DE102008048985A1

DE102008048985A1 - Verfahren zur Prüfung eines Automatisierungssystems und Prüfgerät zum Prüfen eines Automatisierungssystems

Info

Publication number: DE102008048985A1
Application number: DE102008048985A
Authority: DE
Inventors: Erwin Kruschitz
Original assignee: ANAPUR AG
Current assignee: ANAPUR AG, DE
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2010-04-08

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung eines Automatisierungssystems 2 bei dem eine durch das Automatisierungssystem 2 zu steuernde Anlage 7 simuliert wird, wobei ein Prüfgerät 1 mit einem Prüfprogramm zur Simulation der Anlage 7 verwendet wird, und durch die Simulation ein Prüfergebnis des Automatisierungssystems 2 erhalten wird, und wobei das Prüfergebnis mit einem aus den Spezifikationsdaten abzuleitenden Soll-Ergebnis verglichen wird, wobei für diesen Vergleich das Prüfgerät 1 mit dem Prüfprogramm verwendet wird, wobei die Spezifikationsdaten in das Prüfprogramm implementiert oder importiert wurden sowie auf ein Prüfgerät 1 zum Prüfen eines Automatisierungssystems 2 mit verschiedenen Klemmleisten und/oder Schnittstellen, wobei das Prüfgerät 1 einen Speicher 1.1 mit einem Püfprogramm und verschiedene Prüfadapter 1.6 und/oder Schnittstellen 1.5 zum Anschließen an das Automatisierungssystem 2 aufweist, wobei eine Komparatoreinheit 1.2 zum Vergleich der Prüfergebnisse mit den Spezifikationsdaten des Automatisierungssystems 2 vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung eines Automatisierungssystems bei dem eine durch das Automatisierungssystem zu steuernde Anlage und/oder Teilfunktionen des Automatisierungssystems simuliert werden, wobei ein Prüfgerät mit einem Prüfprogramm zur Simulation der Anlage und/oder Teilfunktionen des Automatisierungssystems verwendet wird, und durch die Simulation Prüfergebnisse des Automatisierungssystem erhalten werden und auf ein Prüfgerät zum Prüfen eines Automatisierungssystems mit verschiedenen Klemmleisten und/oder Schnittstellen, wobei das Prüfgerät einen Speicher mit einem Prüfprogramm und verschiedene Prüfadapter und/oder Schnittstellen zum Anschließen an das Automatisierungssystems aufweist.
Bei dem Automatisierungssystem kann es sich um ein System handeln, dass aus einem oder mehreren der folgenden Komponenten besteht: Sensoren, Aktoren, Signal-Übertragung (inklusive Klemmen, Verteiler und Signalanpassung, -trennung, -umsetzung und -verstärkung bei kabelgebundener Übertragung oder inklusive Verstärker, Umsetzer, Zugangspunkten bei drahtloser Signalübertragung), Logik-System (fest verdrahtet oder frei programmierbar), Embedded Systems, Visualisierungssystem, Bedien-Beobachtungskomponenten, Protokollierungskomponenten (Schreiber, elektronische Protokolle, Erstwertmeldesysteme), Langzeitdatenarchivierung, Computersysteme für allgemeine organisatorische Aufgaben (z. B. Lagerhaltung, Qualitätssicherung, Labordatenerfassung, Anlagenwartung, Kostenrechnung, Produktionsplanung, Finanzbuchhaltung etc.) und/oder Alarmierungssysteme.
In der verfahrenstechnischen und der energietechnischen Produktion bestehen zum Teil erhebliche Risiken für Personen, Umwelt und Geräte. In der pharmazeutischen Produktion und Lebensmittelproduktion entstehen Risiken für den Patienten bzw. Konsumenten. Um die wirtschaftliche und qualitätsgerechte Produktion und die Sicherheit solcher Anlagen oder der erzeugten Produkte zu gewährleisten, werden u. a. Automatisierungssysteme, wie Prozessleitsysteme (PLS), Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) oder spezielle sicherheitsgerichtete Steuerungen (SSPS), Bedien-Beobachtungsgeräte, Protokollierungskomponenten, Langzeitdatenarchivierungssysteme, Alarmierungssysteme und Computersysteme für allgemeine organisatorischen Aufgaben (z. B. Lagerhaltung, Qualitätssicherung, Labordatenerfassung, Anlagenwartung, Kostenrechnung, Produktionsplanung, Finanzbuchhaltung etc.) u. a. eingesetzt. Mit Hilfe solcher Automatisierungssysteme werden Schutzfunktionen und auch alle anderen Produktionsschritte zuverlässig ausgeführt.
Anlagenplaner, -errichter und -betreiber werden sich zukünftig noch mehr um die Einhaltung von Anforderungen an nachvollziehbare, dokumentierte Prüfungen bemühen müssen. Der Aufwand der dadurch entsteht ist denkbar hoch.
Eine wesentliche Voraussetzung für die Zuverlässigkeit dieser Anlagen ist, dass die Automatisierungssysteme spezifikationsgemäß arbeiten. Hierfür sind bei allen derzeit verfügbaren Automatisierungssystem Lösungen umfangreiche und aufwändige Prüfungen manuell durchzuführen und zu dokumentieren. Teilweise erfordern Gesetze bzw. die Normen bzw. Standards eine sogenannte Verifikation, Validierung bzw. Qualifizierung des Automatisierungssystems, d. h. den Nachweis der Spezifikationskonformität, zu erbringen.
Unter automatischer Verifikation/Validierung/Qualifizierung wird der Vergleich von Prüfergebnissen bzw. Prüfergebnis und Soll-Ergebnissen bzw. dem Soll-Ergebnis, also dem erwarteten Ergebnis verstanden. Das Soll-Ergebnis wird vorzugsweise durch das Prüfprogramm bzw. das Prüfgerät aus Spezifikation bzw. den Spezifikationen abgeleitet.
Automatisierungssysteme werden heute insbesondere bei einer Werksabnahme wie folgt getestet. Die von der über das Automatisierungssystem zu steuernden Anlage zu erwartenden Feldsignale werden mittels Schalter, Drehpotentiometer, Leuchten und Analoganzeigen simuliert. Bus-Kommunikation wird durch entsprechende Bus-Simulation simuliert. Bedienhandlungen des Bedieners werden durch den Prüfer simuliert. Dies erfolgt auf Grundlage der vorhandenen Spezifikationsdaten für das Automatisierungssystem. Die daraus erhaltenen Prüfergebnisse werden mit Papier und Kugelschreiber oder elektronisch dokumentiert.
Es ist bereits ein Verfahren zur Freigabe der Funktion einer Kontroll-Steuer-Automatik aus der DE/EP 0 283 382 T1 bekannt. Eine Anlage zur Verwirklichung dieses industriellen Prozesses umfasst Funktionselemente wie Aktuatoren mit zugeordneten Fühlern, wobei die Kontroll-Steuer-Automatik mit einer Simulationsautomatik verbunden wird, welche so programmiert wird, dass sie die Funktion der Funktionselemente der Anlage simulieren kann, um den industriellen Prozess zu verwirklichen.
Unter Einsatz einer Simulationsautomatik werden somit verschiedene Prozessabläufe einer Anlage simuliert und das Verhalten der Kontroll-Steuer-Automatik bzw. des Automatisierungssystems im Rahmen einer Simulation der Anlage ge testet, ohne dass diese an eine bestehende Anlage angeschlossen werden müsste.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfgerät für Automatisierungssysteme derart auszubilden und anzuordnen, dass Routinearbeiten bei der Qualifizierung bzw. Einrichtung des Automatisierungssystems automatisch abgearbeitet werden.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder ein Prüfgerät nach Anspruch 18.
Erfindungsgemäß werden die Prüfergebnisse mit einem aus den Spezifikationsdaten abzuleitenden Soll-Ergebnis verglichen, wobei für diesen Vergleich das Prüfgerät mit dem Prüfprogramm verwendet wird, und die Spezifikationsdaten in das Prüfprogramm implementiert bzw. importiert wurden. Bei den Spezifikationsdaten handelt es sich insbesondere um Spezifikationsdaten des Automatisierungssystems. Es können auch Spezifikationsdaten aus der Anlage verwendet werden.
Das Prüfgerät automatisiert die Abwicklung der Prüfung, insbesondere die Simulation der Anlage bzw. Teilfunktionen des Automatisierungssystems, das Aufzeichnen der Daten des Automatisierungssystems bei der Simulation, also das Prüfergebnis, den Vergleich dieses Prüfergebnisses mit einem aus den Spezifikationsdaten ermittelten und zu erwartenden Soll-Ergebnis und vorzugsweise die Speicherung bzw. Verifizierung dieses Vergleichsergebnisses in der Implementationsphase (z. B. bei Modultests, Integrationstests), bei der Werksabnahmeprüfung (Factory Acceptance Test), Inbetriebnahmeprüfung (Site Acceptance Test) und während der Betriebsphase bei zyklisch zu wiederholenden Prüfungen oder nach Änderungen an Prozess, Anlage oder dem Automatisierungssystem.
Die Spezifikationsdaten beschreiben primär den Aufbau und die Funktion des Automatisierungssystems bzw. des Computersystems, insbesondere die Eingang/Ausgang-Belegungsliste, die Grenzwertliste, die Logik-Beschreibung, die Stromlaufpläne, die Bedienbildskizzen, die Beschreibung von Bedienung & Beobachtung bzw. Visualisierungsgeräten und/oder -systemen, die Datenaufzeichnung oder -protokollierung, die Lasten- und Pflichtenhefte für die allgemeinen Computersysteme und/oder die Alarmierung. Die Spezifikationsdaten beschreiben teilweise auch den Aufbau und die Funktion der Anlage und des Prozesses, die über das Automatisierungssystem gesteuert werden.
Mit Hilfe der Spezifikationsdaten, die dem Prüfgerät von außen vorgegeben werden, unterstützt das Prüfgerät den Bediener bei der Erstellung von Testfällen, welche dann als Prüfsteuerrezept abgearbeitet werden. Den Prüfsteuerrezepten nach kommuniziert das Prüfgerät mit dem Automatisierungssystem. Das daraus resultierende Prüfergebnis wird vom Prüfgerät ermittelt, mit der Spezifikation verglichen und bei Bedarf dem Prüfer zur Bewertung angezeigt. Das Prüfgerät erstellt automatisch eine umfassende Dokumentation des abgearbeiteten Prüfsteuerrezepts, des Prüfergebnisses und/oder des Vergleichsergebnisses.
Erfindungsgemäß ist eine Komparatoreinheit zum Vergleich der Prüfergebnisse mit den Spezifikationsdaten des Automatisierungssystems vorgesehen.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn die Eingangs-Ausgangs-Prüfung, die Bus-Prüfung, die Logik-Prüfung, die Bedien-Beobachtungsprüfung, die Protokoll-Prüfung, die Prüfung der Langzeitarchivierung und/oder die Grenzwert-Prüfung sowie die Modultests, Integrationstests, Regressi onstests sowohl durch das Prüfgerät automatisiert oder durch den Bediener manuell unter Leitung bzw. Anweisung durch das Prüfgerät durchgeführt werden können. Vorstehend genannte Prüfung kann auch durch den Bediener allein durchgeführt werden, wobei das jeweils erhaltene Steuerprüfrezept aufgezeichnet wird.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn ein Prüfgrundrezept durch Bediener erstellt wird, das Prüfprogramm das entsprechende Prüfgrundrezept aufruft, wobei die Auswahl des Prüfgrundrezeptes über vordefinierbare Regeln oder manuell erfolgt und das Prüfprogramm auf Grundlage der Kombination des Prüfgrundrezepts mit den Spezifikationsdaten ein Prüfsteuerrezept erstellt.
Das Prüfprogramm passt mit der Erstellung des Prüfsteuerrezepts auf Grundlage der Auswahl des Prüfgrundrezeptes sozusagen seine Programmeigenschaften an die Spezifikationsdaten an. Die Prüfgrundrezepte werden automatisch (über Regeln) oder manuell ausgesucht und mit Spezifikationsdaten verknüpft zu Prüfsteuerrezepten gemacht und dann vom Prüfprogramm „abgefahren”.

