-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Offenbarung befasst sich allgemein mit verfahrenstechnischen Anlagen und Prozessleitsystemen und insbesondere mit der intelligenten Inbetriebnahme von Feldgeräten bzw. anderen Prozessleitvorrichtungen, während die Geräte ausgeschaltet sind.
-
HINTERGRUND
-
Verteilte Prozessleitsysteme, wie solche, die in Chemie-, Erdöl-, Industrie- und anderen Betriebsanlagen bei der Fertigung, Raffinerie, Umwandlung, Erzeugung oder Produktion physikalischer Werkstoffe oder Produkte zum Einsatz kommen, weisen in der Regel einen oder mehrere Prozesssteuereinheiten auf, die über analoge oder digitale Busse oder Analog/Digital-Kombinationsbusse oder über eine drahtlose Kommunikationsverknüpfung oder über ein Netzwerk kommunikationstechnisch an ein oder mehrere Feldgeräte gekoppelt sind. Die Feldgeräte, bei denen es sich beispielsweise um Ventile, Ventil-Positioniereinrichtungen, Schalter und Sender (z. B. Sensoren für Temperatur, Druck, Stände und Flussraten) handeln kann, befinden sich innerhalb der verfahrenstechnischen Umgebung und führen in der Regel physikalische oder Prozessleitfunktionen durch, wie etwa das Öffnen oder Schließen von Ventilen, das Messen von Prozess- bzw. Umgebungsparametern, wie beispielsweise Temperatur oder Druck usw., um einen oder mehrere Prozesse, die innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage oder des verfahrenstechnischen Systems ausgeführt werden, zu steuern. Intelligente Feldgeräte, wie beispielsweise Feldgeräte, die mit dem allseits bekannten Feldbusprotokoll konform sind, führen möglicherweise auch Steuerungsberechnungen, Alarmfunktionen und andere Steuerfunktionen durch, die üblicherweise innerhalb einer Steuereinheit realisiert werden. Die Prozesssteuereinheiten, die sich in der Regel auch innerhalb der verfahrenstechnischen Umgebung befinden, empfangen Signale, die von den Feldgeräten genommene Prozessmessungen bzw. andere Informationen anzeigen, die sich auf die Feldgeräte beziehen und eine Anwendung einer Steuereinheit ausführen, die beispielsweise verschiedene Steuermodule ablaufen lässt, die Entscheidungen zur Prozessteuerung treffen, Steuersignale aufgrund der empfangenen Informationen erzeugen und jeweils mit den in den Feldgeräten durchgeführten Steuermodulen oder Blöcken koordinieren, beispielsweise in den Feldgeräten HART®, WirelessHART®, und FOUNDATION® Fieldbus. Die Steuermodule in der Steuereinheit senden die Steuersignale über die Kommunikationsleitungen oder Verknüpfungen an die Feldgeräte, um damit den Betrieb zumindest eines Teils der verfahrenstechnischen Anlage oder des Systems zu steuern, beispielsweise um zumindest einen Teil eines oder mehrerer der industriellen Prozesse, die innerhalb der Anlage oder des Systems ablaufen oder ausgeführt werden, zu regeln. So steuern die Steuereinheiten und die Feldgeräte zumindest einen Anteil eines von der verfahrenstechnischen Anlage oder dem Prozesssystem gesteuerten Ablaufs. I/O-Geräte, die sich in der Regel auch innerhalb der verfahrenstechnischen Umgebung befinden, sind typischerweise zwischen einer Steuereinheit und einem oder mehreren Feldgeräten angeordnet und ermöglichen Kommunikationen zwischen jenen, beispielsweise mittels der Umwandlung elektrischer Signale in digitale Werte und umgekehrt. Im Sinne wie vorliegend verwendet, wird auf Feldgeräte und Steuereinheiten hiernach allgemein als „Prozessleitvorrichtung“ Bezug genommen.
