WO2022128321A1 - Verfahren zum informieren über einen fehlerfall in einer anlage der automatisierungstechnik - Google Patents

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WO2022128321A1
WO2022128321A1 PCT/EP2021/082183 EP2021082183W WO2022128321A1 WO 2022128321 A1 WO2022128321 A1 WO 2022128321A1 EP 2021082183 W EP2021082183 W EP 2021082183W WO 2022128321 A1 WO2022128321 A1 WO 2022128321A1
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WO
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field devices
cloud
control unit
based platform
field
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PCT/EP2021/082183
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French (fr)
Inventor
Alexander Franke
Stefan Griner
Michael Voegel
Joachim Wagner
Original Assignee
Endress+Hauser Process Solutions Ag
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Publication date
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    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0267—Fault communication, e.g. human machine interface [HMI]
    • G—PHYSICS
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    • G05B2219/37095—Digital handheld device with data interface

Definitions

  • the invention relates to a method for providing information about an error in an automation technology system, the system having a large number of field devices which are installed at distributed installation locations, with at least one mobile control unit being used in the system.
  • Field devices that are used in industrial plants are already known from the prior art. Field devices are often used in process automation technology as well as in production automation technology. In principle, all devices that are used close to the process and that supply or process process-relevant information are referred to as field devices. Thus, field devices are used to record 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, pH measurement, level measurement, etc. and record the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH value, level, flow rate, 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 fill level in a container. In addition to the measuring devices and actuators mentioned above, field devices also include remote I/Os, wireless adapters or devices in general that are arranged at the field level.
  • field devices are usually connected to higher-level units via communication networks such as fieldbuses (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.).
  • the superordinate units are control systems or control units, such as a PLC (programmable logic controller).
  • the higher-level units are used, among other things, for process control, process visualization, process monitoring and for commissioning the field devices.
  • the measured values recorded by the field devices, in particular by sensors, are transmitted via the respective bus system to one (or optionally several) higher-level unit(s).
  • data transmission from the higher-level unit via the bus system to the field devices is also required, in particular for configuring and parameterizing field devices and for controlling actuators.
  • operating programs are required to operate the field devices, which either run independently on the higher-level units (Endress+Hauser FieldCare, Pactware, AMS Fisher-Rosemount, PDM Siemens) or in control system applications (Siemens PCS7, ABB Symphony, Emerson Delta V) are integrated. It is also possible to run the operating programs on a mobile operating device in order to use it to operate the field devices. Operation means, in particular, parameterizing, configuring and reading out data from a field device.
  • Such field devices are usually distributed over a very wide area in larger systems, in particular in production systems.
  • these field devices must be identified and localized as quickly as possible in order to eliminate the error on site or to be able to carry out maintenance.
  • the error case is typically reported today to the control center or the control room of the system. This results in the orders that an operator, for example a service employee, has to complete in the system. The operator must then go to the site with the information needed to correct the error in order to correct the error.
  • US 2012/0040698 A1 describes an operating unit which has a GPS module.
  • a service technician is guided to the various components by displaying a map of a process automation system on the display of the operating unit, which visualizes the current position of the service technician and the local positions of components of the system.
  • DE 10 2012 108 99 A1 describes several variants by means of which field devices can be localized in a process automation system.
  • a service technician sends the identification information of a field device to a database. This then tells the service technician where in the system the field device is located, so that he can be guided to the installation site of the field device with the help of his operating unit.
  • the service technician uses his control unit to record his current location.
  • the database then transmits to the service technician location information on those field devices of the system which are located within a defined radius based on the location of the service technician.
  • the field devices to be searched for must be selected manually. To do this, the service technician must know which field devices are currently faulty. Spontaneously occurring errors in field devices are not known to the service technician while he is in the plant.
  • the invention is therefore based on the object of servicing faulty field devices in an automation technology system in an efficient and time-saving manner.
  • the object is achieved by a method according to claim 1 and a mobile control unit according to claim 11.
  • this is used to provide information about an error in an automation technology system, wherein the system has a large number of field devices which are installed at distributed installation locations, wherein at least one mobile control unit is used in the system, comprising:
  • the mobile control unit In the event that the distance is less than a predetermined distance, generating and transmitting maintenance information to the mobile control unit, the maintenance information having at least one identification of the field device.
  • the method according to the invention makes it possible to specifically inform an operator in an automation technology system, for example a service technician, about a fault in a field device in the system.