Das Verhältnis zwischen Prüfgrundrezept und Prüfsteuerrezept wird anhand des folgenden vereinfachten Beispiels erläutert. Der Bediener wählt das Prüfgrundrezept „Prüfe einzelnen Analogeingang” zur Prüfung des konventionellen (4–20 mA) Analogeingangs „FI4711”.

Prüfgrundrezept	Spezifikationsdaten	Prüfsteuerrezept
Prüfe einzelnen Analogeingang	Messtellenname: FI4711 Bezeichnung: Durchflussmessung	Prüfe FI4711
1) Simuliere 4 mA an Eingang (Über EA-Prüfadapter)	Name der Anschlussklemmen: X1:41.1	Simuliere 4 mA an X1:41.1 (Über Kommunikationskanal „E/A-Prüfadapter” Karte 8, Kanal3)
2) Lese die Variable aus dem Automatisierungssystem	Name der Eingangsvariablen im Automatisierungssystem: FI4711I	Lese FI4711I.PV (über Kommunikationskanal OPC)
3) Vergleiche, ob der Wert der Variablen dem unteren Messbereichsende entspricht. Erstelle Protokoll	Unteres Messbereichsende: 0 L/h	Ist FI4711I.PV = 0 L/h? Wenn Ja: Protokoll = OK sonst Protokoll = NOK
4) Simuliere 20 mA an Eingang (Über EA-Prüfadapter)	Name der Anschlussklemmen: X1:41.1	Simuliere 20 mA an X1:41.1 (Über Kommunikationskanal „E/A-Prüfadapter” Karte 8, Kanal3)
5) Lese die Variable aus dem Automatisierungssystem	Name der Eingangsvariablen im Automatisierungssystem: FI4711I	Lese FI4711I.PV (über Kommunikationskanal „OPC”)
6) Vergleiche, ob der Wert der Variablen dem oberen Messbereichsende entspricht.	Unteres Messbereichsende: 200 L/h	Ist FI4711I.PV = 200 L/h? Wenn Ja: Protokoll = OK sonst Protokoll = NOK

