DE102017207134A1 - Method for the remote diagnosis of a measuring device of process or automation technology - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ferndiagnose eines Messgeräts der Prozess- oder Automatisierungstechnik, wobei das Messgerät einen Messaufnehmer, eine Auswerteelektronik und eine Speichereinheit umfasst und die Auswerteeinheit neben der Aufbereitung der vom Messaufnehmer generierten Messsignale auch zur Verarbeitung von Umgebungs- und Zustandsdaten des Messgeräts vorgesehen ist.Um das Ermitteln einer Fehlerursache, die zu zeitweisen Fehlmessungen oder Fehlermeldungen geführt haben, weiter zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen:Parametrieren des Messgeräts mit wenigstens einem Trigger, der das Abspeichern der in der Auswerteeinheit verarbeiteten Daten in die Speichereinheit auslöst,Auslesen der Speichereinheit und Übertragen dieser Daten an einen externen Speicher,Analysieren der gespeicherten Daten durch einen Soll-Ist-Vergleich an einem vom Messgerät entfernten Ort.The invention relates to a method for the remote diagnosis of a measuring device of process or automation technology, wherein the measuring device comprises a sensor, an evaluation and a memory unit and the evaluation is provided in addition to the preparation of the measurement signals generated by the sensor for processing environmental and state data of the meter In order to further improve the determination of a cause of the fault, which has led to temporary incorrect measurements or error messages, the invention provides: Parameterizing the measuring device with at least one trigger which triggers the storage of the data processed in the evaluation unit, reading out the memory unit, and Transmitting this data to an external memory, analyzing the stored data by a target-actual comparison at a location remote from the meter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ferndiagnose eines Messgeräts der Prozess- oder Automatisierungstechnik nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for the remote diagnosis of a measuring device of process or automation technology according to the preamble of claim 1.

In der Automatisierungs- und Prozesstechnik kommen häufig Sensoren bzw. Messgeräte zum Einsatz, die den erfassten Messwert - z.B. Druck, Temperatur, Durchfluss, aber auch Abstand oder Vibration - in ein diesen Messwert repräsentierendes Ausgangssignal in Form eines analogen oder digitalen Strom- oder Spannungssignals umwandeln und dieses Signal an ihrem Kabel- oder Steckeranschluss, aber teilweise auch drahtlos zur weiteren Verarbeitung einer übergeordneten Steuereinheit anbieten, bspw. einer SPS.In automation and process technology, sensors or measuring devices are often used, which measure the measured value - e.g. Pressure, temperature, flow, but also distance or vibration - convert into an output signal representing this measured value in the form of an analog or digital current or voltage signal and offer this signal at its cable or plug connection, but also partly wirelessly for further processing of a higher-level control unit , eg a PLC.

Ein typisches Messgerät besteht zunächst aus einem Sensorelement, auch als Messwertaufnehmer bezeichnet, das der Erfassung und Umwandlung einer physikalischen Messgröße eines Prozesswerts in ein Messsignal dient. Des Weiteren ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die häufig als Mikrocontroller ausgeführt ist und in der die vom Sensorelement generierten Messsignale aufbereitet, d.h. verstärkt, und zumeist auch schon verarbeitet werden. Die Auswerteinheit ist ausgangsseitig mit einer Kommunikationsschnittstelle verbunden, über die die aufbereiteten Messsignale an die bereits erwähnte Steuereinheit übertragen werden können. Häufig umfasst das Messgerät auch eine Anzeigeeinheit, auf der u.a. die aktuellen Messwerte angezeigt werden. Des Weiteren dient die Anzeigeeinheit auch zum Einrichten und Parametrieren des Messgeräts. Hierzu verfügt das Messgerät zusätzlich noch über entsprechende Eingabemöglichkeiten.A typical measuring device initially consists of a sensor element, also referred to as a measuring transducer, which serves to detect and convert a physical measured quantity of a process value into a measuring signal. Furthermore, an evaluation unit is provided which is frequently designed as a microcontroller and in which the measurement signals generated by the sensor element are processed, i. reinforced, and mostly already processed. On the output side, the evaluation unit is connected to a communication interface via which the conditioned measurement signals can be transmitted to the control unit already mentioned. Often, the meter also includes a display unit on which i.a. the current measured values are displayed. Furthermore, the display unit also serves to set up and parameterize the measuring device. For this purpose, the meter also has corresponding input options.

Trotz umfangreicher Dokumentation und sorgfältiger Entwicklung können Applikationsprobleme auftreten, die bspw. durch unsachgemäße Anwendung des Messgeräts oder unzulässige Umgebungszustände verursacht werden und zu Fehlmessungen oder Fehlermeldungen führen können. Die Folge kann ein dauerhafter oder zeitweiser Ausfall des Messgeräts, aber auch ein Stillstand der gesamten Anlage sein.Despite extensive documentation and careful development, application problems can occur, for example caused by improper use of the measuring device or inadmissible environmental conditions, which can lead to incorrect measurements or error messages. The result may be a permanent or temporary failure of the meter, but also a stoppage of the entire system.