  • an automation technology system for example a service technician
  • two conditions must be met:
  • An operator's control unit must be in the immediate vicinity or within a given distance from the installation site of the field device.
  • the maintenance information is immediately made known to the operator via his operating unit, for example by means of a push notification.
  • Methods known from the prior art always require a field device to be selected from a list, as a result of which the operator has to independently search for errors, whereas thanks to the present invention he is informed automatically.
  • the current location of the field devices is continuously updated until one of the control units is within the predetermined distance and the maintenance notification can be transmitted to it.
  • the conventional way of notifying an operator can be used.
  • Another advantage is that the infrastructure of the plant does not have to be changed, since the conventional communication of the field devices remains unchanged. For certain configurations of the method, however, it may be necessary to update the firmware or the software of the field device and/or the operating unit.
  • the device status is designed in particular according to the Namur recommendation NE107.
  • a cloud-based platform in which the location of the installation location of each of the field devices and the device status of each of the field devices is stored, with the mobile control unit continuously transmitting its current location to the cloud-based platform, and where the cloud-based platform performs the steps of determining the distance, and generating and transmitting the maintenance information.
  • a "cloud-based platform” is a server that can be contacted by an operator, the field devices and/or the mobile control unit via the Internet or local network, on which one or more applications are running, which display, process and manage data from the assets of a plant allows.
  • the field devices have a position determination module, in particular a GPS module, visual light communication module, Bluetooth beacons module, etc., and independently determine and transmit the location of their installation location submit to the cloud-based platform.
  • a position determination module in particular a GPS module, visual light communication module, Bluetooth beacons module, etc.
  • the location of the installation site of the field devices is entered manually into the cloud-based platform.
  • field devices are attached to fixed installation positions, which usually only change when the measuring point is changed. It is therefore sufficient if a field device communicates its spatial position of the installation site only when it is put into operation or when the installation site is changed.
  • the field devices determine their device status independently and transmit it to the cloud-based platform.
  • the field devices have specific diagnostic tools for this purpose.
  • Certain field devices from the companies Endress+Hauser have, for example, the "Heartbeat" diagnostic tool, which can be used to determine the device status of a field device or its components.
  • the field devices transmit their data to the cloud-based platform, with the platform determining the respective device status on the basis of the transmitted data.
  • An edge device for example, is provided for the transmission of the data, which is connected, for example, directly or via a gateway to a fieldbus of the field devices and which data of the field devices eavesdrops on the data traffic of the fieldbus (or the gateway eavesdrops on the data and transmits it to the edge device) or actively polls data from the field devices.
  • the field device itself is in communication with the cloud-based platform via a LAN/WAN network or the Internet and transmits its data independently.
  • the data can be measured values, diagnostic values, parameter data, etc.
  • the cloud-based platform determines the respective device status based on a defined set of rules or with the help of an AI algorithm.
  • the field devices emit radio signals at regular intervals, with the mobile control unit receiving the radio signals and using parameters of the radio signals, in particular the signal strength, determining the distance to the respective field devices.
  • the advantage here is that the distance can be determined more precisely. If the mobile control unit is located under a roof, for example, it is not possible to determine its location using GPS. Such a determination of the distance between two devices is made possible using modern wireless standards, such as Bluetooth LE.
  • no parameter of the radio signals is determined.
  • the distance is considered sufficiently close if the control unit can receive a radio signal from the field device.
  • the mobile control unit transmits information to the cloud-based platform when the distance is less than the predetermined distance, and the cloud-based platform then transmits the maintenance information to the mobile control unit.
  • the field device transmits the maintenance information to the mobile control unit. Only if the control unit is within the predetermined distance is located, the maintenance information can be transmitted.
  • the advantage here is that no communication connection needs to be established between the operating unit and the cloud-based platform.
  • the field devices and/or the mobile control unit are in communication with the cloud-based platform via the Internet.
  • the mobile operating unit it is provided according to the invention that it is configured for use in the method according to the invention.
  • the mobile control unit has software or an application that is used to interpret the maintenance information, to interpret the device status and/or to determine the distance between the field device and the mobile control unit.
  • the mobile control unit has software or an application that is used to interpret the maintenance information, to interpret the device status and/or to determine the distance between the field device and the mobile control unit.
  • multiple software or applications can also be provided, among which the aforementioned method steps are divided.
  • the mobile control unit also has a communication unit for establishing a communication connection between the mobile control unit and the field device and/or between the mobile control unit and the cloud-based platform. Furthermore, the mobile operating unit has a position determination module, in particular a GPS module, for determining its current location information.