Auf Grundlage der Spezifikation würde aus dem Prüfgrundrezept „Prüfe einzelnen Analogeingang” für einen spezifischen analogen Eingang bspw. das Prüfsteuerrezept „Prüfe FI4711” entwickelt. Da die Spezifikation durch das Prüfprogramm abfragbar ist, kann das Prüfgerät über das Prüfprogramm das spezifische Prüfsteuerrezept erzeugen und abarbeiten. Wäh rend der Abarbeitung des beispielhaft skizzierten Prüfsteuerrezeptes käme es zur Kommunikation mit dem Automatisierungssystem über zwei Kommunikationskanäle (OPC und EA-Signaladapter).
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn mittels des Prüfprogramms entweder automatisch oder unter Hinweis an den Bediener ein Prüfgrundrezept ausgewählt wird, das Prüfprogramm die Spezifikationsdaten abruft, die Spezifikationsdaten mit dem Prüfgrundrezept verknüpft und daraus das Prüfsteuerrezept erstellt, über die Klemmleiste bzw. Schnittstelle das Automatisierungssystem mit Signalen des Prüfsteuerrezepts beaufschlagt wird und die erhaltenen Signale und/oder Daten bzw. das Prüfungsergebnis über die gleiche oder mindestens eine andere Schnittstelle des Automatisierungssystems oder durch den Bediener ausgelesen wird.
Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Prüfrezepte und/oder Prüfberichte hierarchisch übereinander verschachtelt werden.

Die Prüfrezepte können, wie in nachstehender Tabelle gezeigt, hierarchisch aufgebaut werden. Z. B.: An unterster Ebene 1 steht das Prüfrezept „Prüfen analogen Eingang” (wie im Beispiel oben). In der nächsten Ebene 2 steht das Prüfrezept „Prüfen alle analogen Eingänge einer Analog-Eingangs-Karte”. Schließlich folgt in Ebene 3 die Prüfung des Logiksystems.

Ebene	Prüfgrundrezept	Prüfsteuerrezept
3	E/A Prüfung Logik-System	E/A Prüfung Logik-System ITR1.1
2	E/A Prüfung E/A-Karte Typ AI	Klemmleiste ITR1.1.X1
1	E/A Prüfung „Prüfung Analoger Eingang”	Kanal 3, Signal F4711I.PV

Z. B.: Der Bediener ruft das Prüfgrundrezept (Ebene L3) für ein Logik System ITR1.1 des Automatisierungssystems auf. Dadurch wird das Prüfgrundrezept zum Prüfsteuerrezept „E/A Prüfung Logik-System ITR1.1”. Automatisch werden alle hierarchisch untergeordneten Prüfgrundrezepte L2 & L1 durch das hierarchisch übergeordnete Rezept instanziiert.
Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn die Schnittstellen und die Klemmleisten Kennzeichnungsmittel aufweisen und eine Prüfung der Zuordnung zwischen den Schnittstellen und den Klemmleisten durch das Prüfprogramm erfolgt.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn als Kennzeichnungsmittel RFID's verwendet werden. Der Anschluss der Schnittstellen des Prüfgeräts (Bus bzw. E/A Signale) an die entsprechenden Klemmen des Automatisierungssystems wird über RFID-System erkannt, d. h. durch die Annäherung des Prüfadapters an die Klemmen des Automatisierungssystems wird festgestellt, welche Klemme des Automatisierungssystems mit welchem Prüfadapter des Prüfgeräts verbunden ist. Damit können Testverdrahtungsfehler verhindert werden.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn der Signalaustausch zwischen dem Prüfadapter und/oder der Schnittstelle und einer Klemmleiste kabellos erfolgt. Damit wird der Prüfaufbau vereinfacht.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn für die Prüfkommunikation separate Klemmleisten, Schnittstellen, Adapter des Automatisierungssystems verwendet werden, die für die Kommunikation des Automatisierungssystems mit der Anlage nicht verwendet werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass Prüfungen z. T. auch während des laufenden Betriebs gemacht werden, bzw. Prüfungen parallel zueinander durchgeführt werden können (z. B. E/A-Prüfung und Logik-Prüfung).
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Kommunikation zwischen dem Prüfgerät und dem Automatisierungssystem über mehrere Kommunikationskanäle oder mehrere Prüfadapter und Klemmleisten gleichzeitig erfolgt. Die Kommunikationskanäle übertragen digitale Bus-, konventionelle elektrische-, akustische- und optische-Signale und -Dateien. Die Übertragung wird über das Prüfprogramm gesteuert.
Dabei kann es von Vorteil sein, wenn der Bediener die Prüfung des Automatisierungssystems und die Kommunikation mit dem Automatisierungssystem manuell durchführen kann. Manuelle Prüfung bedeutet, dass der Bediener die Signale an den Klemmleisten und/oder Schnittstellen bzw. Adaptoren selbst einstellt. Dies ist für seltene bzw. unregelmäßige Prüfprozeduren der effizienteste Ablauf, da sich eine Automatisierung bzw. Erstellung eines Prüfprogramms bzw. Prüfrezepts nicht immer lohnt.
Schließlich kann es von Vorteil sein, wenn Prüfhandlungen, die durch den Bediener durchgeführt werden, aufgezeichnet und in ein Prüfsteuerrezept integriert werden. Es gibt Prüfhandlungen, die durch den Bediener durchgeführt werden müssen. Allerdings sollten die Handlungen Bestandteil des Verifikations-, Validierungs-, und/oder Prüfprozesses sein, d. h. ein Prüfprogramm kann neben dem Signalaustausch mit dem Logiksystem auch eine Bedienaufforderung (Handlungsanweisung mit oder ohne Rückmeldung an das Testsystem) ausgeben.
Die manuelle Prüfung erfolgt dort wo keine Spezifikation vorhanden ist bzw. aus der Spezifikation keine Prüfanweisung für die Erstellung eines Prüfsteuerrezepts ableitbar ist oder die Prüfanweisung auf Papier vorliegt. Derartig durchgeführte Prüfungen (ohne Prüfrezept) können aufgezeichnet werden. Daraus ist ein manuelles Prüfsteuerrezept ableitbar, welches jederzeit wiederholt werden kann.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn das manuell und/oder automatisch erstellte Prüfsteuerrezept und/oder die damit erhaltenen Prüfungsergebnisse mittels eines Rekorders aufgezeichnet werden. Der Rekorder zeichnet die durch den Bediener eingestellten Signalmuster auf. Aus der aufgezeichneten Signalmusterfolge entsteht dann ein neues, insoweit manuell erstelltes Prüfsteuerrezept, wie anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert.
Der Benutzer testet einen XX-Logik Baustein mit zwei digitalen Eingängen I1 und I2 und einem Ausgang O1, indem er ohne Benutzung von Prüfrezepten direkt am Testkommunikator die Signale I1 und I2 zunächst auf „0” stellt und am Ausgang feststellt: O1 = 0. Danach stellt er das Signal I1 = 1 und das Signal I2 auf „0” und stellt am Ausgang O1 = 0 fest. Danach stellt er I1 = 1 und I2 = 1 und stellt am Ausgang O1 = 1 fest. Der Rekorder speichert die vom Benutzer eingestellten Signalmuster und Ergebnisse. Aus der Abfolge der Signalmuster entsteht ein neues Prüfsteuerrezept, welches jetzt jederzeit wieder, auch für andere Logik-Bausteine abgefahren werden kann. Wird das so gespeicherte Prüfsteuerrezept auf einen UND-Baustein angewandt, würde es dasselbe Ergebnis produzieren, wie im Beispiel.
Dieses Prüfsteuerrezept kann somit in gleicher Weise wiederholt werden bzw. vom Rekorder abgerufen werden, ohne Erstellung desselben auf Grundlage eines Prüfgrundrezeptes.
Die Rekorder-Funktion erlaubt zufällige (vorher nicht definierte) Prüfungen, die trotzdem jederzeit nachvollzogen werden können.
Auch kann es von Vorteil sein, wenn beim Wechsel von einem alten Automatisierungssystem auf ein neues oder verändertes Automatisierungssystem oder zwecks Überprüfung eines bestehenden Automatisierungssystems nach Änderungen im Prozess, in der Anlage oder im Automatisierungssystem ein Migrationstest absolviert wird, wobei

