldgerät der gewünschte Funktionsumfang verliehen werden konnte.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung über ein Verfahren zum Austauschen eines Feldgeräts gegen ein anderes in einem Automatisierungssystem.
Gemäß Figur ist ein zu ersetzendes Feldgerät 1 in Form eines Druckaufnehmers für ein – nicht weiter dargestelltes – Automatisierungssystem durch Defekt ausgefallen. Das zu ersetzende Feldgerät 1 ist bei einem digitalen Feldbus 2, hier PROFIBUS, mit einer elektronischen Steuereinheit 3 verbunden. Es werden zunächst die bisherigen Parameter, Informationen und/oder Werte 4 des zu ersetzenden Feldgeräts 1 durch die über den Feldbus 2 kommunizierende elektronische Steuereinheit 3 ausgelesen. Diese bisherigen Parameter, Informationen und/oder Werte 4 werden durch die elektronische Steuereinheit 3 mit Parametern, Informationen und/oder Werten 4' eines neuen Feldgeräts 5 bezüglich mindestens eines Datensatzes verglichen. Hierdurch stellt die elektronische Steuereinheit 3 fest, welche Parameter, Informationen und/oder Werte zu ändern sind. Vor Änderung des mindestens einen Datensatzes im neuen Feldgerät 5 durch die elektronische Steuereinheit 3 wird jeweils eine vom Bediener zu quittierende Änderungsbestätigung angefordert. Die Installation geht von statten, indem zunächst die grundlegend betriebsnotwendigen Parameter, Informationen und/oder Werte und danach immer speziellere Daten verglichen und erforderlichenfalls geändert werden. So wird zuerst die Gerätebeschreibung (DD) implementiert, das Gerätetypmanagement (DDM), die vollständige Parametrierungsliste und anschließend immer speziellere Parameter, Informationen und/oder Werte. Bei dieser Prozedur werden zu Kontrollzwecken die nicht auf das neue Feldgerät 5 abgebildeten Parameter, Informationen und/oder Werte, welcher aus dem Vergleich resultieren, durch die Steuereinheit 3 zur Anzeige 6 gebracht werden.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, andere Feldgeräte, wie Antriebe, Motorschutzeinheiten, Schaltanlagen, Niederspannungsgeräte, Aktoren und Analysegeräte auf die erfindungsgemäße Weise auszutauschen. Es können darüber hinaus auch andere Busprotokolle, wie beispielsweise HART, zum Einsatz kommen.

1: Feldgerät (zu ersetzen)
2: Feldbus
3: elektronische Steuereinheit
4: Parameter, Informationen und/oder Werte (Datensätze)
5: Feldgerät (neu)
6: Anzeige

Claims

Verfahren zum Austausch eines zu ersetzenden Feldgerätes (1) gegen ein neues Feldgerät (5) in einem über einen digitalen Feldbus (2) kommunizierenden System, insbesondere einem Automatisierungssystem; dadurch gekennzeichnet, dass bisherige Parameter, Informationen und/oder Werte (4) des zu ersetzenden Feldgerätes (1) durch eine über den Feldbus (2) kommunizierende elektronische Steuereinheit (3) mit Parametern, Informationen und/oder Werten (4') des neuen Feldgeräts (5) bezüglich mindestens eines Datensatzes verglichen werden, um diese erforderlichenfalls gemäß des zu ersetzenden Feldgerätes (1) zu ändern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter, Informationen und/oder Werte die Gerätebeschreibung (DD), das Gerätetypmanagement (DTM), die Parametrierungsliste umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor Änderung des mindestens einen Datensatzes im neuen Feldgeräts (5) durch die elektronische Steuereinheit (3) eine vom Bediener zu quittierende Änderungsbestätigung angefordert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich der relevanten Parameter, Informationen und/oder Werte (4, 4') offline durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst betriebsnotwendig grundlegende Parameter, Informationen und/oder Werte und danach immer speziellere Parameter, Informationen und/oder Werte verglichen und erforderlichenfalls geändert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die elektronische Steuereinheit (3) die bisherigen Parameter, Informationen und/oder Werte des ersten Feldgerätes (1) vor dem Austausch ausgelesen werden, um diese für den vorzunehmenden Vergleich zu speichern.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgelesenen Parameter, Informationen und/oder Werte des ersten Feldgerätes (1) auf das neue Feldgerät (5) abgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht auf das neue Feldgerät (5) abgebildeten Parameter, Informationen und/oder Werte zur Anzeige (6) ausgegeben werden.