  • the mobile control unit is a laptop, a mobile end device (for example a smartphone or an (industrial) tablet PC or data glasses. Also a mobile control unit in the sense of the one sold by Endress+Hauser Field Xperts can be used.
  • a field device FG for example a flowmeter based on the Coriolis measuring principle (further examples of field devices FG listed in the introductory part of the description), which is installed in a system, is in communication with a cloud-based platform CP via an edge device ED.
  • the edge device ED is designed to monitor data from the field device and/or query it from the field device FG and transmit it to the cloud-based platform CP.
  • the field device determines its device status ST at regular intervals, in particular classified according to Namur recommendation NE107, and transmits this to the cloud-based platform using the edge device ED.
  • an application running on the cloud-based platform CP creates the device status using transmitted data from the field device FG (e.g. measurement data).
  • the application of the cloud-based platform CP creates maintenance information.
  • the application determines whether operators BN with mobile operating units BE are in the vicinity of the installation position of the field device FG. For this purpose, the application has knowledge of the spatial position of the installation position of the field device FG.
  • the mobile control units BE located in the system transmit their own current position to the cloud-based platform continuously, or at short, regular intervals, or when the position changes.
  • the cloud-based platform CP transmits the maintenance information WL to this operating unit BE.
  • the receipt of the maintenance information WI is immediately displayed to the operator BN, for example by means of an acoustic and/or visual signal, in particular a push notification.
  • the maintenance information W1 contains the identification of the field device FG on which the error occurred, and advantageously a description of the error and an instruction or measure for eliminating the error.
  • the operator BN can then move to the field device FG and rectify the error.
  • the field device FG does not transmit the device status ST to the cloud-based platform CP, but instead determines a nearby mobile operating unit BE itself, creates FG ST.
  • the field device FG sends out radio signals at regular intervals, for example based on the Bluetooth LE standard.
  • the mobile operating unit BE receives the radio signals and determines the distance from the field device, for example based on the signal strength of the radio signal.
  • the mobile control unit BE transmits information to the cloud-based platform CP.
  • the cloud-based platform CP then transmits the maintenance information WL to the mobile control unit BE.
  • the mobile control unit BE does not send any information to the cloud-based platform, but instead establishes a radio connection (e.g. using Bluetooth LE) with the field device FG and causes the field device FG via radio connection to generate maintenance information Wl and send it to the mobile control unit BE via the radio connection to transfer.
  • a radio connection e.g. using Bluetooth LE
  • This variant is particularly advantageous when no communication link can be set up between the mobile control unit BE and the cloud-based platform CP due to the local conditions.

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Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Informieren über einen Fehlerfall in einer Anlage der Automatisierungstechnik, wobei die Anlage eine Vielzahl von Feldgeräten (FG) aufweist, welche an verteilten Einbauorten angebracht sind, wobei in der Anlage zumindest eine mobile Bedieneinheit (BE) eingesetzt wird, umfassend: - Kontinuierliches Bestimmen des Gerätestatus (ST) von jedem der Feldgeräte (FG) anhand von dem jeweiligen Feldgerät (FG) generierten Daten, insbesondere Messwerte und/oder Diagnosemeldungen; - Im Falle, dass der Gerätestatus (ST) von zumindest einem der Feldgeräte (FG) einen Fehlerfall indiziert, ständiges Bestimmen des Abstands von der Ortsposition des Einbauorts des Feldgeräts (FG) zu der aktuellen Ortsposition der mobilen Bedieneinheit (BE); und - Im Falle, dass der Abstand kleiner als ein vorbestimmter Abstand ist, Generieren und Übermitteln einer Wartungsinformation (WI) an die mobile Bedieneinheit (BE), wobei die Wartungsinformation (WI) zumindest eine Identifikation des Feldgeräts (FG) aufweist, sowie eine mobile Bedieneinheit (BE), welche zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet ist.

Description

Verfahren zum Informieren über einen Fehlerfall in einer Anlage der Automatisierungstechnik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Informieren über einen Fehlerfall in einer Anlage der Automatisierungstechnik, wobei die Anlage eine Vielzahl von Feldgeräte aufweist, welche an verteilten Einbauorten angebracht sind, wobei in der Anlage zumindest eine mobile Bedieneinheit eingesetzt wird.