Vielfach sind diese Fehlmessungen oder Fehlermeldungen nur temporär und lassen sich zudem nur schwer reproduzieren, was das Feststellen der zugrunde liegenden Ursachen im Nachhinein deutlich erschweren kann.In many cases, these erroneous measurements or error messages are only temporary and can be difficult to reproduce, which can make it difficult to identify the underlying causes in retrospect.

Teilweise verfügen Messgeräte der vorgenannten Art über einen Fehlerspeicher, in dem die aufgetretenen Fehler protokolliert werden. Meist wird dabei aber nur eine Fehlernummer und im besten Fall ein Zeitstempel abgelegt. Die tatsächliche Ursache für den Fehler, bspw. inkonsistente Daten aus der Sensorik oder ein unzulässiger Zustand, werden meist nicht gespeichert, was auch auf den sehr begrenzten Speicherplatz im Messgerät zurückzuführen ist. Zudem ist ein Fehlerspeicher meist auch nicht selektiv, d.h. es werden grundsätzlich alle Fehler aufgezeichnet, so dass der Speicher beim ersten Auftreten eines Fehlers zeitnah an seine Grenzen stoßen kann.In some cases, measuring devices of the aforementioned type have an error memory in which the errors that have occurred are logged. Usually, however, only an error number and at best a timestamp is stored. The actual cause of the error, eg inconsistent data from the sensor system or an inadmissible state, are usually not saved, which is also due to the very limited storage space in the meter. In addition, a fault memory is usually also not selective, i. Basically, all errors are recorded, so that the memory can quickly reach its limits at the first occurrence of a fault.

Eine andere Möglichkeit ist das Auslesen von Fehlerdaten über eine digitale Schnittstelle. Das kann - sofern vorhanden - der vorhandene Feldbus am Messgerät oder eine zusätzliche Wartungsschnittstelle sein. Feldbusse sind jedoch nicht für die Übertragung von großen Datenmengen vorgesehen, so dass das Messgerät von der Steuerung entkoppelt werden muss, was dazu führt, dass die Funktion der Anlage während dieser Zeit nicht mehr gegeben ist. Zusätzliche Wartungsschnittstellen beheben dieses Problem, erfordern aber mehr Aufwand, da ein Computer (PC) zum Loggen der Daten dauerhaft in der Nähe des Sensors positioniert werden muss. Bei selten auftretenden Fehlern und unzugänglicher Montage ist dies umständlich bzw. sogar unmöglich.Another possibility is the reading of error data via a digital interface. If available, this can be the existing fieldbus on the meter or an additional maintenance interface. However, fieldbuses are not intended for the transmission of large amounts of data, so the meter must be decoupled from the controller, which means that the function of the system during this time is no longer given. Additional maintenance interfaces solve this problem, but require more effort because a computer (PC) must be permanently positioned near the sensor to log the data. In rare errors and inaccessible mounting this is cumbersome or even impossible.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Ermitteln einer Fehlerursache, die zu zeitweisen Fehlmessungen oder Fehlermeldungen geführt haben, weiter zu verbessern.The object of the invention is to further improve the determination of a cause of the fault, which led to temporary incorrect measurements or error messages.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird das Messgerät mit wenigstens einem Trigger parametriert, der das Abspeichern der in der Auswerteeinheit verarbeiteten Daten in die Speichereinheit auslöst. Dadurch wird die Speichernutzung optimiert, indem der Speicher nur dann beschrieben wird, wenn eine Fehlmessung oder eine bestimmte Fehlermeldung vorliegt. Vorteilhafterweise wird der wenigstens eine Trigger durch Eingaben am Messgerät oder über eine externe Einheit gesetzt, wobei die externe Einheit entweder eine Steuereinheit, bspw. eine SPS, oder ein elektrischer Stecker ist, der über den Steckeranschluss mit dem Messgerät verbindbar ist und darüber Daten auf das Messgerät überträgt.According to the invention, the measuring device is parameterized with at least one trigger, which triggers the storage of the data processed in the evaluation unit into the memory unit. This optimizes memory usage by describing the memory only when there is an incorrect measurement or error message. Advantageously, the at least one trigger is set by inputs to the measuring device or via an external unit, wherein the external unit is either a control unit, for example a PLC, or an electrical plug which can be connected to the measuring device via the plug connection and data on the latter Meter transmits.

