DE102016118269A1 - Verfahren und System zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten aufweisenden Anlage der Prozessautomatisierung - Google Patents

Verfahren und System zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten aufweisenden Anlage der Prozessautomatisierung Download PDF

Info

Publication number
DE102016118269A1
DE102016118269A1 DE102016118269.9A DE102016118269A DE102016118269A1 DE 102016118269 A1 DE102016118269 A1 DE 102016118269A1 DE 102016118269 A DE102016118269 A DE 102016118269A DE 102016118269 A1 DE102016118269 A1 DE 102016118269A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
data
field devices
field device
field
data bit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016118269.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Kilian
Andrea Seger
Bert Von Stein
Christian Wandrei
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Priority to DE102016118269.9A priority Critical patent/DE102016118269A1/de
Priority to US15/715,393 priority patent/US10733203B2/en
Publication of DE102016118269A1 publication Critical patent/DE102016118269A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/27Replication, distribution or synchronisation of data between databases or within a distributed database system; Distributed database system architectures therefor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/08Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
    • G06F11/10Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
    • G06F11/1004Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's to protect a block of data words, e.g. CRC or checksum
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/25Integrating or interfacing systems involving database management systems
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/27Replication, distribution or synchronisation of data between databases or within a distributed database system; Distributed database system architectures therefor
    • G06F16/273Asynchronous replication or reconciliation
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/25Pc structure of the system
    • G05B2219/25428Field device
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/14Error detection or correction of the data by redundancy in operation
    • G06F11/1402Saving, restoring, recovering or retrying
    • G06F11/1446Point-in-time backing up or restoration of persistent data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)

Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren und ein System zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten (FA, FB, FC, FD) aufweisenden Anlage (A) der Prozessautomatisierung, umfassend: – Auslesen von Daten in Form von Daten-Bitfolgen (A1, ..., A3, B1, ... D3), sowohl aus einem ersten Feldgerät (FA, FB, FC, FD) als auch aus zumindest einem zweiten Feldgerät (FA, FB, FC, FD) durch eine Logikeinheit (LE); – Verknüpfen zumindest einer aus dem ersten Feldgerät (FA, FB, FC, FD) ausgelesenen ersten Daten-Bitfolge (A1, ..., A3, B1, ... D3) mit wenigstens einer aus dem zweiten Feldgerät (FA, FB, FC, FD) ausgelesenen zweiten Daten-Bitfolge (A1, ..., A3, B1, ... D3) mittels einer von der Logikeinheit (LE) ausgeführten XOR-Funktion zur Bildung einer ersten Prüf-Bitfolge, wobei bei besagter Prüf-Bitfolge jede Stelle einer XOR-Verknüpfung den jeweiligen Stellen der ersten und zweiten Daten-Bitfolgen (A1, ..., A3, B1, ... D3) entspricht; und – Speichern der Prüf-Bitfolge in einem dritten Feldgerät (FA, FB, FC, FD).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten aufweisenden Anlage der Prozessautomatisierung. Des Weiteren umfasst die Erfindung ein System zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten aufweisenden Anlage der Prozessautomatisierung.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Prozessautomatisierungstechnik ebenso wie in 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, pH-Messung, 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.
  • Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.
  • In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Kommunikationsnetzwerke wie beispielsweise Feldbusse (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder einen PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, insbesondere von Sensoren, erfassten Messwerte werden über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt, die die Messwerte gegebenenfalls weiterverarbeiten und an den Leitstand der Anlage weiterleiten. Der Leitstand dient zur Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung und Prozessteuerung über die übergeordneten Einheiten. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfiguration und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren.
  • Zur Bedienung der Feldgeräte sind entsprechende Bedienprogramme (Bedientools) notwendig, die auf den übergeordneten Einheiten entweder eigenständig ablaufen (Endress+Hauser FieldCare, Pactware, AMS Fisher-Rosemount, PDM Siemens) oder aber auch in Anwendungen des Leitstands (Siemens PCS7, ABB Symphony, Emerson Delta V) integriert sind. Unter dem Begriff „Bedienen“ wird unter anderem ein Parametrieren des Feldgeräts, ein Updaten des Feldgeräts und/oder ein Abfragen und Visualisieren von Prozessdaten und/oder Diagnosedaten des Feldgeräts verstanden.
  • Vor der Inbetriebnahme und zur Wartung während des Betriebes des Feldgerätes beim Feldgerätebetreiber müssen die Feldgeräte parametriert werden. Zur Parametrierung, insbesondere zum Lesen und/oder Schreiben von Parametern, werden Bediengeräte eingesetzt. Derartige Bediengeräte stehen über eine Schnittstelle mit dem Feldgerät in Kommunikationsverbindung.
  • Feldgeräte weisen mitunter eine Vielzahl von Parametern auf. So sind heutzutage einige hundert Parameter für ein einzelnes Feldgerät keine Seltenheit. Bei Ausfall eines Feldgeräts müssen die Parameter eines Ersatzfeldgeräts auf dieselben Parameterwerte wie die Parameterwerte des ausgefallenen Feldgeräts gesetzt werden. Aus diesem Grund ist eine Sicherung der Parameterwerte aller in einer Anlage befindlichen Feldgeräte sehr wichtig, um den mit einem grundlegenden Parametrieren eines Ersatzfeldgeräts anfallenden Kosten- und Zeitaufwand zu minimieren.
  • Die Sicherung dieser Parameterwerte kann mittels verschiedener Methoden erfolgen:
    • – In Form einer von einem Bediengerät gespeicherten Sicherungsdatei;
    • – Als Sicherungsdatei in einem entnehmbaren Speichermodul, beispielsweise einer Speicherkarte, am Feldgerät selbst; und/oder
    • – Als Messstellendokumentation durch einen Ausdruck auf Papier.
  • Jede dieser Methoden weist mitunter erhebliche Nachteile auf. Beispielsweise können die Sicherungsdateien im Laufe der Zeit verloren gehen. Das entnehmbare Speichermodul am Feldgerät kann zusammen mit dem Feldgerät zerstört werden, beispielsweise durch ein Feuer oder durch eine Überspannung.
  • Ausgehend von dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System vorzustellen, welches es erlaubt, Daten einer Vielzahl von Feldgeräten in einer Anlage der Prozessautomatisierung auf sichere und effiziente Art und Weise zu speichern.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten aufweisenden Anlage der Prozessautomatisierung gelöst, umfassend:
    • – Auslesen von Daten in Form von Daten-Bitfolgen, sowohl aus einem ersten Feldgerät als auch aus zumindest einem zweiten Feldgerät durch eine Logikeinheit;