a) ein altes Automatisierungssystem oder eine Nachbildung des alten Automatisierungssystems an das Prüfgerät angeschlossen und ein Prüfprogramm absolviert wird;
b) der Prüfablauf, das Prüfergebnis und/oder das Vergleichsergebnis aufgezeichnet werden;
c) der aufgezeichnete Prüfablauf auf einem anderen, neuen und/oder modifizierten Automatisierungssystem durchgeführt wird;
d) die beiden Prüfungsergebnisse und/oder Vergleichsergebnisse verglichen werden.

Systemmigrationen zeichnen sich dadurch aus, dass die Funktion vorhandener Systeme auf neuen Systemen nachgebildet sein soll. Die „Spezifikation” ergibt sich aus der Funktion des alten Sytems, d. h. das neues System soll gleich funktionieren wie das alte System.
Ein ähnliches Verfahren wird für wiederkehrende Prüfungen angewendet. Eine wiederkehrende Prüfung soll in der Regel für das gleiche Prüfprogramm das gleiche (bzw. ein ähnliches) Prüfergebnis bringen.
Ein ähnliches Verfahren wird für Änderungsprüfung durchgeführt. Änderungen beziehen sich meist lediglich auf bestimmte Teile des Systems und sollen rückwirkungsfrei auf andere Systemteile sein. D. h. nicht von der Änderung betroffene Systemteile müssen nach einer Änderung gleich funktionieren wie vorher.
Von Vorteil kann es sein, wenn mit dem Prüfgerät Prüfungen an dem Automatisierungssystem und insbesondere einem Logik-System des Automatisierungssystems durchgeführt werden, während das Automatisierungssystem und ggf. die Anlage in Betrieb ist, wobei eine Entkopplung der zwischen der Anlage und dem Automatisierungssystem auszutauschenden Feldsignale erfolgt. Die Feldsignale werden für die Zeit der Prüfungen bzw. sonstigen Aktivitäten im Automatisierungssystem simuliert. Die für die Prüfung des Automatisierungssystems notwendigen Signale werden über separate Prüfkommunikationskanäle an das Automatisierungssystem weitergegeben bzw. von dort akquiriert. Die während der Entkopplung vorliegenden Feldsignale haben somit auf die Prüfung bzw. die Prüfsignale und/oder auf das Automatisierungssystem keinen Einfluss und umgekehrt haben die Prüfsignale bzw. die Prüfung keinen Einfluss auf die Feldsignale, wobei das Entkoppeln der entsprechenden Signale vorzugsweise durch einen Bedienschalter vorgenommen wird.
Damit bestimmte Funktionen getestet werden können, ohne die am Automatisierungssystem hängende Anlagenperipherie zu beeinflussen bzw. von dieser beeinflusst zu werden, besteht die Möglichkeit, die Feldsignale (E/A, Bus) abzukoppeln. Ausgänge werden in diesem Fall simuliert, d. h. der Wert der vor der Entkopplung ausgegeben wurde wird nach der Entkopplung beibehalten.
Zudem kann es von Vorteil sein, wenn beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Prüfergebnis und dem Soll-Ergebnis ein Ticket-Management absolviert wird. Werden Abweichungen (Fehler) festgestellt, so werden diese Abweichungen behandelt wie beim Ticket-Management in der IT, d. h. es wird ein Fehlerprotokoll generiert und der Workflow über Fehleranalyse, Fehlerbehebung, Testwiederholung gesteuert. Wenn ein Fehler erkannt wird, dann wird ein Fehlerprotokoll generiert.
Daneben kann es von Vorteil sein, wenn für mindestens ein Prüfergebnis eines Steuerprüfrezepts mindestens ein Bericht erstellt wird, wobei in den Bericht das Vergleichsergebnisses aufgenommen wird und dass eine Bewertung des automatisch ermittelten Vergleichsergebnisses durch den Bediener oder automatisch durchgeführt wird und dass der Bericht in Form mindestens eines Dokuments und/oder einer Datei dokumentiert wird.
Eine Bewertung kann zum Beispiel in der Form „negativ”, „positiv”, „positiv (bzw. negativ) mit Anmerkung” oder „unbestimmt” erfolgen. Positiv bedeutet, dass das Prüfergebnis dem aus der Spezifikation abgeleiteten Soll-Ergebnis entspricht. Negativ bedeutet, dass das Prüfergebnis nicht dem Soll-Ergebnis entspricht. „Positiv bzw. negativ mit Anmerkung” bedeutet, dass das Prüfergebnis dem Soll-Ergebnis entspricht (bzw. nicht entspricht) und zusätzliche Erkenntnisse zum Prüfergebnis bzw. Rahmenbedingungen o. ä. gewonnen wurden und dokumentiert werden sollen. Unbestimmt heißt, dass die Bewertung des Ergebnisses noch nicht durchgeführt werden konnte bzw. nicht zu einem eindeutigen Ergebnis gekommen ist.
Bezüglich des Prüfgeräts kann es von Vorteil sein, wenn ein Teil des Speichers, ein weiterer Speicher und/oder ein Rekorder für manuelle und/oder automatische Prüfabläufe, Prüfrezepte, Prüfergebnisse und/oder Vergleichsergebnisse vorgesehen ist. Diese Daten sind somit speicherbar und jederzeit abrufbar.
Hierzu kann es von Vorteil sein, wenn mehrere Kommunikationsschnittstellen vorgesehen sind, die vorzugsweise als Prüfadapter ausgebildet sind. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
1 Gesamt-Systemüberblick;
2 Funktionsübersicht Prüfgerät;
3 Signalfluss/Prüfumfang;
4 Signalfluss Modultest E/A-Prüfung;
5 Signalfluss Integrationstest für „Computersystem für allgemeine organisatorische Aufgaben”;
6 Signalfluss „Entkopplung” bei Tests bei laufender Anlage;
7 Hierarchie der Rezepte und Berichte.
Gemäß 1 wird anhand von der Spezifikationen bzw. den Spezifikationsdaten, die sowohl dem Automatisierungssystem 2 als auch dem Prüfgerät 1 als Input dienen, das Auto matisierungssystem 2 geprüft und daraufhin eine Dokumentation der Prüfung erstellt.
Mit Hilfe der Spezifikationsdaten, die dem Prüfgerät 1 von einer Spezifikationseinheit 1.3 von außen vorgegeben, oder im Prüfgerät 1 implementiert werden, unterstützt das Prüfgerät 1 den Bediener bei der Erstellung von Testfällen, welche dann zum Prüfling, dem Automatisierungssystem 2 über Schnittstellen 1.5 bzw. Prüfadapter 1.6 des Prüfgeräts 1 bzw. Schnittstellen 3.1 des Automatisierungssystem 2 oder den Bediener kommuniziert werden. Anschließend wird das daraus resultierende Prüfergebnis vom Prüfgerät 1 ermittelt, dem Bediener zur Bewertung präsentiert, sowie eine umfassende Dokumentation der durchgeführten Prüfung automatisch in der Dokumentationseinheit 1.4 generiert. Die Bewertung kann auf Grundlage des Vergleichergebnisses auch automatisch erfolgen.
Gemäß 2 kann die Prüfgerät-Funktion in drei Teilbereiche unterteilt werden, die Prüf-Rezept Planung, die Prüf-Bericht Planung und die Prüfdurchführung.