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 Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung 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. 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 Leitsystem-Anwendungen (Siemens PCS7, ABB Symphony, Emerson Delta V) integriert sind. Ebenso ist es möglich, die Bedienprogramme auf einem mobilen Bediengerät auszuführen, um die Feldgeräte mittels dieser zu bedienen. Bedienen bedeutet insbesondere das Parametrieren, Konfigurieren und Auslesen von Daten eines Feldgeräts.
Solche Feldgeräte sind bei größeren Anlagen, insbesondere bei Produktionsanlagen, meist über einen sehr weiten Bereich verteilt angeordnet. Im Falle eines Fehlers oder auch zur routinemäßigen Wartung, müssen diese Feldgeräte in möglichst kurzer Zeit identifiziert und lokalisiert werden, um vor Ort den Fehler zu beseitigen, bzw. die Wartung durchführen zu können. Die Fehlerfall wird heute typischerweise der Leitstelle, bzw. dem Kontrollraum, der Anlage mitgeteilt. Daraus ergeben sich die Aufträge, die ein Bediener, beispielsweise ein Servicemitarbeiter, in der Anlage zu erledigen hat. Der Bediener muss sich anschließend mit den zur Behebung des Fehlers benötigten Informationen vor Ort begeben, um den Fehler zu beheben.
Aus diesen Umständen ergibt sich, dass ein Problem an einem Feldgerät nicht direkte vor Ort in der Anlage entdeckt wird, sondern nur ein solches Problem über die digitale Kommunikation des Feldgeräts in der Leitstelle, oder in einer cloudbasierten Plattform (bspw. der von Endress+Hauser betriebenen Plattform „Netilion“) registriert wird. Somit fallen zusätzliche, unnötige Wege für den Bediener an, welche Zeit und Kosten verursachen.
Die US 2012/0040698 A1 beschreibt eine Bedieneinheit, welche ein GPS-Modul aufweist. Durch Anzeigen einer Karte einer Anlage der Prozessautomatisierung auf dem Display der Bedieneinheit, welche die aktuelle Position des Servicetechnikers und die Ortspositionen von Komponenten der Anlage visualisiert, wird ein Servicetechniker zu den verschiedenen Komponenten geführt.
Die DE 10 2012 108 99 A1 beschreibt mehrere Varianten, mittels welcher Feldgeräte in einer Anlage der Prozessautomatisierung lokalisiert werden können. Beispielsweise sendet ein Servicetechniker die Identifizierungsinformationen eines Feldgeräts an eine Datenbank. Diese teilt dem Servicetechniker daraufhin mit, an welcher Stelle der Anlage sich das Feldgerät befindet, so dass dieser mit Hilfe seiner Bedieneinheit zum Installationsort des Feldgeräts geführt wird. Alternativ erhebt der Servicetechniker mittels seiner Bedieneinheit seinen aktuellen Standort. Die Datenbank übermittelt dem Servicetechniker daraufhin Ortsinformationen derjenigen Feldgeräte der Anlage, welche sich in einem definierten Umkreis ausgehend von der Ortsposition des Servicetechnikers befinden.
In beiden Fällen müssen die aufzusuchenden Feldgeräte von Hand ausgewählt werden. Hierfür muss dem Servicetechniker bekannt sein, welche Feldgeräte im Moment einen Fehler aufweisen. Spontan auftretende Fehler an Feldgeräten sind dem Servicetechniker nicht bekannt, während er sich in der Anlage aufhält.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, fehlerhafte Feldgeräte einer Anlage der Automatisierungstechnik auf effiziente und zeitsparende Art und Weise zu warten.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 , sowie eine mobile Bedieneinheit gemäß Anspruch 11 gelöst.
Hinsichtlich des Verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass dieses zum Informieren über einen Fehlerfall in einer Anlage der Automatisierungstechnik dient, wobei die Anlage eine Vielzahl von Feldgeräte aufweist, welche an verteilten Einbauorten angebracht sind, wobei in der Anlage zumindest eine mobile Bedieneinheit eingesetzt wird, umfassend:
- Kontinuierliches Bestimmen des Gerätestatus von jedem der Feldgeräte anhand von dem jeweiligen Feldgerät generierten Daten, insbesondere Messwerte und/oder Diagnosemeldungen;
- Im Falle, dass der Gerätestatus von zumindest einem der Feldgeräte einen Fehlerfall indiziert, ständiges Bestimmen des Abstands von der Ortsposition des Einbauorts des Feldgeräts zu der aktuellen Ortsposition der mobilen Bedieneinheit; und
- Im Falle, dass der Abstand kleiner als ein vorbestimmter Abstand ist, Generieren und Übermitteln einer Wartungsinformation an die mobile Bedieneinheit, wobei die Wartungsinformation zumindest eine Identifikation des Feldgeräts aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, einen Bediener in einer Anlage der Automatisierungstechnik, beispielsweise einen Servicetechniker, gezielt über einen Fehlerfall eines Feldgeräts in der Anlage zu informieren. Damit ein Bediener über eine Bedieneinheit informiert wird, müssen zwei Voraussetzungen vorliegen:
- An einem Feldgerät muss ein Fehlerfall vorliegen;
- Eine Bedieneinheit eines Bedieners muss sich in unmittelbarer Nähe, bzw. innerhalb eines vorgelegten Abstands, zu dem Einbauort des Feldgerät befinden.