    • – Verknüpfen zumindest einer aus dem ersten Feldgerät ausgelesenen ersten Daten-Bitfolge mit wenigstens einer aus dem zweiten Feldgerät ausgelesenen zweiten Daten-Bitfolge mittels einer von der Logikeinheit ausgeführten XOR-Funktion zur Bildung einer ersten Prüf-Bitfolge, wobei bei besagter Prüf-Bitfolge jede Stelle einer XOR-Verknüpfung den jeweiligen Stellen der ersten und zweiten Daten-Bitfolgen entspricht; und
    • – Speichern der Prüf-Bitfolge in einem dritten Feldgerät.
  • Der große Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass Daten eines Feldgeräts auf einer Vielzahl von weiteren Feldgeräten gespeichert werden. So besitzt ein Feldgerät nicht nur eigene Daten, sondern darüber hinaus auch Daten aller weiteren Feldgeräte. Anstatt jedoch die Daten aller anderen Feldgeräte einzeln zu speichern, werden die Daten mittels einer XOR-Funktion verknüpft. Auf diese Art und Weise wird der benötigte Speicherplatz auf jedem der Feldgeräte massiv reduziert.
  • Eine XOR-Funktion ist eine logische Funktion, bei welcher binäre Ziffern gemäß folgender Logiktabelle miteinander verrechnet werden:
    Binäre Ziffer A Binäre Ziffer B A XOR B
    0 0 0
    0 1 1
    1 0 1
    1 1 0
  • Die XOR-Verknüpfung lässt sich auch durch eine Addition zweier binärer Ziffern modulo 2 berechnen. Dazu berechnet man die einfache Summe beider Ziffern, dividiert die Summe durch 2 und betrachtet danach den Rest der Division. Ist die Summe eine gerade Zahl, so ist der Rest gleich 0, ist sie ungerade, so ist der Rest gleich eins.
  • Falls sich die Längen zweier zu verrechnenden Daten-Bitfolgen unterscheiden, werden der kürzeren Daten-Bitfolge solange Nullen hinzugefügt, bis die Daten-Bitfolgen identische Längen aufweisen.
  • Zur korrekten Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zumindest drei Feldgeräte benötigt. Prinzipiell ist keine Höchstgrenze von am Verfahren teilnehmenden Feldgeräten vorgesehen. Jedoch steigt der von der Logikeinheit zu leistende Aufwand mit der Anzahl der am Verfahren teilnehmenden Feldgeräte. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, eine große Anzahl von Feldgeräten in einzelne Gruppen zu unterteilen. Bei der Gruppeneinteilung kann vorgesehen sein, dass die örtlich benachbarten Feldgeräte in verschiedene Gruppen eingeteilt werden. So kann insbesondere bei einem Brandfall verhindert werden, dass mehr als ein Feldgerät einer Gruppe ausfällt und das Verfahren weiterhin angewendet werden kann.
  • Feldgeräte, welche im Zusammenhang mit der Erfindung genannt werden, wurden bereits im einleitenden Teil der Beschreibung beispielhaft beschrieben.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Daten des ersten bzw. des zweiten Feldgeräts durch eine XOR-Verknüpfung der Prüfsumme mit den im zweiten bzw. im ersten Feldgerät gespeicherten Daten wiederhergestellt werden. Fällt ein Feldgerät aus, so können dessen Daten auf einfache Art und Weise aus einem der anderen Feldgeräte wiederhergestellt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die ausgelesenen Daten jeweils wenigstens einen Parameterwert des jeweiligen ersten bzw. zweiten Feldgeräts repräsentieren. Abgesehen von Parameterwerten können prinzipiell auch vom Feldgerät erhobene Daten, wie beispielsweise Prozesswerte, Diagnosedaten und/oder Stellwerte gespeichert werden, falls dies benötigt wird. Allgemein gesprochen kann das erfindungsgemäße System also zum Sichern und Wiederherstellen von Speicherbereichen, welche unterschiedlich genutzt werden können, verwendet werden.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass wobei bei der Speicherung der Prüf-Bitfolgen, diejenigen Prüf-Bitfolgen, welche redundante Bitfolgen enthalten, nicht gespeichert werden. Hierbei werden die Prüf-Bitfolgen so zusammengestellt, dass jede Datenbitfolge nur einmal enthalten ist.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Verfahrensschritte nach jedem Austausch eines der Feldgeräte durchgeführt werden. Weiterhin kann es vorgesehen sein, die Verfahrensschritte nach jeder Änderung der Feldgeräte in der Anlage, beispielsweise bei Hinzufügen eines neuen Feldgeräts, oder bei Entfernen eines Feldgeräts, durchzuführen.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Verfahrensschritte nach jeder Parametrierung und/oder Konfiguration von zumindest einem der Feldgeräte durchgeführt werden. Auf diese Art und Weise ist sichergestellt, dass die in den Feldgeräten gespeicherten Daten der weiteren Feldgeräte stets aktuell sind. Des Weiteren kann vorgesehen sein, regelmäßige Zeitabstände zu definieren, in denen die Verfahrensschritte durchgeführt werden. Auch ist es möglich, die Verfahrensschritte durch einen Benutzer zu initiieren.
  • Des Weiteren wird die Erfindung durch ein System zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, umfassend:
    • – eine Vielzahl von Feldgeräten, wobei jedes der Feldgeräte ein Speichermodul aufweist, in welchem eigene Daten des Feldgerätes, sowie Prüf-Bitfolgen, gebildet aus Daten der weiteren Feldgeräte; und
    • – eine Logikeinheit mit einer Ausleseeinheit, welche zum Auslesen der Daten der Feldgeräte in Form von Daten-Bitfolgen ausgestaltet ist, mit einer Recheneinheit, welche zum Verknüpfen der ausgelesenen Daten-Bitfolgen mittels einer XOR-Funktion zu Prüf-Bitfolgen ausgestaltet ist, und mit einer Übermittlungseinheit, welche zum Übermitteln der Prüf-Bitfolgen an die Feldgeräte ausgestaltet ist.