1) Die Prüf-Rezept Planung umfasst die Erstellung von Prüfgrundrezepten. Dies kann durch Prüf-Aufzeichnung, vorzugsweise durch einen Rekorder, der in der operativen Prüfumgebung durchgeführten Prüfungen oder durch Spezifikation im Prüfrezept Editor stattfinden.
2) Die Prüf-Bericht Planung umfasst die Erstellung von Prüfbericht Dokumentationsvorlagen (Prüfgrundbericht) mit dem Prüfbericht Editor.
3) Die Prüfdurchführung. Sie umfasst a) die Kommunikation zum Bediener zum Zwecke der Prüfausführung (Prüfsteuer Cockpit), die Zuordnung von Prüf grundrezepten zu Prüfobjekten, den Start/Stop von Prüfsteuerprozeduren und/oder die Festlegung des Prüfumfangs. Ferner die Prüf-Dokumentation (Prüfbericht Cockpit), die Planung und die Definition von durchzuführenden Prüfungen, insbesondere die Übernahme von Prüfgrundberichten in Prüfberichte, die Bewertung von Prüfungen, die Kontrolle und die Übersicht über durchgeführte Prüfungen und das Ticketmanagement; b) die Kommunikation mit dem Automatisierungssystem und die Erfassung der Prüfergebnisse Test Daten (Test Kommunikator). Im Falle der E/A-Prüfung über den OPC-Adapter (oder den Bus-Adapter oder File-Adapter) und den E/A-Adapter; c) die Ausführung der Prüfsteuerrezepte durch das Prüfprogramm; e) die Evaluierung der Prüfergebnisse, den Vergleich mit den erwarteten Soll-Ergebnissen durch den Komparator, also die Herstellung eines Vergleichsergebnisses und die Erzeugung eines vorläufigen Prüfberichts; f) die Übernahme der Spezifikationsdaten, den automatisierten Vergleich der Spezifikationsdaten gegenüber dem letzten Stand der Spezifikationsdaten, die sog. Delta Analyse und die Ableitung des Prüf-Umfangs, die sog. Risiko Analyse.

