DE102015113979A1 - Method and system for commissioning a field device in a new automation technology application - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren und ein System zur Inbetriebnahme zumindest eines neuen Feldgeräts (F‘) für zumindest eine neue Applikation (A4) der Prozessautomatisierung, zumindest umfassend
– eine Datenbank (1) zum Speichern von Applikationsinformationen einer Vielzahl von Feldgeräten (F‘) und zum Speichern von Diagnosedaten und Kalibrierungsparametern der Vielzahl von Feldgeräten (F);
– eine elektronische Recheneinheit (2), die auf die entfernt angeordnete Datenbank (1) zugreift und die dort gespeicherten Daten auswertet, wobei die elektronische Recheneinheit (2) von einem Nutzer (4) durch ein Netzwerk angesteuert werden kann.The invention describes a method and a system for starting up at least one new field device (F ') for at least one new application (A 4 ) of the process automation, at least comprising
A database (1) for storing application information of a plurality of field devices (F ') and for storing diagnostic data and calibration parameters of the plurality of field devices (F);
- An electronic processing unit (2) accessing the remote database (1) and evaluates the data stored there, wherein the electronic processing unit (2) by a user (4) can be controlled by a network.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Inbetriebnahme eines Feldgeräts für zumindest eine neue Applikation der Prozessautomatisierung, welches zumindest eine entfernt angeordnete Datenbank zum Speichern von Applikationsinformationen einer Vielzahl von Feldgeräten und zum Speichern von Diagnosedaten und Kalibrierungsparametern der Vielzahl von Feldgeräten, und eine elektronische Recheneinheit, die auf die entfernt angeordnete Datenbank zugreift und die dort gespeicherten Daten auswertet, wobei die elektronische Recheneinheit von einem Nutzer durch ein Netzwerk angesteuert werden kann, umfasst.The invention relates to a method and a system for starting up a field device for at least one new application of process automation, which comprises at least one remotely located database for storing application information of a plurality of field devices and for storing diagnostic data and calibration parameters of the plurality of field devices, and an electronic processing unit , which accesses the remote database and evaluates the data stored there, wherein the electronic processing unit can be controlled by a user through a network includes.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Automatisierungstechnik, insbesondere der Prozessautomatisierung und der Fertigungsautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, Füllstandmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktoren verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.Field devices are already known from the prior art, which are used in industrial plants. In automation technology, in particular process automation and factory automation technology, field devices are often used. In principle, field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information. For example, field devices are used to detect and / or influence process variables. Measuring devices or sensors are used to record process variables. These are used, for example, for pressure and temperature measurement, conductivity measurement, flow measurement, level measurement, etc., and record the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH value, level, flow etc. Actuators are used to influence process variables. These are, for example, pumps or valves that can influence the flow of a liquid in a pipe or the level in a container. In addition to the measuring devices and actuators mentioned above, field devices are also understood as remote I / Os, radio adapters or general devices which are arranged at the field level.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.A large number of such field devices are produced and sold by the Endress + Hauser Group.
Feldgeräte, die in eine neue Applikation einer Prozessanlage integriert werden, oder Austauschfeldgeräte, die ein veraltetes oder defektes Feldgerät einer Applikation ersetzen, müssen spezifisch auf jeweilige Applikation angepasst werden. Dafür werden diese Feldgeräte während oder nach der Fertigung konfiguriert und parametriert. Die Konfiguration beschreibt zum einen die hardwareseitige Konfiguration, beispielsweise das Flanschmaterial eines Durchflussmessgerätes, als auch die softwareseitige Konfiguration. Unter Parametrierung versteht man das Definieren und Festlegen von Parametern, mit deren Hilfe der Betrieb des Feldgerätes auf die jeweiligen Merkmale der Applikation, beispielsweise das Messmedium, eingestellt wird. Als Applikation wird hier eine Anwendung innerhalb der Prozessanlage oder einer Prozessstelle der Prozessanlage bezeichnet, beispielsweise Durchflussmessung eines Mediums.Field devices that are integrated into a new application of a process plant or replacement field devices that replace an outdated or defective field device of an application must be adapted specifically to the respective application. For this, these field devices are configured and parameterized during or after production. The configuration describes, on the one hand, the hardware-side configuration, for example the flange material of a flowmeter, as well as the software-side configuration. Parameterization refers to the definition and definition of parameters with the aid of which the operation of the field device is set to the respective features of the application, for example the measuring medium. As an application here is an application within the process plant or a process station of the process plant referred to, for example, flow measurement of a medium.