  • Gemäß einer ersten vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass sich die Logikeinheit in zumindest einem der Vielzahl der Feldgeräte befindet. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Logikeinheit in der Elektronikeinheit des Feldgeräts integriert ist, bzw. von dieser ausgeführt wird.
  • Ein Feldgerät kann zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen System upgedatet werden, sollte es die Funktionalität der Logikeinheit noch nicht aufweisen. Dies kann beispielsweise durch ein Update der Firmware, oder auch durch ein Hardwareupgrade, beispielsweise durch Hinzufügen einer zusätzlichen Elektronikeinheit, welche die Logikeinheit aufweist, insbesondere durch ein Steckmodul, vorgesehen sein.
  • Gemäß einer zweiten vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass sich die Logikeinheit in der Leitebene der Anlage, insbesondere in einer Steuerungseinheit oder in einer Rechnereinheit, befindet. Da Feldgeräte auch heutzutage häufig noch im Zweileitermodus betrieben werden, d.h. ihre Energie insbesondere aus einer 4–20 mA-Stromschleife beziehen, ist die Rechenleistung der Feldgeräte aufgrund der geringen verfügbaren elektrischen Energie häufig sehr reduziert.
  • Bei der Rechnereinheit handelt es sich insbesondere um einen Workstation-PC. Bei der Steuerungseinheit handelt es sich insbesondere um eine speicherprogrammierbare Steuerung. Des Weiteren kann vorgesehen sein, eine mobile Einheit an das Kommunikationsnetzwerk anzuschließen, auf welchem sich die Logikeinheit befindet. Bei dem Handbediengerät handelt es sich insbesondere um ein mobiles Endgerät, wie ein Smartphone oder ein Tablet, aber auch um einen Laptop oder um ein Handbediengerät, wie insbesondere dem „Field Xpert“, welcher von der Anmelderin produziert und vertrieben wird.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die Feldgeräte mittels eines drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsnetzwerks in Kommunikationsverbindung stehen. Im Prinzip kann hierbei jedes gebräuchliche Protokoll eines drahtgebundenen Netzwerks, insbesondere eines Feldbusnetzwerks der Automatisierungstechnik, wie Foundation Fieldbus®, Profibus®, Profinet®, HART®, Modbus®, Industrial Ethernet, etc. verwendet werden. Es kann sich aber auch um ein Local-Area, bzw. um ein Wide-Area-Netzwerk, insbesondere um das Internet, handeln. Beispiele für drahtlose Netzwerke sind Bluetooth, ZigBee, WLAN, GSM, LTE, UMTS, oder aber auch eine drahtlose Version eines Feldbusprotokolls, insbesondere WirelessHART.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen
  • 1: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems;
  • 2: ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • 3: ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems. Hierbei ist eine Anlage A der Automatisierungstechnik dargestellt. An einem Datenbus D sind mehrere Rechnereinheiten WS1, WS2 in Form von Workstation-PCs in der Leitebene der Anlage A angeschlossen. Diese Rechnereinheiten dienen als übergeordnete Einheiten (Leitsystem bzw. Steuereinheit), unter anderem zur Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung und zum Engineering wie zum Bedienen und Überwachen von Feldgeräten. Der Datenbus D arbeitet z. B. nach dem Profibus DP-Standard oder nach dem HSE(High Speed Ethernet)-Standard der Foundation Fieldbus. Über eine Steuereinheit SPS, die insbesondere als speicherprogrammierbare Steuerung ausgestaltet ist, ist die Leitebene der Anlage A mit mehreren Feldgeräten FA, FB, FC, FD, verbunden. Die Verbindung der Steuereinheit mit den Feldgeräten FA, FB, FC, FD erfolgt über einen Feldbus KN, über welchen die Feldgeräte FA, FB, FC, FC auch miteinander verbunden sind. Bei den Feldgeräten FA, FB, FC, FD kann es sich sowohl um Sensoren, als auch um Aktoren handeln. Der Feldbus KN arbeitet entsprechend einem der bekannten Feldbusstandards z.B. Profibus, Foundation Fieldbus oder HART. Anstatt des Feldbusses kann es sich um ein beliebiges drahtloses oder drahtgebundenes Kommunikationsnetzwerk KN handeln. In der Steuereinheit SPS befindet sich eine Logikeinheit LE, die das erfindungsgemäße Verfahren steuert und ausführt. Alternativ befindet sich die Logikeinheit in einem der Workstations-PCs WS1, WS2.
  • 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Auf jedem der Feldgeräte FA, FB, FC, und FD sind Daten in dessen jeweiliger Speichereinheit gespeichert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden diese als Daten-Bitfolgen A1, ..., A3, B1, ... D3, betrachtet, welche aus einer Aneinanderreihung von Bits mit den Binärwerten 1 und 0 bestehen. Feldgerät FA besitzt in diesem Ausführungsbeispiel drei gespeicherte Daten-Bitfolgen A1, A2, A3. Die weiteren Feldgeräte FB, FC, FD weisen analog jeweils drei Datenbitfolgen B1, B2, B3, ... D3 auf. Die Daten-Bitfolgen repräsentieren in diesem Ausführungsbeispiel Parameterwerte der jeweiligen Feldgeräte.
  • In einem ersten Verfahrensschritt liest die Logikeinheit die Daten-Bitfolgen der Feldgeräte FB, FC, FD aus. Diese Daten-Bitfolgen werden jeweils miteinander XOR-verknüpft.