Nur in Falle, dass diese beiden Voraussetzungen erfüllt sind, kann davon ausgegangen werden, dass der Bediener den Fehlerfall schnellstmöglich erledigen kann, weswegen nur dann die Wartungsinformation übermittelt wird. Die Wartungsinformation wird dem Bediener über seine Bedieneinheit unmittelbar bekannt gemacht, beispielsweise mittels einer Push-Notification. Aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren verlangen stets nach einer Auswahl eines Feldgeräts aus einer Liste, wodurch der Bediener selbstständig nach Fehlem suchen muss, wohingegen er dank der vorliegenden Erfindung automatisch informiert wird. Üblicherweise befinden sich eine Vielzahl von Bedienern mit eigenen Bedieneinheiten vor Ort in der Anlagen. Im Falle, dass sich keine Bedieneinheit aktuell innerhalb des vorbestimmten Abstands befindet, wird die aktuelle Ortsposition der Feldgeräte laufend aktualisiert, bis sich einer der Bedieneinheiten innerhalb des vorgegebenen Abstands befindet und die Wartungsnotifikation an diese übermittelt werden kann. Im Falle, dass sich für eine Zeitdauer, welche größer als eine vorbestimmte Zeitdauer ist, keine Bedieneinheit innerhalb des vorgegebenen Abstands befindet, kann auf den herkömmlichen Weg der Benachrichtigung eines Bedieners zurückgegriffen werden.
Vorteilhaft ist außerdem, dass die Infrastruktur der Anlage nicht geändert werden muss, da die herkömmliche Kommunikation der Feldgeräte unverändert bleibt. Für bestimmte Ausgestaltungen des Verfahrens kann es allerdings erforderlich sein, die Firmware, oder die Software, des Feldgeräts und/oder der Bedieneinheit zu aktualisieren.
Es kann außerdem vorgesehen sein, dass die Wartungsinformationen genauere Informationen zu dem Feldgerät und/oder zu dem Fehlerfall enthalten, und/oder dass die Wartungsinformation Maßnahmen oder Erläuterungen zum Beheben des Fehlerfalls enthalten.
Der Gerätestatus ist insbesondere nach der Namur-Empfehlung NE107 ausgestaltet.
Feldgeräte, welche im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erwähnt werden, sind bereits im einleitenden Teil der Beschreibung beispielhaft aufgeführt worden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine cloudbasierte Plattform vorgesehen, in welcher die Ortsposition des Einbauorts von jedem der Feldgeräte, sowie der Gerätestatus von jedem der Feldgeräte gespeichert ist, wobei die mobile Bedieneinheit ihre aktuelle Ortsposition laufend an die cloudbasierte Plattform übermittelt, und wobei die cloudbasierte Plattform die Schritte des Bestimmen des Abstands, sowie das Generieren und Übermitteln der Wartungsinformation durchführt. Als „cloudbasierte Plattform“ wird ein für einen Bediener, die Feldgeräte und/oder die mobile Bedieneinheit per Internet oder lokalem Netzwerk kontaktierbarer Server bezeichnet, auf dem eine oder mehrere Applikationen ausgeführt werden, welche ein Anzeigen, Verarbeiten und Verwalten von Daten der Assets einer Anlage ermöglicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Feldgeräte über ein Positionsbestimmungsmodul verfügen, insbesondere ein GPS-Modul, Visual Light Communication-Modul, Bluetooth-Beacons- Modul, o.ä., und selbstständig die Ortsposition ihres Einbauorts ermitteln und an die cloudbasierte Plattform übermitteln.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Ortsposition des Einbauorts der Feldgeräte manuell in die cloudbasierte Plattform eingetragen wird.