1) Prüf Rezept Planung
Prüfgrundrezepte wie Modul-, Integrationstests, E/A-Test, Grenzwerttest, Protokolltest, Bus-Test, Visualisierungstest, etc. werden im Prüfrezept Editor erzeugt. Prüfgrundrezepte unterliegen der Änderungskontrolle. Varianten wie z. B. kundenspezifische oder applikationsspezifisch (Brennersteuerung, F&G, ESD)) werden verwaltet.
Der Prüfrezept Editor läuft unabhängig vom aktuellen Prüfbetrieb und kann auf jedem beliebigen Rechner installiert werden.
Ähnlich einem Tastatur-Rekorder werden mittels des Rekorders Bedieneraktivitäten im Test Kommunikator aufgezeichnet und können jederzeit wieder „abgefahren” werden.
In der Prüfgrundrezeptbibliothek liegen die Prüfgrundrezepte und system-, kunden- und applikationsspezifische Varianten versionskontrolliert ab. Die Prüfgrundrezeptbibliothek kann, muss aber nicht auf der gleichen Rechnerhardware wie die Prüfdurchführungs-Funktionen liegen.
2) Prüf-Bericht Planung
Mittels des Prüfbericht Editors werden Prüfgrundberichte für Module, Integrationstests, FATs, SATs, E/A-Tests, Grenzwerttests, Protokolltests, Bus-Tests, Migrationstests etc. erstellt.
Eine hierarchische Zusammensetzung kann vorgenommen werden. Zum Beispiel besteht ein FAT aus einem E/A-Test, ein E/A-Test besteht aus konventionellen E/A's, Bus-E/A's etc.. System-, Kunden-(Logo) und applikationsspezifische Vairanten können definiert werden.
In der Prüfgrundberichtbibliothek liegen die Prüfgrundberichte und system-, kunden- und applikationsspezifische Varianten versionskontrolliert ab. Die Prüfgrundberichtbibliothek kann, muss aber nicht auf der gleichen Rechnerhardware wie die Prüfdurchführung Funktionen liegen.
3) Prüfdurchführung
Einem Prüfobjekt bzw. einer Automatisierungsanlage 2 und/oder einem Teil einer Automatisierungsanlage 2 wird ein Prüfgrundrezept zugewiesen oder umgekehrt. Dem Prüfgrundrezept werden die projektspezifischen Spezifikationsdaten wie Systemtopologie Automatisierungssystem, (E/A-Karten etc.), E/A-Belegung, Grenzwerteinstellung, Logik-Vorgaben etc. zugewiesen. Dadurch entsteht ein Prüfsteuerrezept. Ggf. kann noch eine system-, kunden-, oder applikationsspezifische (Unter-)Variante des Prüfgrundrezepts ausgewählt werden.
Das Prüfsteuerrezept wird über das Prüf-Steuer Cockpit gesteuert (Start, Stopp, Hand, Automatik etc.).
Das Prüfsteuerrezept bzw. das vorläufige Prüfergebnis wird einem Prüfbericht zugeordnet. Dies kann sowohl vor als auch nach der Ausführung erfolgen.
Die Bedienaufforderungen werden gemäß Prüfrezept an den Prüfer gesendet und von diesem beantwortet. Die Ergebnisse/Antworten werden als Prüfergebnis erfasst und bei Bedarf im Prüfbericht angezeigt.
Besteht das Prüfsteuerrezept aus mehreren Ebenen, können diese einzeln auf Handbetrieb genommen und bedient werden. Unterste Ebene ist das Prozessabbild (aktueller Status der Ein- und Ausgangsignale und der Prüfkommunikation)
Das Prüfsteuer-Cockpit zeigt den Systemstatus wie Systemfehler, z. B. Kommunikationsfehler zum Automatisierungssystem (2), zum Prüf-Bericht Cockpit und Ähnliches an.
Der (Elektronische-)Prüfbericht ist das „Prüfprotokoll” für das zu prüfende Automatisierungssystem. Start und Ende einer Prüfung werden im Prüf-Bericht-Cockpit definiert. Der Status der Testarbeiten wird über das Prüf-Bericht-Cockpit überwacht. Der Ausdruck des gesamten Prüfberichts bzw. Aus zügen davon sowie die Auswahl des gewünschten Dokumentationsdesigns wird vom Prüf-Bericht-Cockpit aus vorgenommen. Eine Übersicht über sämtliche aktuell in Arbeit befindlichen Prüfungen wird angezeigt.
Ein Prüfbericht kann über mehrere Ebenen verfügen. Zuordnung und Verwaltung dieser Ebenen findet im Prüf-Bericht-Cockpit statt.
Ein neuer Prüfbericht wird angelegt. Dem Prüfbericht wird ein Prüfgrundbericht zugewiesen (oder umgekehrt).
Der Prüfgrundbericht liegt in mindestens einer oder mehreren system-, kunden- oder applikationsspezifische (Unter-)Varianten des Prüfgrundberichts vor. Die Auswahl der Variante wird vom Prüf-Bericht-Cockpit aus vorgenommen. Die Bewertung der Prüfung durch den Bediener wird vorgenommen. Der Status der Prüfungen wird angezeigt wie beispielsweise „in Arbeit”, „abgeschlossen”, „zu Bewerten”, und ähnliches. Archivierte Prüfberichte und Prüfrohdaten können angezeigt werden.
Abweichungen, Prüffehler, Reparaturen, Prüfwiederholungen werden im Prüfbericht Cockpit ggf. unter Einsatz des Ticket-Managements verwaltet.
Ferner ist eine Spezifikations Import und Delta & Risiko Analyse vorgesehen. Spezifikationsdaten werden ausgewählt und zum Import vorgesehen.
Änderungen in der Spezifikation werden erkannt. Änderungsumfang und -tiefe werden analysiert, die damit in Verbindung stehenden Risiken (z. B. Rückwirkungen auf nicht geänderte Teile) bewertet und als Grundlage für erneute Prüfungen verwendet.
Der Test Kommunikator ist die Koordinationsstelle für die notwendige Kommunikation zum Automatisierungssystem. Er nimmt die Signale der Adapter 3.1, 3.2, Video-Adapter, Datei-Adapter, Bus-Adapter, andere Adapter etc. auf und visualisiert diese auf einer gemeinsamen Bedienoberfläche 2.2. Die Prüfsteuerrezepte greifen auf die Signale des Test Kommunikators zu.
Der Test Kommunikator zeigt den Kommunikationsstatus zu den einzelnen Adapter bzw. Schnittstellen 3.1, 3.2, Video-Adapter, Datei-Adapter, Bus-Adapter, andere Adapter etc. an.
Neben Signalkommunikation wird auch der Dateitransfer und ggf. das Auslesen von Dateien sowie der Transfer von Sound und Bildern durch den Test Kommunikator durchgeführt bzw. koordiniert.
Der E/A Adapter 3.1 ermöglicht die Einspeisung (Simulation) und die Messung von konventionellen elektrischen Signalen in das Automatisierungssystem wie 4–20 mA, 0–24 Volt etc.. Das Signalabbild, welches aktuell an das Automatisierungssystem 2 abgegeben bzw. vom Automatisierungssystem 2 gemessen wird, wird visualisiert und kann vom Bediener beeinflusst/eingestellt werden.
Der OPC Adapter 3.2 ermöglicht die bidirektionale Kommunikation mit dem Automatisierungssystem 2 wie z. B. dem Logik-System 2.1, dem Visualisierungssystem 2.9, dem PLS, etc.) über die OPC-Standard Familie. Das Signalabbild, welches aktuell an das zu prüfende System abgegeben bzw. vom zu prüfenden System gemessen wird, wird visualisiert und kann vom Bediener beeinflusst zw. eingestellt werden.
Der Audio Adapter ermöglicht die lesende (hörende) Kommunikation mit dem Automatisierungssystem 2. Wie z. B. dem Logik-System 2.1, dem Visualisierungssystem 2.9, dem PLS 2.8 dem allgemeinen Computersystem 2.0, etc.. Der Audio Adapter kann sowohl über Mikrofon-Systeme als auch direkt an die Soundkarten des Automatisierungssystems angeschlossen werden.
Der Video Adapter ermöglicht die lesende Kommunikation mit dem Automatisierungssystem 2 wie z. B. dem Visualisierungssystem 2.9, dem Prozessleitsystem (PLS) 2.8, dem allgemeinen Computersystem 2.0 etc.. Der Video Adapter kann sowohl über Kamera-Systeme als direkt an die Grafik-Karten des Automatisierungssystems 2 angeschlossen werden.
Der User Simulator simuliert Tastatur und Mausbedienung.