  • Die Datenbitfolge B1 repräsentiert z.B. den Zahlenwert 10, in binärer Schreibweise 00001010. Die Datenbitfolge C1 repräsentiert z.B. den Zahlenwert 19, in binärer Schreibweise 00010011. Die Datenbitfolge D1 repräsentiert z.B. den Zahlenwert 217, in binärer Schreibweise 11011001.
  • Zuerst werden die Datenbitfolge B1 und die Datenbitfolge C1 miteinander XOR-verknüpft. Hierbei werden die entsprechenden Stellen der Datenbitfolgen B1 und C1 miteinander XOR-verknüpft:
    Stelle 1 2 3 4 5 6 7 8
    B1 0 0 0 0 1 0 1 0
    C1 0 0 0 1 0 0 1 1
    Ergebnis 0 0 0 1 1 0 0 1
  • Das Ergebnis der XOR-Verknüpfung der Daten-Bitfolge B1 und der Daten-Bitfolge C1 lautet somit 00011001. Dieses Ergebnis wird nun wiederum mit der Daten-Bitfolge D1 XOR-verknüpft. Dieses Ergebnis, auch als Prüf-Bitfolge bezeichnet, lautet 11000000, was 192 in dezimaler Schreibweise entspricht.
  • Entsprechend wird mit den anderen aus den Feldgeräten FB, FC und FD ausgelesenen Daten-Bitfolgen B2, B3, C2, C3, D2, D3 vorgegangen, so dass am Ende drei Prüf-Bitfolgen berechnet worden sind, welche in der Speichereinheit des Feldgeräts FA gespeichert werden.
  • Falls sich die Längen zweier zu verrechnenden Daten-Bitfolgen unterscheiden, werden der kürzeren Daten-Bitfolge solange Nullen hinzugefügt, bis die Daten-Bitfolgen identische Längen aufweisen.
  • Analog wird mit den verbleibenden Feldgeräten FB, FC, FD vorgegangen. Bei Feldgerät FB werden die Daten-Bitfolgen der Feldgeräte FA, FC und FD ausgelesen, verknüpft und die jeweilige Prüf-Bitfolge gespeichert. Bei Feldgerät FC werden die Daten-Bitfolgen der Feldgeräte FA, FB und FD ausgelesen, verknüpft und die jeweilige Prüf-Bitfolge gespeichert. Bei Feldgerät FD werden die Daten-Bitfolgen der Feldgeräte FA, FB und FC ausgelesen, verknüpft und die jeweilige Prüf-Bitfolge gespeichert.
  • Anstatt jede Daten-Bitfolge A1, ..., A3, B1, ... D3, auf jedem der Feldgeräte FA, FB, FC, FD zu speichern, werden lediglich die entsprechenden Prüf-Bitfolgen gespeichert. Der benötigte Speicherbedarf wird hierdurch massiv reduziert.
  • Befindet sich eine ungleiche Anzahl an Daten-Bitfolgen in den Feldgeräten FA, FB, FC, FD, so wird zuerst die größte Anzahl von auf einem Feldgerät FA, FB, FC, FD befindlichen Daten-Bitfolgen bestimmt. Danach werden den weiteren Feldgeräten FA, FB, FC, FD Bitfolgen mit dem Wert 0 hinzugefügt und das erfindungsgemäße Verfahren fortgesetzt.
  • Im Falle, dass Feldgerät FD aufgrund eines Fehlers ausfällt, muss dieses durch ein Ersatzfeldgerät ausgetauscht werden. Dieses Ersatzfeldgerät soll dieselben Parameterwerte, also Datenbitfolgen D1, D2, D3 wie das ursprüngliche Feldgerät FD erhalten. Aufgrund eines Elektronikdefekts sind die Parameterwerte aber nicht mehr aus dem ursprünglichen Feldgerät FD auslesbar.
  • Hier zeigt sich ein weiterer großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Da beispielsweise auf Feldgerät FA aus den Datenbitfolgen D1, D2, D3 mit den Datenbitfolgen B1, B2, B3, C1, C2, C3 der Feldgeräte FB und FC Prüfsummen berechnet wurden, lassen sich aus diesen Prüfsummen unter Kenntnis der Datenbitfolgen B1, B2, B3, C1, C2, C3 der Feldgeräte FB und FC die Datenbitfolgen D1, D2, D3 zurückgewinnen:
  • Die Prüf-Bitfolge der Datenbitfolgen B1, C1, D1 lautet 11000000. Diese wird zuerst mit der Datenbitfolge B1, 00001010, XOR-verknüpft. Das Ergebnis, 11001010, wird anschließend mit der Datenbitfolge C1, 00010011, XOR-verknüpft. Das Ergebnis lautet 11011001, was der Datenbitfolge D1 entspricht. Analog werden die weiteren Datenbitfolgen D2 und D3 berechnet.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie in 2 beschrieben werden die Datenbitfolgen der jeweiligen Feldgeräte FA, FB, FC, FD zu Prüf-Bitfolgen verknüpft. Bestimmte Datenbitfolgen eines Feldgeräts FA, FB, FC, FD sind nun jedoch redundant auf den Feldgeräten FA, FB, FC, FD verteilt. Beispielsweise befindet sich die Datenbitfolge D1 XOR-verknüpft auf den Feldgeräten FA, FB und FC.
  • Die Prüfsummen werden nun derart zusammengestellt, dass jede Datenbitfolge jeweils nur noch in einer Prüfsumme enthalten ist, die auf einem der Feldgeräte FA, FB, FC, FD gespeichert wird, wie in 3 gezeigt. Ein Zurückrechnen einer einzelnen Datenbitfolge ist auf diese Art und Weise immer noch jederzeit möglich. Der große Vorteil hierbei ist, dass sich im Gegensatz zu dem in 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel weiterer Speicherplatz auf den jeweiligen Feldgeräten FA, FB, FC, FD einsparen lässt.
  • Es versteht sich von selbst, dass das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System auf jegliche Art und Anzahl von Feldgeräten FA, FB, FC, FD anwendbar ist und nicht auf die in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
  • Bezugszeichenliste
  • A
    Anlage der Prozessautomatisierung
    A1, ..., A3, B1, ..., D3
    Daten-Bitfolgen
    D
    Datenbus
    FA, FB, FC, FD
    Feldgerät
    KN
    Kommunikationsnetzwerk
    LE
    Logikeinheit
    SPS
    Steuereinheit
    WS1, WS2
    Rechnereinheit in der Leitebene der Anlage