In der Regel sind Feldgeräte auf festen Einbaupositionen angebracht, welche sich in der Regel nur bei einem Wechsel der Messstelle ändern. Daher ist es ausreichend, wenn ein Feldgerät seine Ortsposition des Einbauorts nur bei der Inbetriebname oder bei Wechsel des Einbauorts mitteilt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Feldgeräte ihren Gerätestatus selbstständig ermitteln und an die cloudbasierte Plattform übermitteln. Hierfür weisen die Feldgeräte bestimmte Diagnosetools auf. Bestimmte Feldgeräte der Firms Endress+Hauser verfügen beispielsweise über das Diagnosetool „Heartbeat“, mit dessen Hilfe der Gerätestatus eines Feldgeräts oder dessen Komponenten bestimmbar ist.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Feldgeräte ihre Daten an die cloudbasierte Plattform übermitteln, wobei die Plattform den jeweiligen Gerätestatus auf Basis der übermittelten Daten bestimmt. Für das Übermitteln der Daten ist beispielsweise ein Edge Device vorgesehen, welches beispielsweise direkt oder über ein Gateway an einen Feldbus der Feldgeräte angeschlossen ist und welches Daten der Feldgeräte über den Datenverkehr des Feldbusses mithört (bzw. das Gateway hört die Daten mit und übermittelt diese an das Edge Device) oder Daten von den Feldgeräten aktiv abfragt. Alternativ ist das Feldgerät selbst über ein LAN/WAN-Netzwerk oder das Internet mit der cloudbasierten Plattform in Kommunikationsverbindung und übermittelt seine Daten selbstständig. Bei den Daten kann es sich um Messwerte, um Diagnosewerte, um Parameterdaten, etc. handeln. Die cloudbasierte Plattform ermittelt den jeweiligen Gerätestauts anhand eines definierten Regelwerks oder mithilfe eines Kl-Algorithmus.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Feldgeräte in regelmäßigen Abständen Funksignale aussenden, wobei die mobile Bedieneinheit die Funksignale empfängt und anhand von Parametern der Funksignale, insbesondere der Signalstärke, den Abstand zu den jeweiligen Feldgeräten bestimmt. Der Vorteil hierbei ist, dass der Abstand präziser bestimmt werden kann. Sollte sich die mobile Bedieneinheit beispielsweise unter einem Dach befinden, so ist eine Ortsbestimmung per GPS nicht möglich. Eine solche Bestimmung des Abstands zwischen zwei Geräten wird mit Benutzung der modernen Funkstandards, beispielsweise Bluetooth LE, ermöglicht.
Alternativ wird kein Parameter der Funksignale bestimmt. Der Abstand gilt dann als ausreichend nahe, wenn die Bedieneinheit ein Funksignal des Feldgeräts empfangen kann.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die mobile Bedieneinheit eine Information an die cloudbasierte Plattform übermittelt, wenn der Abstand kleiner als der vorbestimmte Abstand ist und wobei die cloudbasierte Plattform anschließend die Wartungsinformation an die mobile Bedieneinheit übermittelt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Feldgerät die Wartungsinformation an die mobile Bedieneinheit übermittelt. Nur, wenn sich die Bedieneinheit innerhalb des vorbestimmten Abstands befindet, ist die Wartungsinformation übermittelbar. Der Vorteil hierbei ist, dass keine Kommunikationsverbindung zwischen der Bedieneinheit und der cloudbasierten Plattform etabliert sein muss.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Feldgeräte und/oder die mobile Bedieneinheit mit der cloudbasierten Plattform per Internet in Kommunikationsverbindung stehen.
Hinsichtlich der mobilen Bedieneinheit ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass diese zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet ist.
Die mobile Bedieneinheit weist hierfür eine Software oder eine Applikation auf, welche zur Interpretation der Wartungsinformation, zur Interpretation des Gerätestatus und/oder zur Bestimmung des Abstands zwischen Feldgerät und mobiler Bedieneinheit dient. Alternativ können auch mehrere Softwares oder Applikationen vorgesehen sein, unter welchen die vorherig genannten Verfahrensschritte aufgeteilt werden.