Aus der
Der Nachteil des bekannten Verfahrens ist darin zu sehen, dass durch dieses lediglich die Messaufgabe des auszuwählenden Gerätes für die Applikation definiert wird. Es erfolgt somit keine systematische Berücksichtigung der eigentlichen Applikation. Des Weiteren bietet das Verfahren lediglich eine Konfiguration, jedoch keine applikationsspezifische Parametrierung des auszuwählenden Messgeräts. Außerdem werden die in der Datenbank gespeicherten Daten von Hand eingegeben und liefern keine Aussage über die Applikationserfahrung eines auszuwählenden Messgeräts.The disadvantage of the known method can be seen in the fact that it defines only the measuring task of the device to be selected for the application. There is thus no systematic consideration of the actual application. Furthermore, the method offers only one configuration, but no application-specific parameterization of the meter to be selected. In addition, the data stored in the database are entered manually and do not provide any indication of the application experience of a meter to be selected.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System vorzustellen, um ein Feldgerät applikationsspezifisch in Betrieb zu nehmenThe invention is therefore based on the object to provide a method and a system to take a field device application-specific in operation
Die Erfindung wird durch ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Feldgeräts in einer neuen Applikation der Automatisierungstechnik gelöst, welches folgende Schritte umfasst:
- – Erhebung von Applikationsinformationen von einer Vielzahl von Feldgeräten und Speichern der Applikationsinformationen in einer Datenbank;
- – Erhebung von Konfigurationsdaten und Parametersätzen der Vielzahl von Feldgeräten, Speichern der Konfigurationsdaten und Parametersätze in der Datenbank und Zuordnen der Konfigurationsdaten und Parametersätze zu den jeweiligen Applikationsinformationen;
- – Erhebung und Speicherung der Diagnose- und Kalibrierungsdaten von der Vielzahl der Feldgeräte während des Betriebs in der Datenbank zur Erstellung einer Wartungshistorie über zumindest einen Teilbereich des Lebenszyklus‘ der Feldgeräte;
- – Berechnung eines Gesundheitsindexes, der eine Korrelation der Betriebskosten eines jeden Feldgeräts mit dessen Wartungshistorie darstellt, für jedes der Vielzahl von Feldgeräten anhand der in der Datenbank gespeicherten Diagnose- und Kalibrierungsdaten mittels einer Recheneinheit, die auf die Datenbank zugreift, und Speicherung der berechneten Gesundheitsindizes in der Datenbank;
- – Nutzerbasierte Eingabe von Applikationsinformationen der neuen Applikation in die Recheneinheit;
- – Vergleich der nutzerbasierten Eingabe der Applikationsinformationen mit den gespeicherten Applikationsinformationen und den zu diesen Applikationsinformationen zugeordneten Konfigurationsdaten und Parametersätzen unter Berücksichtigung der in der Datenbank gespeicherten Gesundheitsindizes;
- – Ermittlung einer optimalen Konfiguration und/oder zumindest einem optimalen Parametersatz für das Feldgerät, die/der zumindest näherungsweise die größte Übereinstimmung mit den gespeicherten Applikationsinformationen aufweisen/aufweist;
- – Konfiguration und/oder Parametrierung des Feldgeräts anhand der optimalen Konfiguration und/oder des optimalen Parametersatzes.