Anschließend wird die Speichereinheit ausgelesen und die darin enthaltenen Daten an einen externen Speicher übertragen. Der externe Speicher ist dabei bevorzugt als ein mobiler Speicher ausgeführt. Alternativ dazu kann der Speicher auch Teil der zuvor genannten Steuereinheit sein. Besonders vorteilhaft ist es, die Daten an den externen Speicher verschlüsselt zu übertragen und/oder auf dem externen Speicher verschlüsselt abzulegen, um einen unbefugten Zugriff Dritter auf diese Daten zu verhindern. Eine Einsicht in die Daten wäre dann nur durch eine entsprechende Authentifizierung einer berechtigten Person möglich.Subsequently, the memory unit is read out and the data contained therein is transferred to an external memory. The external memory is preferably designed as a mobile memory. Alternatively, the memory may also be part of the aforementioned control unit. It is particularly advantageous to transmit the data to the external memory in encrypted form and / or store it in encrypted form on the external memory in order to prevent unauthorized access by third parties to this data. An insight into the data would then be possible only by a corresponding authentication of an authorized person.

Schließlich können die gespeicherten Daten durch einen Soll-Ist-Vergleich an einem vom Messgerät entfernten Ort analysiert und ausgewertet werden, so dass zumindest eine erste Untersuchung unmittelbar vor Ort nicht mehr nötig ist.Finally, the stored data can be analyzed and evaluated by a target-actual comparison at a location remote from the meter, so that at least a first examination on the spot is no longer necessary.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.

Bei der Erfindung geht es darum, einerseits die Nutzung eines vorhandenen, kleinen Fehlerspeichers zu vereinfachen und andererseits die Kommunikation zwischen Anwender und Supportmitarbeiter zu vereinfachen.The invention is concerned, on the one hand, to simplify the use of an existing, small fault memory and, on the other hand, to simplify communication between the user and the support staff.

Zunächst wird eine Supportanfrage generiert. Das kann telefonisch, per PC-Bediensoftware oder im Gerätemenü geschehen. Die Supportanfrage enthält dabei die Identifikation des Geräts (Seriennummer, Softwareversion...), die vollständige Parametrierung des Geräts, sowie eine Problem- und Applikationsbeschreibung in textueller Form. Optional kann sie durch Zeichnungen und Fotos, z.B. der Einbaubedingungen, ergänzt werden. Die Anfrage wird elektronisch an den Support übermittelt.First, a support request is generated. This can be done by telephone, by PC operating software or in the device menu. The support request contains the identification of the device (serial number, software version ...), the complete parameterization of the device as well as a description of the problem and the application in textual form. Optionally, it may be indicated by drawings and photographs, e.g. the installation conditions. The request will be sent electronically to the support.

Der Supportmitarbeiter und/oder ein technischer Experte erstellen aufgrund der Informationen einen Request an das Gerät. Dieser enthält einen oder mehrere Trigger bei denen Daten geloggt werden sollen. Das kann z.B. das Auftreten einer Fehlermeldung sein, es sind aber auch andere Trigger denkbar, wie periodische Intervalle. Außerdem enthält der Request eine Auswahl der zu loggenden Daten, um nichtrelevante Daten auszuschließen.The support representative and / or a technical expert create a request to the device based on the information. This contains one or more triggers for which data is to be logged. This can e.g. the occurrence of an error message, but there are also other triggers conceivable, such as periodic intervals. In addition, the request contains a selection of the data to be logged in order to exclude non-relevant data.

Der Request wird anschließend mit einem Public-Key-Verfahren mit dem öffentlichen Schlüssel des Geräts verschlüsselt, vom Support signiert und elektronisch zum Anwender übermittelt. Dabei kommen die gleichen Übertragungswege wie beim Übermitteln der Supportanfrage, aber bspw. auch ein entsprechend präparierter Speicherbaustein in Form eines elektrischen Steckers in Frage, der über den Steckeranschluss mit dem Messgerät verbindbar ist und darüber Daten auf das Messgerät überträgt. Auf diese Weise wird der Request in das Gerät geladen. Durch die Signatur kann das Gerät überprüfen, dass es sich um einen legitimen Request handelt, der tatsächlich vom Support stammt. Er kann auch nur mit dem geheimen Schlüssel des Geräts entschlüsselt werden.The request is then encrypted with a public key procedure using the device's public key, signed by support, and transmitted electronically to the user. In this case, the same transmission paths as when transmitting the support request, but for example. A correspondingly prepared memory module in the form of an electrical connector come into question, which is connectable via the connector with the meter and transmits data on the meter. In this way, the request is loaded into the device. The signature allows the device to verify that it is a legitimate request that actually comes from support. It can also be decrypted only with the device's secret key.