Claims (10)

  1. Verfahren zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten (FA, FB, FC, FD) aufweisenden Anlage (A) der Prozessautomatisierung, umfassend: – Auslesen von Daten in Form von Daten-Bitfolgen (A1, ..., A3, B1, ... D3), sowohl aus einem ersten Feldgerät (FA, FB, FC, FD) als auch aus zumindest einem zweiten Feldgerät (FA, FB, FC, FD) durch eine Logikeinheit (LE); – Verknüpfen zumindest einer aus dem ersten Feldgerät (FA, FB, FC, FD) ausgelesenen ersten Daten-Bitfolge (A1, ..., A3, B1, ... D3) mit wenigstens einer aus dem zweiten Feldgerät (FA, FB, FC, FD) ausgelesenen zweiten Daten-Bitfolge (A1, ..., A3, B1, ... D3) mittels einer von der Logikeinheit (LE) ausgeführten XOR-Funktion zur Bildung einer ersten Prüf-Bitfolge, wobei bei besagter Prüf-Bitfolge jede Stelle einer XOR-Verknüpfung den jeweiligen Stellen der ersten und zweiten Daten-Bitfolgen (A1, ..., A3, B1, ... D3) entspricht; und – Speichern der Prüf-Bitfolge in einem dritten Feldgerät (FA, FB, FC, FD).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Daten des ersten bzw. des zweiten Feldgeräts (FA, FB, FC, FD) durch eine XOR-Verknüpfung der Prüfsumme mit den im zweiten bzw. im ersten Feldgerät (FA, FB, FC, FD) gespeicherten Daten wiederhergestellt werden.
  3. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die ausgelesenen Daten jeweils wenigstens einen Parameterwert des jeweiligen ersten bzw. zweiten Feldgeräts (FA, FB, FC, FD) repräsentieren.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der Speicherung der Prüf-Bitfolgen, diejenigen Prüf-Bitfolgen, welche redundante Bitfolgen enthalten, nicht gespeichert werden.
  5. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verfahrensschritte nach jedem Austausch eines der Feldgeräte (FA, FB, FC, FD) durchgeführt werden.
  6. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verfahrensschritte nach jeder Parametrierung und/oder Konfiguration von zumindest einem der Feldgeräte (FA, FB, FC, FD) durchgeführt werden.
  7. System zum Durchführen des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend: – eine Vielzahl von Feldgeräten (FA, FB, FC, FD), wobei jedes der Feldgeräte (FA, FB, FC, FD) ein Speichermodul aufweist, in welchem eigene Daten des Feldgerätes (FA, FB, FC, FD), sowie Prüf-Bitfolgen, gebildet aus Daten der weiteren Feldgeräte (FA, FB, FC, FD) gespeichert sind; und – eine Logikeinheit (LE) mit einer Ausleseeinheit, welche zum Auslesen der Daten der Feldgeräte (FA, FB, FC, FD) in Form von Daten-Bitfolgen (A1, ..., A3, B1, ... D3) ausgestaltet ist, mit einer Recheneinheit, welche zum Verknüpfen der ausgelesenen Daten-Bitfolgen (A1, ..., A3, B1, ... D3) mittels einer XOR-Funktion zu Prüf-Bitfolgen ausgestaltet ist, und mit einer Übermittlungseinheit, welche zum Übermitteln der Prüf-Bitfolgen an die Feldgeräte (FA, FB, FC, FD) ausgestaltet ist.
  8. System nach Anspruch 7, wobei sich die Logikeinheit (LE) in zumindest einem der Vielzahl der Feldgeräte (FA, FB, FC, FD) befindet.
  9. System nach Anspruch 7, wobei sich die Logikeinheit (LE) in der Leitebene der Anlage (A), insbesondere in einer Steuerungseinheit (SPS) oder in einer Rechnereinheit (WS1, WS2), befindet.
  10. System nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Feldgeräte (FA, FB, FC, FD) mittels eines drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsnetzwerks (KN) in Kommunikationsverbindung stehen.
DE102016118269.9A 2016-09-27 2016-09-27 Verfahren und System zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten aufweisenden Anlage der Prozessautomatisierung Pending DE102016118269A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016118269.9A DE102016118269A1 (de) 2016-09-27 2016-09-27 Verfahren und System zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten aufweisenden Anlage der Prozessautomatisierung
US15/715,393 US10733203B2 (en) 2016-09-27 2017-09-26 Method and system for the distributed storing of information in a plant of process automation having a plurality of field device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016118269.9A DE102016118269A1 (de) 2016-09-27 2016-09-27 Verfahren und System zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten aufweisenden Anlage der Prozessautomatisierung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016118269A1 true DE102016118269A1 (de) 2018-03-29