-
Informationen von den Feldgeräten und der Steuereinheit werden üblicherweise über eine Datenringleitung oder ein Kommunikationsnetzwerk mit einer oder mehreren Hardwarevorrichtungen, wie beispielsweise Bedienarbeitsstationen, persönliche Computer oder Recheneinrichtungen, Datenhistoriker, Berichtsgeneratoren, zentrale Datenbanken oder andere zentralisierte verwaltungstechnische Recheneinrichtungen bereitgestellt, die in der Regel in Schaltwarten oder an anderen Orten entfernt von der raueren verfahrenstechnischen Umgebung aufgestellt werden. Jede dieser Hardwarevorrichtungen ist in der Regel insgesamt oder teilweise im Rahmen der verfahrenstechnische Anlage zentralisiert. Auf diesen Hardwarevorrichtungen laufen beispielsweise Anwendungen, die es dem Bedienpersonal ermöglichen, Funktionen mit Bezug auf das Steuern eines Prozesses bzw. das Betreiben der verfahrenstechnischen Anlage durchzuführen, wie etwa zum Ändern von Einstellungen des Prozessleitprogramms, Modifizieren des Steuermodulbetriebs innerhalb der Steuereinheiten der Feldgeräte, zum Anzeigen des aktuellen Prozessstatus‘ zwecks Personalschulung oder Testen von Prozessleitsoftware, zum Erhalten oder Aktualisieren einer Konfigurationsdatenbank usw. Die Datenringleitung, die von den Hardwarevorrichtungen, Steuereinheiten und Feldgeräten genutzt wird, weist möglicherweise einen verdrahteten Kommunikationspfad, einen drahtlosen Kommunikationspfad oder eine Kombination verdrahteter und drahtloser Kommunikationspfade auf.
-
So weist beispielsweise das von Emerson Process Management vertriebene DeltaVTM-Prozessleitsystem mehrere Anwendungen auf, die auf verschiedenen Geräten gespeichert und an verschiedenen Orten innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage ausgeführt werden. Eine Konfigurationsanwendung, die in einer oder mehreren Arbeitsstationen bzw. in einer oder mehreren Recheneinrichtungen abgelegt ist, ermöglicht es Benutzern, Prozessleitmodule zu erstellen oder zu ändern und diese Prozessleitmodule über eine Datenringleitung auf dedizierte, verteilte Steuereinheiten herunterzuladen. In der Regel bestehen diese Steuermodule aus kommunikationstechnisch verschalteten Funktionsblöcken, bei denen es sich um Objekte im Rahmen eines objektorientierten Programmierungsprotokolls handelt, die Funktionen aufgrund von geleisteten Eingängen innerhalb des Steuerungsplans durchführen und anderen Funktionsblöcken innerhalb des Steuerungsplans Ausgänge bereitstellen. Die Konfigurationsanwendung lässt es möglicherweise auch zu, dass ein Konfigurationsentwickler Bedienungsschnittellen, die von einer Anzeigeanwendung dazu verwendet werden, um dem Bedienpersonal Daten anzuzeigen, erstellt oder ändert und es dem Bedienpersonal ermöglicht, Einstellungen im Rahmen der Prozessleitprogramme zu ändern, wie etwa Sollwerte. Jede dedizierte Steuereinheit – und mitunter ein oder mehrere Feldgeräte – speichert jeweils eine Steuereinheitsanwendung und führt diese aus, mittels der die Steuermodule, die ihr zugewiesen und hierauf heruntergeladen sind, die tatsächliche Funktionalität der Prozessleitung verwirklichen. Die Display-Anwendungen, die möglicherweise auf einer oder mehreren Bedienarbeitsstationen (oder auf einer oder mehreren entfernt angeordneten Recheneinrichtungen, die in Kommunikationsverbindung mit den Bedienarbeitsstationen und der Datenringleitung stehen) ausgeführt werden, empfangen über die Datenringleitung Daten von der Steuereinheitsanwendung und zeigen diese Daten gegenüber den Entwicklern, Bedienern oder Nutzern von Prozessleitsystemen, die die Benutzerschnittstellen verwenden, an und bieten möglicherweise eine Anzahl verschiedener Ansichten, wie beispielsweise eine Anzeige für Bediener, eine für Techniker usw. Eine Datenhistorikeranwendung wird in der Regel auf einer Datenhistorikervorrichtung gespeichert und von dieser ausgeführt, welche manche oder sämtliche der über die gesamte Datenringleitung bereitgestellten Daten erhebt und speichert, während eine Konfigurationsdatenbankanwendung möglicherweise auf einem weiteren mit der Datenringleitung verbundenen Computer abläuft, um die aktuelle Konfiguration des Prozessleitprogramms und der damit assoziierten Daten zu speichern. Alternativ kann sich die Konfigurationsdatenbank in derselben Arbeitsstation befinden wie die Konfigurationsanwendung.