Das Gerät wird danach normal weiterbetrieben. Tritt ein Betriebszustand auf, der dem Trigger entspricht, werden die ausgewählten Daten geloggt. Dies wird so lange wie im Request definiert fortgesetzt. Sind die Logdaten komplett, wird vom Gerät ein Signal ausgelöst. Das kann bspw. durch eine Anzeige auf dem Display sein, aber auch per Kommunikation.The device will continue to operate normally. When an operating condition corresponding to the trigger occurs, the selected data is logged. This continues as long as defined in the request. If the log data is complete, the device will trigger a signal. This can be, for example, by an ad on the display, but also by communication.

Die Logdaten werden nun für den Versand mit dem öffentlichen Schlüssel des Supports verschlüsselt, mit dem geheimen Schlüssel des Geräts signiert und anschließend aus dem Gerät ausgelesen, was bevorzugt auf gleicher Weise erfolgt wie beim Laden des Requests. Nach der elektronischen Übermittlung der Daten an den Supportmitarbeiter kann dieser oder ein technischer Experte eine Problemanalyse erstellen.The log data are now encrypted for sending with the public key of the support, signed with the secret key of the device and then read out of the device, which preferably takes place in the same way as when loading the request. After submitting the data to the support representative electronically, the technician or a technical expert can prepare a problem analysis.

Mit der Erfindung können Daten zur Problembehebung gezielt erfasst und übermittelt werden. Durch den Trigger werden nur relevante Daten aufgezeichnet, so dass der Fehlerspeicher optimal genutzt werden kann. Außerdem können Daten auch bei sporadisch auftretenden Problemen sinnvoll erfasst werden. Zudem sind die Daten durch die Verwendung eines Public-Key-Verfahrens jederzeit vor unbefugtem Zugriff geschützt und ihre Echtheit sichergestellt.With the invention data for problem solving can be specifically recorded and transmitted. The trigger records only relevant data so that the error memory can be used optimally. In addition, data can be meaningfully recorded even in the event of sporadic problems. In addition, the data is protected against unauthorized access at any time by the use of a public-key method and its authenticity is ensured.

Claims (6)

Verfahren zur Ferndiagnose eines Messgeräts der Prozess- oder Automatisierungstechnik, wobei das Messgerät einen Messaufnehmer, eine Auswerteelektronik und eine Speichereinheit umfasst, wobei die Auswerteeinheit neben der Aufbereitung der vom Messaufnehmer generierten Messsignale auch zur Verarbeitung von Umgebungs- und Zustandsdaten des Messgeräts vorgesehen ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Parametrieren des Messgeräts mit wenigstens einem Trigger, der das Abspeichern der in der Auswerteeinheit verarbeiteten Daten in die Speichereinheit auslöst, - Auslesen der Speichereinheit und Übertragen dieser Daten an einen externen Speicher, - Analysieren der gespeicherten Daten durch einen Soll-Ist-Vergleich an einem vom Messgerät entfernten Ort.Method for the remote diagnosis of a measuring device of the process or automation technology, wherein the measuring device comprises a sensor, an evaluation and a memory unit, wherein the evaluation unit is provided in addition to the preparation of the measuring signals generated by the sensor for processing environmental and state data of the measuring device, characterized by the following method steps: parameterizing the measuring device with at least one trigger which triggers the storage of the data processed in the evaluation unit into the memory unit, reading out the memory unit and transmitting this data to an external memory, analyzing the stored data by a desired actual value Comparison in a location remote from the meter. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Trigger durch Eingaben am Messgerät oder über eine externe Einheit gesetzt wird.Method according to Claim 1 wherein the at least one trigger is set by inputs to the meter or via an external unit. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die externe Einheit entweder eine Steuereinheit oder ein elektrischer Stecker ist, der über den Steckeranschluss mit dem Messgerät verbindbar ist und darüber Daten auf das Messgerät überträgt.Method according to Claim 2 in which the external unit is either a control unit or an electrical plug which can be connected to the measuring device via the plug connection and transmits data to the measuring device via this. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der externe Speicher ein mobiler Speicher oder ein Speicher in einer Steuereinheit ist. Method according to one of the preceding claims, wherein the external memory is a mobile memory or a memory in a control unit. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der mobile Speicher als elektrischer Stecker ausgebildet ist, der über einen Steckeranschluss mit dem Messgerät verbindbar ist und darüber Daten aus dem Messgerät ausliest.Method according to Claim 4 , wherein the mobile memory is designed as an electrical plug, which is connectable via a plug connection with the measuring device and read about it data from the meter. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Daten an den externen Speicher verschlüsselt übertragen werden und/oder auf dem externen Speicher verschlüsselt abgelegt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the data is transmitted encrypted to the external memory and / or stored encrypted on the external memory.