Family

ID=61563841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016118269.9A Pending DE102016118269A1 (de) 2016-09-27 2016-09-27 Verfahren und System zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten aufweisenden Anlage der Prozessautomatisierung

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10733203B2 (de)
DE (1) DE102016118269A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020128757A1 (de) 2020-11-02 2022-05-05 Vega Grieshaber Kg Füllstandsensoraustauschsystem

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3876978A (en) 1973-06-04 1975-04-08 Ibm Archival data protection
DE10084706T1 (de) 1999-06-11 2002-07-25 Invensys Sys Inc Peer-To-Peer-Hosting von IFDs (Intelligent Field Devices)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1953359B (zh) * 1997-02-13 2011-06-01 Ntt移动通信网株式会社 帧同步电路
CN101267210B (zh) * 2007-03-12 2011-01-05 华为技术有限公司 数据编译码和收发方法及装置
CN102224679B (zh) * 2009-09-25 2014-04-02 松下电器产业株式会社 编码装置、解码装置、编码方法、解码方法及通信***
JP5829627B2 (ja) * 2011-01-21 2015-12-09 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブアメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America 符号化方法、復号方法、符号化器、及び、復号器
US8918705B1 (en) * 2012-01-11 2014-12-23 Sk Hynix Memory Solutions Inc. Error recovery by modifying soft information
US9818315B2 (en) * 2013-06-04 2017-11-14 At&T Intellectual Property I, L.P. Secure multi-party device pairing using sensor data
US9658921B2 (en) * 2013-10-31 2017-05-23 Samsung Display Co., Ltd. Maximal transition hamming codes
CN105874736B (zh) * 2014-03-19 2020-02-14 华为技术有限公司 极性码的速率匹配方法和速率匹配装置
CN105515719B (zh) * 2014-09-24 2019-04-26 中兴通讯股份有限公司 一种数据传输方法及装置
US20160112157A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Qinghua Li Auto-Detection in Wireless Communications
EP3294020B1 (de) * 2015-05-15 2020-07-29 Huawei Technologies Co., Ltd. Subsignalisierungssegmentverarbeitungsverfahren, verarbeitungsvorrichtung, zugangspunkt und station
WO2017072475A1 (en) * 2015-10-27 2017-05-04 Cirus Logic International Semiconductor Limited Transfer of data with check bits