-
Allgemein bedeutet die Inbetriebnahme einer verfahrenstechnischen Anlage oder eines verfahrenstechnischen Systems, dass verschiedene Komponenten derselben zu einem Punkt geführt werden, an dem das verfahrenstechnische System oder die verfahrenstechnische Anlage wie beabsichtigt funktionsfähig sind. Die Inbetriebnahme ist ein umfassender und komplexer Ablauf. Beispielsweise schließt eine Inbetriebnahme möglicherweise solche Aktivitäten ein wie u.a. das Bestätigen einer Identität einer installierten Prozessleitvorrichtung (wie etwa eines Feldgeräts) und deren Verbindungen; das Bestimmen und Bereitstellen von Marken, die die Prozessleitvorrichtung im Rahmen des Prozessleitsystems oder der verfahrenstechnischen Anlage eindeutig identifizieren; das Einstellen oder Konfigurieren von Anfangswerten der Parameter, Grenzwerte usw.; das Verifizieren der Richtigkeit der Vorrichtungsinstallation durch Manipulation der Signale, die den Geräten bereitgestellt werden; und das Erzeugen von I/O-Bestandslisten zur Anzeige der physischen Ist-Verbindungen des Gerätes im Rahmen der verfahrenstechnischen Anlage, um nur einige zu nennen. Zur Verrichtung mancher Aufgaben im Zusammenhang mit der Inbetriebnahme, kann der Benutzer ein Inbetriebnahme-Tool (z. B. eine von Hand gehaltene oder portable Recheneinrichtung) jeweils lokal an einem Zielprozessleitgerät oder einer Ziel Prozessregelschleife verwenden. Manche der Aufgaben im Zusammenhang mit der Inbetriebnahme können an der Bedienschnittstelle des Prozessleitsystems vorgenommen werden, beispielsweise an einer Bedienungsschnittstelle einer Bedienarbeitsstation in einer Backend-Umgebung der verfahrenstechnischen Anlage.
-
In der Regel erfordert die Inbetriebnahme einer verfahrenstechnischen Anlage die Installierung physischer Vorrichtungen, Verbindungen, Verdrahtungen usw., die in der Feldumgebung der verfahrenstechnischen Anlage eingerichtet und verschaltet werden. In der Backend-Umgebung der Anlage (beispielsweise den zentralisierten administrativen Recheneinrichtungen, wie etwa die Bedienstationen, persönlichen Computer oder Recheneinrichtungen, zentralen Datenbanken, Konfigurationstools usw, die in der Regel in Steuerwarten anzutreffen sind, oder an anderen Orten, die weiter von der rauen Feldumgebung der verfahrenstechnischen Anlage entfernt sind) werden Daten, die die verschiedenen Vorrichtungen, deren Konfigurationen und Verschaltungen im Einzelnen identifizieren bzw. adressieren. integriert, verifiziert oder kommissioniert und gespeichert. Nachdem die physische Hardware an sich installiert und konfiguriert wurde, werden Identifikationsinformationen, logische Anweisungen und andere Anleitungen bzw. Daten heruntergeladen oder anderweitig an die verschiedenen Geräte, die in der Feldumgebung angeordnet sind, bereitgestellt, sodass die verschieden Geräte in der Lage sind, mit den anderen Geräten zu kommunizieren.