Die mobile Bedieneinheit weist weiterhin eine Kommunikationseinheit zum Etablieren einer Kommunikationsverbindung zwischen mobiler Bedieneinheit und Feldgerät und/oder zwischen mobiler Bedieneinheit und cloudbasierter Plattform auf. Weiterhin verfügt die mobile Bedieneinheit über ein Positionsbestimmungsmodul, insbesondere ein GPS-Modul, zum Bestimmen ihrer aktuellen Ortsinformation.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der mobilen Bedieneinheit sieht vor, dass die mobile Bedieneinheit ein Laptop, ein mobiles Endgerät (beispielsweise ein Smartphone oder ein (industrieller) Tablet-PC oder eine Datenbrille ist. Auch eine mobile Bedieneinheit im Sinne des von der Firma Endress+Hauser vertriebenen „Field Xperts“ kann verwendet werden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 : ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Feldgerät FG, beispielsweise ein Durchflussmessgerät nach dem Coriolis- Messprinzip (weitere Beispiele für Feldgeräte FG im einleitenden Teil der Beschreibung aufgeführt), welches in einer Anlage eingebaut ist, steht über ein Edge Device ED mit einer cloudbasierten Plattform CP in Kommunikationsverbindung. Das Edge Device ED ist dazu ausgestaltet, Daten des Feldgeräts mitzuhören und/oder vom Feldgerät FG abzufragen und an die cloudbasierte Plattform CP zu übermitteln.
Das Feldgerät ermittelt in regelmäßigen Abständen seinen Gerätestatus ST, insbesondere klassifiziert nach der Namur-Empfehlung NE107, und übermittelt diesen mittels des Edge Devices ED an die cloudbasierte Plattform. Alternativ erstellt eine auf der cloudbasierte Plattform CP ausgeführte Applikation anhand von übermittelten Daten des Feldgeräts FG (bspw. Messdaten) den Gerätestatus.
Tritt ein Fehlerfall auf, so wird der Gerätestauts „Fehler“ ermittelt. In diesem Fall erstellt die Applikation der cloudbasierte Plattform CP eine Wartungsinformation. Anschließend ermittelt die Applikation, ob sich Bediener BN mit mobilen Bedieneinheiten BE in der Nähe der Einbauposition des Feldgeräts FG befinden. Hierfür hat die Applikation Kenntnis von der Ortsposition der Einbauposition des Feldgeräts FG. Die in der Anlage befindlichen mobilen Bedieneinheiten BE übermitteln ständig, oder in kurzen, regelmäßigen Zeitabständen, oder wenn sich die Ortsposition ändert, ihre eigene aktuelle Ortsposition per drahtloser Funkverbindung an die cloudbasierte Plattform.
Im Falle, dass sich eine der Bedieneinheiten BE innerhalb eines vorgegebenen Abstands zu dem Feldgerät F befindet, übermittelt die cloudbasierte Plattform CP die Wartungsinformation Wl an diese Bedieneinheit BE. Der Empfang der Wartungsinformation Wl wird dem Bediener BN unmittelbar angezeigt, beispielsweise mittels einem akustischen und/oder visuellem Signal, insbesondere einer Push- Notifikation. Die Wartungsinformation Wl enthält die Identifikation des Feldgeräts FG, an welchem der Fehlerfall aufgetreten ist, und vorteilhafterweise eine Beschreibung des Fehlers und eine Anweisung oder Maßnahme zu Behebung des Fehlers. Der Bediener BN kann sich anschließend zu dem Feldgerät FG bewegen und den Fehler beheben. Alternativ zu dem beschriebenen Verfahren übermittelt das Feldgerät FG den Gerätestauts ST nicht an die cloudbasierte Plattform CP, sondern ermittelt eine in der Nähe befindliche mobile Bedieneinheit BE selbst, erstellt FG ST. Hierzu sendet das Feldgerät FG in regelmäßigen Abständen Funksignale aus, beispielsweise basierend auf dem Standard Bluetooth LE. Die mobile Bedieneinheit BE empfängt die Funksignale und bestimmt, beispielsweise anhand der Signalstärke des Funksignals, den Abstand zu dem Feldgerät.
Ist der Abstand zu dem Feldgerät kleiner als der vorgegebene Abstand, übermittelt die mobile Bedieneinheit BE eine Information an die cloudbasierte Plattform CP. Die cloudbasierte Plattform CP übermittelt anschließend die Wartungsinformation Wl an die mobile Bedieneinheit BE.