- - collecting application information from a plurality of field devices and storing the application information in a database;
- - Collection of configuration data and parameter sets of the plurality of field devices, storing the configuration data and parameter sets in the database and associating the configuration data and parameter sets to the respective application information;
- - collecting and storing the diagnostic and calibration data from the plurality of field devices during operation in the database to create a maintenance history over at least a portion of the life cycle of the field devices;
- Calculating a health index representing a correlation of the operating costs of each field device with its maintenance history for each of the plurality of field devices based on the diagnostic and calibration data stored in the database by means of a computing unit accessing the database, and Storing the calculated health indexes in the database;
- - User-based input of application information of the new application in the arithmetic unit;
- Comparison of the user-based input of the application information with the stored application information and the configuration data and parameter sets assigned to this application information taking into account the health indexes stored in the database;
- - Determining an optimal configuration and / or at least one optimal parameter set for the field device, the / at least approximately the largest match with the stored application information / has;
- - Configuration and / or parameterization of the field device based on the optimal configuration and / or the optimal parameter set.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass ein Feldgerät angeboten wird, welches spezifisch für die jeweilige Applikation oder ein zukünftiges Feldgerät für ähnliche Applikationen konfiguriert und parametriert wird. Dadurch, dass jedes Feldgerät über zumindest einen Teilbereich seines Lebenszyklus‘ Daten in Form von Applikationsinformationen, Diagnosedaten, Kalibrierungsparametern, Konfigurationsdaten und Parametersätzen auf die Datenbank speichert, entsteht ein großer Wissenstand bezüglich der Zuverlässigkeit der Anwendung eines bestimmten Feldgeräts in verschiedenen Applikationen.The advantage of the method according to the invention is that a field device is offered which is configured and parameterized specifically for the respective application or a future field device for similar applications. By virtue of the fact that each field device stores data in the form of application information, diagnostic data, calibration parameters, configuration data and parameter sets on the database over at least a portion of its life cycle, a high level of knowledge arises regarding the reliability of the application of a particular field device in various applications.
Die Parametrierung des Feldgeräts kann dabei als Vorparametrierung vor der Auslieferung des Feldgeräts, nach der Auslieferung als Vor-Ort-Parametrierung oder nach der Auslieferung als Service-Parametrierung erfolgen.The parameterization of the field device can be done as a pre-parameterization before the delivery of the field device, after delivery as on-site parameterization or after delivery as service parameterization.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Auswertung der benutzerbasierten Eingabe der Applikationsinformationen der neuen Applikation gewichtet erfolgt. Dadurch kann der Benutzer bei der Eingabe der Applikationsinformationen der neuen Applikation festlegen, welche der eingegebenen Applikationsinformationen in seinen Augen die größte Wichtigkeit darstellen. Möchte der Nutzer beispielsweise ein Druckmessgerät für einen Tank in einer korrosiven Prozessumgebung, so kann er der korrosiven Eigenschaft die höchste Gewichtung zuordnen, woraufhin ihm bevorzugt Druckmessgeräte angeboten werden, die in ähnlichen Umgebungsbedingungen im Einsatz sind und beispielsweise ein nicht-korrosives Gehäuse besitzen.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the evaluation of the user-based input of the application information of the new application takes place weighted. This allows the user when entering the application information of the new application to determine which of the entered application information in his eyes the greatest importance. For example, if the user wants a pressure gauge for a tank in a corrosive process environment, he can assign the highest weighting to the corrosive property, whereupon he is preferably offered pressure gauges that are in similar environmental conditions in use and have, for example, a non-corrosive housing.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dynamische Parameter automatisch durch die benutzerbasierte Eingabe der Applikationsinformationen der neuen Applikation zu dem optimalen Parametersatz hinzugefügt. Dadurch entfällt die für einen Benutzer mitunter komplizierte und langwierige Eingabe der dynamischen Parameter der Applikation, wie beispielweise der Tankgröße.In a preferred embodiment of the method according to the invention, dynamic parameters are automatically added to the optimum parameter set by the user-based input of the application information of the new application. This eliminates the need for a user sometimes complicated and tedious input of the dynamic parameters of the application, such as the tank size.