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3876978A (en) 1973-06-04 1975-04-08 Ibm Archival data protection
DE10084706T1 (de) 1999-06-11 2002-07-25 Invensys Sys Inc Peer-To-Peer-Hosting von IFDs (Intelligent Field Devices)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020128757A1 (de) 2020-11-02 2022-05-05 Vega Grieshaber Kg Füllstandsensoraustauschsystem

Also Published As

Publication number Publication date
US20180089231A1 (en) 2018-03-29
US10733203B2 (en) 2020-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3520350B1 (de) Manipulationssicheres speichern einer prozessgrösse in einem automatisierungssystem
DE102009045386A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Feldbus-Interface
DE102016118614A1 (de) Verfahren zum manipulationssicheren Speichern von Daten eines Feldgeräts
WO2009074544A1 (de) Verfahren zum betreiben eines systems aufweisend ein feldgerät und ein bediensystem
WO2021013444A1 (de) Verfahren zur verifizierung des in einem asset management system eingetragenen feldgerätebestands
DE102012107673A1 (de) Verfahren zum Feldgerätetausch mit Hilfe eines mobilen Endgerätes
DE102017208831A1 (de) Verarbeitung von Prozessdaten
EP3538962A1 (de) Verfahren zur analyse von fehlfunktionen in einer anlage der prozessautomatisierung
EP3125053B1 (de) Verfahren und peripheriebaugruppe zur übertragung von hart-variablen sowie cpu-einheit zum lesen der hart-variablen
EP3355139A1 (de) Verfahren zum betreiben eines automatisierungssystems sowie automatisierungssystem, feldgerät und steuerung zur durchführung des verfahrens
EP2701019B1 (de) Verfahren zur Parametrierung eines Feldgerätes und entsprechendes System zur Parametrierung
DE102016118269A1 (de) Verfahren und System zum verteilten Speichern von Informationen in einer eine Vielzahl von Feldgeräten aufweisenden Anlage der Prozessautomatisierung
EP3652595B1 (de) Verfahren und system zum überwachen einer anlage der automatisierungstechnik
DE102007035159B4 (de) Verfahren zum Parametrieren von mehreren Feldgeräten der Automatisierungstechnik
EP2486459B1 (de) Feldbus-Interface und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102018130649A1 (de) Verfahren zum Analysieren des Messverhaltens eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik in Abhängigkeit der Parametrierung des Feldgeräts
EP2095193B1 (de) Verfahren zum betreiben eines nach dem blockmodell arbeitenden feldgerätes für ein verteiltes automatisierungssystem
WO2016079091A1 (de) Verfahren zum betreiben eines ersten und zumindest eines zweiten feldgerätes
DE102019134895A1 (de) Verfahren zum rückführungsfreien Übertragen feldgerätebezogener Daten
DE102008057003B4 (de) Verfahren zur sicheren Parametierung von AS Interface Slaves
EP2767019B1 (de) Verfahren zur telegrammweisen datenübertragung
DE102022125330A1 (de) System zum Bilden eines Feldgerätekomplexes und Feldgerät
WO2023117310A1 (de) Verfahren zum austausch eines feldgeräts mit einem ersatzfeldgerät in einer messstelle einer anlage der automatisierungstechnik
DE102018132606A1 (de) Verfahren zum Erstellen einer Favoritenliste im Rahmen des Parametrierens eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik und Bedieneinheit
DE102020007708A1 (de) Komponenten, steuerung und industriemaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: ANDRES, ANGELIKA, DIPL.-PHYS., DE

R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ENDRESS+HAUSER SE+CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: ENDRESS + HAUSER GMBH + CO. KG, 79689 MAULBURG, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: KOSLOWSKI, CHRISTINE, DIPL.-CHEM. DR. RER. NAT, DE

Representative=s name: ANDRES, ANGELIKA, DIPL.-PHYS., DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ANDRES, ANGELIKA, DIPL.-PHYS., DE

R012 Request for examination validly filed