Der Modbus/Profibus Adapter ermöglicht die bidirektionale Kommunikation mit dem Automatisierungssystem 2 wie z. B. dem Visualisierungssystem 2.9, dem PLS 2.8, etc. und bietet Visualisierung mit Bedienmöglichkeit des Kommunikationsabbilds.
Der File Adapter ermöglicht die Kommunikation mit dem Automatisierungssystems 2 wie z. B. dem Logik-System, dem Visualisierungssystem 2.9, dem Protokollierungssystem 2.6, dem Prozessleitsystem 2.8, dem allgemeinen Computersystem 2.0 etc.)
Der Komparator 1.2 wertet aus, ob die gemessenen Daten/Signale bzw. das Prüfergebnisse den erwarteten Daten/Signalen bzw. dem Soll-Ergebnis entsprechen. Die Notwendigkeit einer weiteren manuellen Prüfung bzw. Bewertung dieses Vergleichsergebnisses wird ggf. eingefordert. Die Bewertung wird im Prüfbericht durchgeführt. Daraufhin wird entschieden, ob eine Nachprüfung nötig ist und wie deren Umfang definiert ist.
Andere technologiespezifische Adaptoren (z. B. für Ethernet, für Bussysteme, für spezielle Software-Technologien) sind ebenfalls vorgesehen.
3 zeigt, dass je nach gewünschtem Prüfumfang der E/A-Adapter 3.1 des Prüfgeräts 1 entweder direkt an die E/A-Baugruppen 2.3 des Automatisierungssystems 2 (z. B. Logik-System 2.1) angeschlossen werden kann. Dies wäre typischerweise bei einem Werksabnahmetest der Fall. Alternativ kann der E/A-Adapter 3.1 auch im Feld z. B. an den Vor-Ort Verteiler oder am Rangierverteiler 2.4 oder direkt an Aktoren, Sensoren 2.5 angeschlossen werden. Bei weitläufigen Anlagen kann der kabellose E/A-Adapter 3.1 zum Einsatz kommen, typischerweise bei der Inbetriebnahmeprüfung (SAT).
Beim Modultest-E/A für ein Logik-System 2.1 gemäß 4 werden Logik-System-Eingangssignale geprüft indem über den E/A-Adapter 3.1 ein Signal „a” an das Logik-System 2.1 gesendet wird. Wird die Prüfung automatisch durchgeführt, kann das im Logik-System 2.1 ankommende Signal über BUS oder OPC-Adapter 3.2 „b” wieder ausgelesen und im Prüfgerät 1 ausgewertet werden.
Beim E/A-Test für ein Logik-System 2.1 werden Logik-System-Ausgangssignale geprüft indem das Signal „c” vom Logik-System 2.1 über den E/A-Adapter 3.1 an das Prüfgerät 1 gesendet. Wird die Prüfung automatisch durchgeführt, kann das vom Logik-System 2.1 ausgehende Signal „d” über den BUS oder OPC-Adapter 3.2 in das Prüfgerät 1 wieder ausgelesen und im Prüfgerät 1 ausgewertet werden.
Das Protokollsystem 2.6 kann überprüft werden indem Ereignisse, die in der Spezifikation als zu protokollierende Ereignisse spezifiziert sind, simuliert werden und das Prüfgerät 1 überprüft, ob die Ereignisse spezifikationsgerecht protokolliert wurden.
Prinzipiell kann der Signalfluss zur Prüfung über beliebig viele gleichartige Teilsysteme des Automatisierungssystems 2, z. B. ein Logik System 2.1, ein Logiksystem 2.11, oder ein Logiksystem 2.1x aber auch Teilsysteme unterschiedlicher Art stattfinden.
Das Langzeitarchivsystem 2.7 kann überprüft werden indem Signale, die in der Spezifikation als zu archivierende (Trends) Signale spezifiziert sind, simuliert werden und das Prüfgerät 1 überprüft ob der Signalverlauf spezifikationsgerecht aufgezeichnet (archiviert) wurde.
Das Prozessleitsystem 2.8 kann geprüft werden indem Bedienhandlungen, Anzeigen, Steuer & Regelalgorithmen und Alarmierungen die in der Spezifikation spezifiziert sind, simuliert werden und das Prüfgerät 1 überprüft ob das verhalten des Prozessleitsystem 2.8 spezifikationsgerecht ist.
Sensoren und Aktoren 2.5 können geprüft werden (Ein-, Ausgangs- bzw. Bus-)Signale die in der Spezifikation für die Kommunikation spezifiziert sind, simuliert und gemessen werden und das Prüfgerät 1 überprüft ob das Verhalten des Sensors/Aktors 2.5 spezifikationsgerecht ist.
Bedienung/Anzeige 2.2 kann geprüft werden indem Bedienhandlungen, Anzeigen und Alarmierungen die in der Spezifikation spezifiziert sind, simuliert und gemessen werden und das Prüfgerät überprüft ob das Verhalten des Bedien-Beobachtungssystems 2.2 spezifikationsgerecht ist. Dabei kommen der Bediener selbst, der Bediener Simulator, der Video Adapter, Datei-Adapter und andere Adapter zum Einsatz.
5 beschreibt den Signalfluss Integrationstest für ein „Computersystem für allgemeine organisatorische Aufgaben”.
Unter einem Computersystem 2.0 für allgemeine organisatorische Aufgaben werden beispielsweise Systeme für Lagerhaltung, Qualitätssicherung, Labordatenerfassung, Anlagenwartung, Kostenrechnung, Produktionsplanung, Finanzbuchhaltung etc. verstanden. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass das Logik-System eine Verbindung zu diesem allgemeinen Computersystem 2.0 hat und dass die Integration der beiden Systeme mit Hilfe des Prüfgeräts geprüft werden soll.
Der Signalfluss beim Integrationstest kann durch die Simulation von Bedienereingaben 4, Signal „a” oder durch den Bediener selbst 4 stimuliert und über den OPC bzw. I/O bzw. Bus Adapter 3.2 als Signal „b”, „c” wieder zurückgelesen und im Prüfgerät 1 automatisch ausgewertet werden.
Umgekehrt können Signale „d”, „e” über OPC bzw. E/A bzw. Bus-Adapter 3.2 in das Logik System 2.1 stimuliert und zur automatischen Auswertung „f” über den Video Adapter 5 zurückgelesen und automatisch ausgewertet werden.
Auch der Signalfluss „a” initiiert durch Bediener 4 oder Bedienersimulation 4 und Rückfluss „f” über den Video Adapter 5 oder durch Beobachtung und manuelle Eingabe des Bedieners ist durchführbar.
Prinzipiell können Tests auch ohne direkte Schnittstelle (Adapter) zwischen Prüfgerät 1 und Logik-System 2.1 durchgeführt werden. Für diesen Fall dient das Manuell Test Bedienschnittstelle, welche den Prüfer zur entsprechenden Bedienung des Computersystems 2.0 für allgemeine organisato rische Aufgaben auffordert und entsprechende Reaktionen des Systems beobachtet und Prüfergebnisse in das Prüfgerät 1 (manuell) einträgt.
6 zeigt die Darstellung des Signalflusses zwecks Prüfung des Automatisierungssystems 2 bei laufender Anlage.
Prüfungen können auch so durchgeführt werden, dass das zu prüfende System wie z. B. das Logik-System 2.1 von der Anlage 7 entkoppelt wird. Durch einen Prüfmodusumschalter wird die Entkopplung der Eingangssignale 6.1 sowie der Feld Ausgangssignale 6.2 aktiviert. Das Prüfgerät 1 kann dann Eingangssignale „a” simulieren und Prüfergebnisse „b” auslesen, während die in der Anlage wirksamen Signale 6.1 während der Prüfung auf dem letzten Stand konstant „c” gehalten werden.
Gemäß 7 ist eine Hierarchie für Steuerprüfrezepte, sowie für die daraus erhaltenen Berichte vorgesehen.
Die Flexibilität der Prüfprogrammanpassung wird dadurch erreicht, kleine, insbesondere wieder verwendbare Teile wie Prüfgrundrezepte definiert werden. Um eine konkrete Prüfung wirtschaftlich, schnell und überschaubar durchzuführen wird dann das Prüfsteuerrezept durch Zusammensetzung und Hierarchisierung von Prüfgrundrezepten zusammengestellt. Die Berichte werden gemäß 7 in entsprechender Weise hierarchisch zusammengestellt.
Betreffend die weiteren Verfahrenweisen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. zum Aufbau des erfindungsgemäßen Prüfgeräts wird zusätzlich auf die aus den in den 1 bis 7 dargestellten Ablaufschemata und die darin enthaltene Lehre für den Fachmann verwiesen.