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in der Datenbank gespeicherten Applikationsinformationen, Diagnosedaten und Kalibrierungsdaten einer laufenden Korrelationsanalyse unterzogen. Dadurch ist stets gewährleistet, dass die gespeicherten Daten aktuell, frei von Fehlern und untereinander passend zugeordnet sind. Außerdem erfolgt dadurch eine laufende Verbesserung der Aussagezuverlässigkeit der gespeicherten Daten.In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the application information, diagnostic data and calibration data stored in the database are subjected to a current correlation analysis. This always ensures that the stored data is up to date, free of errors and associated with each other. In addition, this is a continuous improvement in the reliability statement of the stored data.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die benutzerbasierte Eingabe der Applikationsinformationen der neuen Applikation in einer elektronischen Vertriebsplattform, die auf der Recheneinheit gespeichert ist, erfolgt. Die Beratung kann dadurch automatisiert werden, was eine Zeiteinsparung für den Benutzer und den Vertrieb beiderseits darstellt.An advantageous development of the method according to the invention provides that the user-based input of the application information of the new application takes place in an electronic distribution platform which is stored on the arithmetic unit. The consultation can be automated, which saves time for the user and the distribution on both sides.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bei der Auswahl des neuen Feldgeräts eine genaue Berechnung der zu erwartenden Betriebskosten des neuen Feldgeräts erfolgt, wobei die Berechnung dem Benutzer zugänglich gemacht wird. Diese Betriebskosten können außerdem in einen Grundpreis und Servicepreise aufgeteilt werden. Der Benutzer kann dadurch den finanziellen Vorteil bestimmter vorgeschlagener Feldgeräte vorab abschätzen.In a preferred embodiment of the method according to the invention takes place in the selection of the new field device, an accurate calculation of the expected operating costs of the new field device, wherein the calculation is made available to the user. These operating costs can also be divided into a base price and service prices. The user can thereby estimate the financial advantage of certain proposed field devices in advance.
In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Auswahl des neuen Feldgeräts zusätzlich eine Liste bevorzugter Feldgerätetypen des Benutzers berücksichtigt. Besitzt der Benutzer Erfahrung mit bestimmten Feldgerätetypen oder hat bereits bestimmte Feldgerätetypen in der Anlage verbaut, so kann er auf Wunsch dieselben Feldgerätetypen, oder einen zu diesen ähnliche Feldgerätetypen bestimmen, die das neue Feldgerät besitzen soll.In an advantageous variant of the method according to the invention, a list of preferred field device types of the user is additionally taken into account for selecting the new field device. If the user has experience with specific field device types or has already installed certain field device types in the system, then he can, if desired, determine the same field device types or a field device type similar to those that the new field device should have.
Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein System zur Inbetriebnahme zumindest eines neuen Feldgeräts für zumindest eine neue Applikation der Prozessautomatisierung gelöst, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, zumindest umfassend
- – eine entfernt angeordnete Datenbank zum Speichern von Applikationsinformationen einer Vielzahl von Feldgeräten und zum Speichern von Diagnosedaten und Kalibrierungsparametern der Vielzahl von Feldgeräten;
- – eine elektronische Recheneinheit, die auf die entfernt angeordnete Datenbank zugreift und die dort gespeicherten Daten auswertet, wobei die elektronische Recheneinheit von einem Nutzer durch ein Netzwerk angesteuert werden kann.
- A remote database for storing application information of a plurality of field devices and for storing diagnostic data and calibration parameters of the plurality of field devices;
- - An electronic processing unit that accesses the remote database and evaluates the data stored there, the electronic processing unit can be controlled by a user through a network.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass es sich bei den Applikationsinformationen der Vielzahl der Feldgeräte um deren Prozesseinheit, deren Umgebungsbedingungen, deren Messaufgaben und/oder deren Messmedium handelt. Allgemein gesagt stellen Applikationsinformationen jene Informationen dar, die ein Feldgerät in Bezug auf seine Applikation hinreichend beschreibt.An advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the application information of the plurality of field devices is their process unit, its environmental conditions, its measurement tasks and / or its measurement medium. Generally speaking, application information represents that information that a field device adequately describes with respect to its application.
Eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die entfernt angeordnete Datenbank mittels Cloud Computing erreichbar ist. Unter Cloud Computing wird in diesem Fall das Speichern von Daten in einem entfernten Rechenzentrum, in diesem Fall in einer entfernten Datenbank, beschrieben. Der Vorteil besteht darin, dass eine Zentralisierung der Datenbestände erfolgt, da jedes Feldgerät seine Daten in Form von Applikationsinformationen, Diagnosedaten, Kalibrierungsparametern Konfigurationsdaten und Parametersätzen auf diese Datenbank speichert.A particularly advantageous variant of the system according to the invention provides that the remote database can be reached by means of cloud computing. Cloud computing in this case describes the storage of data in a remote data center, in this case in a remote database. The advantage is that the databases are centralized since each field device stores its data in the form of application information, diagnostic data, calibration parameters, configuration data and parameter sets on this database.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist auf der Recheneinheit eine elektronische Vertriebsplattform gespeichert.In a preferred development of the system according to the invention, an electronic distribution platform is stored on the arithmetic unit.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to the following figure. It shows
Die Vielzahl der Feldgeräte F senden Ihre Applikationsinformationen an eine entfernte Datenbank, welche mittels Cloud Computing erreichbar ist. In den Anlagen A1, A2 sind die jeweiligen Feldgeräte F über Kommunikationsnetzwerke N miteinander und mit weiteren, hier nicht dargestellten Komponenten, wie übergeordnete Einheiten, etc. verbunden. Die Kommunikationsnetzwerke sind über ein weiteres Netzwerk, beispielsweise dem Internet, mit der entfernten Datenbank verbunden, wodurch der Datenaustausch zwischen der Vielzahl an Feldgeräten F und der Datenbank
Zusätzlich senden die Vielzahl der Feldgeräte F ihre Konfigurationsdaten und Parametersätze an die Datenbank
Um eine Aussage über einen Gesundheitsindex für jedes der Vielzahl der Feldgeräte F zu treffen, werden Diagnose- und Kalibrierdaten von jedem Feldgerät F erhoben und gespeichert. Diese Erhebung und Speicherung erfolgt laufend, vorteilhafterweise über den gesamten Lebenszyklus‘ des jeweiligen Feldgeräts F, wodurch eine Wartungshistorie erstellt wird. Der Gesundheitsindex für jedes Feldgerät F wird nun anhand dessen Wartungshistorie in Kombination mit den Betriebskosten des jeweiligen Feldgeräts F erstellt. Mittels dieses berechneten Gesundheitsindexes kann eine Aussage getroffen werden, wie zuverlässig, also frei von Ausfällen und/oder Fehlfunktionen, das jeweilige Feldgerät F in seiner Applikation betrieben werden kann. Die Berechnung der jeweiligen Gesundheitsindizes erfolgt über eine Recheneinheit
Zur Integration eines neuen Feldgerät F‘ in eine neue Applikation A4 einer Anlage An3 gibt ein Benutzer
Es ist außerdem möglich, dass dem Benutzer
Entscheidet sich der Benutzer für eine der vorgeschlagenen Varianten des Feldgeräts F‘, wird das Feldgerät F‘ auf Basis der ermittelten Konfiguration und des optimalen Parametersatzes konfiguriert und parametriert. Die Parametrierung des Feldgeräts F‘ kann dabei als Vorparametrierung vor Auslieferung, nach der Auslieferung als Vor-Ort-Parametrierung oder nach der Auslieferung als Service-Parametrierung erfolgen.If the user decides for one of the proposed variants of the field device F ', the field device F' is configured and parameterized on the basis of the determined configuration and the optimal parameter set. The parameterization of the field device F 'can take place as pre-parameterization before delivery, after delivery as on-site parameterization or after delivery as service parameterization.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- A1, A2, A3 A 1 , A 2 , A 3
- bestehende Applikationen existing applications
- A4 A 4
- neue Applikation new application
- An1, An2, An3 To 1 , To 2 , To 3
- Prozessanlagen process equipment
- FF
- Vielzahl von Feldgeräten Variety of field devices
- F‘ F '
- neues Feldgerätnew field device
- NN
- Kommunikationsnetzwerk Communication network
- 11
- entfernt angeordnete Datenbank remote database
- 22
- elektronische Recheneinheit electronic processing unit
- 33
- elektronische Vertriebsplattform electronic distribution platform
- 44
- Benutzer user
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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