Alternativ sendet die mobile Bedieneinheit BE keine Information an die cloudbasierte Plattform, sondern etabliert eine Funkverbindung (beispielsweise mittels Bluetooth LE) mit dem Feldgerät FG und veranlasst das Feldgerät FG per Funkverbindung, eine Wartungsinformation Wl zu generieren und via der Funkverbindung an die mobile Bedieneinheit BE zu übermitteln. Diese Variante ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aufgrund der örtlichen Gegebenheiten keine Kommunikationsverbindung zwischen mobiler Bedieneinheit BE und cloudbasierter Plattform CP aufgebaut werden kann.
Bezugszeichenliste
BE Mobile Bedieneinheit
BN Bediener CP cloudbasierte Plattform
ED Edge Device
FG Feldgerät
ST Gerätestatus
Wl Wartungsinformation

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Informieren über einen Fehlerfall in einer Anlage der Automatisierungstechnik, wobei die Anlage eine Vielzahl von Feldgeräten (FG) aufweist, welche an verteilten Einbauorten angebracht sind, wobei in der Anlage zumindest eine mobile Bedieneinheit (BE) eingesetzt wird, umfassend:
- Kontinuierliches Bestimmen des Gerätestatus (ST) von jedem der Feldgeräte (FG) anhand von dem jeweiligen Feldgerät (FG) generierten Daten, insbesondere Messwerte und/oder Diagnosemeldungen;
- Im Falle, dass der Gerätestatus (ST) von zumindest einem der Feldgeräte (FG) einen Fehlerfall indiziert, ständiges Bestimmen des Abstands von der Ortsposition des Einbauorts des Feldgeräts (FG) zu der aktuellen Ortsposition der mobilen Bedieneinheit (BE); und
- Im Falle, dass der Abstand kleiner als ein vorbestimmter Abstand ist, Generieren und Übermitteln einer Wartungsinformation (Wl) an die mobile Bedieneinheit (BE), wobei die Wartungsinformation (Wl) zumindest eine Identifikation des Feldgeräts (FG) aufweist. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei eine cloudbasierte Plattform (CP) vorgesehen ist, in welcher die Ortsposition des Einbauorts von jedem der Feldgeräte (FG), sowie der Gerätestatus (ST) von jedem der Feldgeräte (FG) gespeichert ist, wobei die mobile Bedieneinheit (BE) ihre aktuelle Ortsposition laufend an die cloudbasierte Plattform (CP) übermittelt, und wobei die cloudbasierte Plattform (CP) die Schritte des Bestimmen des Abstands, sowie das Generieren und Übermitteln der Wartungsinformation (Wl) durchführt. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Feldgeräte (FG) über ein Positionsbestimmungsmodul verfügen, insbesondere ein GPS-Modul, und selbstständig die Ortsposition ihres Einbauorts ermitteln und an die cloudbasierte Plattform (CP) übermitteln. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Ortsposition des Einbauorts der Feldgeräte (FG) manuell in die cloudbasierte Plattform (CP) eingetragen wird.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Feldgeräte (FG) ihren Gerätestatus (ST) selbstständig ermitteln und an die cloudbasierte Plattform (CP) übermitteln.
6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Feldgeräte (FG) ihre Daten an die cloudbasierte Plattform (CP) übermitteln, wobei die cloudbasierte Plattform (CP) den jeweiligen Gerätestatus (ST) auf Basis der übermittelten Daten bestimmt.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Feldgeräte (FG) in regelmäßigen Abständen Funksignale aussenden, wobei die mobile Bedieneinheit (BE) die Funksignale empfängt und anhand von Parametern der Funksignale, insbesondere der Signalstärke, den Abstand zu den jeweiligen Feldgeräten (FG) bestimmt.
8. Verfahren nach Anspruch 2 und 7, wobei die mobile Bedieneinheit (BE) eine Information an die cloudbasierte Plattform (CP) übermittelt, wenn der Abstand kleiner als der vorbestimmte Abstand ist und wobei die cloudbasierte Plattform (CP) anschließend die Wartungsinformation (Wl) an die mobile Bedieneinheit (BE) übermittelt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Feldgerät (FG) die Wartungsinformation (Wl) an die mobile Bedieneinheit (BE) übermittelt.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Feldgeräte (FG) und/oder die mobile Bedieneinheit (BE) mit der cloudbasierten Plattform (CP) per Internet in Kommunikationsverbindung stehen.
11 . Mobile Bedieneinheit (BE) ausgestaltet zur Verwendung in einem Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche.
12. Mobile Bedieneinheit (BE) nach Anspruch 11 , wobei die mobile Bedieneinheit (BE) ein Laptop, ein mobiles Endgerät oder eine Datenbrille ist.
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