1: Prüfgerät
1.1: Speicher, Rekorder
1.2: Komparatoreinheit, Komparator
1.3: Spezifikationseinheit
1.4: Dokumentationseinheit
1.5: Schnittstelle, Klemmleiste
1.6: Prüfadapter
1.7: Kennzeichnungsmittel, RFID
2: Automatisierungssystem
2.1: Logiksystem
2.11: Logiksystem 2
2.1x: Logiksystem x
2.2: Bedienung/Anzeige
2.3: E/A Baugruppe
2.4: Rangierverteiler
2.5: Aktor, Sensor
2.6: Protokollsystem
2.7: Langzeitarchivsystem, Speicher
2.8: Prozessleitsystem
2.9: Visualisierungssystem
2.0: Computersystem, allgemein
3.1: Schnittstelle, Klemmleiste, E/A-Adapter
3.2: OPC, Bus-Adapter und/oder andere Adapter
4: Bediener, user
5: Video-Connector
6.1: Feldsignale-Eingang
6.2: Feldsignale-Ausgang
7: Anlage
a: Signal
b: Signal
c: Signal
d: Signal
e: Signal
f: Signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 0283382 T1 [0008]

Claims

Verfahren zur Prüfung eines Automatisierungssystems (2) bei dem eine durch das Automatisierungssystem (2) zu steuernde Anlage (7) simuliert wird, wobei ein Prüfgerät (1) mit einem Prüfprogramm zur Simulation der Anlage (1) verwendet wird, und durch die Simulation ein Prüfergebnis des Automatisierungssystems (2) erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfergebnis mit einem aus den Spezifikationsdaten abzuleitenden Soll-Ergebnis verglichen wird, wobei für diesen Vergleich das Prüfgerät (1) mit dem Prüfprogramm verwendet wird, wobei die Spezifikationsdaten in das Prüfprogramm implementiert oder importiert wurden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die EA-Prüfung, die Bus-Prüfung, die Logik-Prüfung, die Bedien-Beobachtungsprüfung, die Protokoll-Prüfung, die Prüfung der Langzeitarchivierung die Modulprüfung, die Integrationsprüfung, die Regressionsprüfung und/oder die Grenzwert-Prüfung durch das Prüfgerät (1) automatisiert oder durch den Bediener manuell oder durch den Bediener manuell und mit Leitung durch das Prüfgerät (1) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Prüfgrundrezept durch Bediener erstellt wird; – das Prüfprogramm das entsprechende Prüfgrundrezept aufruft, wobei die Auswahl des Prüfgrundrezeptes über vordefinierbare Regeln oder manuell erfolgt; – das Prüfprogramm auf Grundlage der Kombination des Prüfgrundrezepts mit den Spezifikationsdaten ein Prüfsteuerrezept erstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) mittels des Prüfprogramms entweder automatisch oder unter Hinweis an den Bediener ein Prüfgrundrezept ausgewählt wird; b) das Prüfprogramm die Spezifikationsdaten abruft, die Spezifikationsdaten mit dem Prüfgrundrezept verknüpft und daraus das Prüfsteuerrezept erstellt; c) über die Klemmleiste bzw. Schnittstelle das Automatisierungssystem mit Signalen des Prüfsteuerrezepts beaufschlagt wird; d) die erhaltenen Signale und/oder Daten als Prüfungsergebnis über die gleiche oder mindestens eine andere Schnittstelle des Automatisierungssystems (2) oder durch den Bediener ausgelesen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfgrund-, Prüfsteuerrezepte und/oder die Prüfberichte hierarchisch übereinander verschachtelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen (1.5), die Klemmleisten (1.5) und/oder die Prüfadapter (1.6) Kennzeichnungsmittel (1.7) aufweisen und eine Prüfung der Zuordnung zwischen den Schnittstellen und den Klemmleisten durch das Prüfprogramm erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kennzeichnungsmittel (1.7) RFID's verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalaustausch zwischen dem Prüfadapter (1.6) und/oder der Schnittstelle (1.5) und/oder einer Klemmleiste (3.1) und/oder einem Adapter (3.1, 3.2) und/oder Automatisierungssystem 2 kabellos erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Prüfkommunikation separate Klemmleisten (3.1), Schnittstellen und/oder Adapter (3.2) des Automatisierungssystems (2) verwendet werden, die für die Kommunikation des Automatisierungssystems (2) mit der Anlage (7) nicht verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation zwischen dem Prüfgerät (1) und dem Automatisierungssystem (2) über mehrere Kommunikationskanäle oder mehrere Prüfadapter (1.5, 1.6) und Klemmleisten (3.1, 3.2) gleichzeitig erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bediener die Prüfung des Automatisierungssystems (2) und die Kommunikation mit dem Automatisierungssystem (2) manuell durchführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Prüfhandlungen, die durch den Bediener durchgeführt werden, in ein Prüfsteuerrezept integriert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das manuell und/oder automatisch erstellte Prüfsteuerrezept und/oder die damit erhaltenen Prüfungsergebnisse mittels eines Rekorders aufgezeichnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wechsel von einem alten Automatisierungssystem (2) auf ein neues oder verändertes Automatisierungssystem (2) oder zwecks Überprüfung eines bestehenden Automatisierungssystems (2) nach Änderungen im Prozess, in der Anlage (7) oder im Automatisierungssystem (2) ein Migrationstest absolviert wird, wobei a) ein altes Automatisierungssystem (2) oder ein Nachbildung des alten Automatisierungssystems (2) an das Prüfgerät (1) angeschlossen und ein Prüfprogramm absolviert wird; b) der Prüfablauf, das Prüfergebnis und/oder das Vergleichsergebnis aufgezeichnet werden; c) der aufgezeichnete Prüfablauf auf einem anderen, neuen und/oder modifizierten Automatisierungssystem (2) durchgeführt wird; d) die beiden Prüfungsergebnisse und/oder Vergleichsergebnisse verglichen werden
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Prüfgerät (1) Prüfungen an dem Automatisierungssystem (2) und insbesondere einem Logik-System (2.1) des Automatisierungssystems (2) durchgeführt werden, während das Automatisierungssystem (2) und ggf. die Anlage (7) in Betrieb ist, wobei eine Entkopplung der zwischen der Anlage (7) und dem Automatisierungssystem (2) auszutauschenden Feldsignale erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Prüfergebnis und dem Soll-Ergebnis ein Ticket-Management absolviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens ein Prüfergebnis eines Steuerprüfrezepts mindestens ein Bericht erstellt wird, wobei in den Bericht das Vergleichsergebnisses aufgenommen wird und dass eine Bewertung des automatisch ermittelten Vergleichsergebnisses durch den Bediener oder automatisch durchgeführt wird und dass der Bericht in Form mindestens eines Dokuments und/oder einer Datei dokumentiert wird.
Prüfgerät (1) zum Prüfen eines Automatisierungssystems (2) mit verschiedenen Klemmleisten und/oder Schnittstellen (1.5) und/oder Adaptoren (1.6), wobei das Prüfgerät (1) einen Speicher (1.1) mit einem Prüfprogramm und verschiedene Klemmleisten, Prüfadapter (1.6) und/oder Schnittstellen (1.5) zum Anschließen an das Automatisierungssystem (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Komparatoreinheit (1.2) zum Vergleich der Prüfergebnisse mit den Spezifikationsdaten des Automatisierungssystems (2) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Speichers, ein weiterer Speicher und/oder ein Rekorder (1.1) für manuelle und/oder automatische Prüfabläufe, Prüfrezepte, Prüfergebnisse und/oder Vergleichsergebnisse vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kommunikationsschnittstellen (1.5) vorgesehen sind, die vorzugsweise als Prüfadapter ausgebildet sind.