-
Es versteht sich, dass zusätzlich zu den Aktionen für die Inbetriebnahme, die in der Backend-Umgebung durchgeführt werden, auch Aktivitäten im Rahmen der Inbetriebnahme durchgeführt werden, um die Korrektheit der Verbindungen und Operationen in der Feldumgebung bei sowohl physischen als auch logischen Geräten individuell und integral zu verifizieren. Beispielsweise kann ein Feldgerät physisch installiert und individuell verifiziert werden, z. B. Energiezufur-Ein, Energiezufur-Aus usw. Ein Port eines Feldgerätes kann dann physisch mit einem Inbetriebnahme-Tool verbunden werden, über das simulierte Signale zum Feldgerät gesendet werden können; und das Verhalten des Feldgerätes, wenn es auf die verschiedenen simulierten Signale reagiert, kann getestet werden. Ebenso kann ein Feldgerät, dessen Kommunikations-Port in Betrieb genommen wurde, eventuell physisch mit einer Anschlussklemmenleiste verbunden und die tatsächliche Kommunikation zwischen der Anschlussklemmenleiste und dem Feldgerät getestet werden. In der Regel erfordert die Inbetriebnahme von Feldgeräten bzw. von anderen Komponenten in der Feldumgebung eine Kenntnis der Identifikation der Komponenten und in manchen Fällen Wissen über die Verschaltungen der Komponenten, sodass Testsignale und Antworten unter den Feldgeräten kommuniziert und die anderen Schleifenkomponenten und resultierenden Verhaltensweisen verifiziert werden können. Im Rahmen der derzeit bekannten Techniken bei der Inbetriebnahme werden solche Kenntnisse hinsichtlich Identifikation und Verschaltung oder Daten generell von der Backend-Umgebung an die Komponenten in der Feldumgebung geliefert. So lädt die Backend-Umgebung beispielsweise Feldgerätemarken, die in Steuermodulen verwendet werden, in die Feldgeräte herunter, die während des aktiven Anlagenbetriebs von den Steuermodulen geregelt werden.
-
Nachdem verschiedene Komponenten und Anteile der Prozessregelschleife jeweils in Betrieb genommen, geprüft oder getestet wurden, wird sodann die gesamte Schleife in Betrieb genommen, geprüft bzw. getestet, z. B. mittels eines „Schleifentests.“ In der Regel sieht ein Schleifentest vor, zu testen, wie sich die Schleife verhält, wenn sie auf verschiedene Eingänge oder Konditionen bzw. in verschiedenen Zuständen reagiert. Das Bedienpersonal in der Backend-Umgebung koordiniert mit dem Bedienpersonal in der Feldumgebung, um verschiedene Eingänge zu injizieren bzw. verschiedene Konditionen bzw. Zustände an der Prozessregelschleife zu erzeugen; resultierende Verhaltensweisen bzw. Messungen werden danach untersucht im Hinblick darauf inwieweit sie akzeptable Zielwerte bzw. Zielspannen einhalten.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Vorliegend werden Techniken, Systeme, Anordnungen, Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren für die Inbetriebnahme offenbart. Diese Techniken, Systeme, Anordnungen, Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren sind möglicherweise auf industrielle Prozessleitsysteme, Umgebungen bzw. Anlagen anwendbar, auf die hiernach insgesamt ohne weitere Differenzierung als „Industriesteuerung“, „Prozesssteuerung“ oder „prozesstechnische“ Systeme, Umgebungen bzw. Anlagen Bezug genommen wird. In der Regel bieten solche Systeme und Anlagen eine auf verteilte Art arbeitende Steuerung eines oder mehrerer Prozesse, durch deren Betrieb physische Werkstoffe oder Produkte gefertigt, raffiniert, umgeformt, erzeugt oder produziert werden.
-
Die intelligente Inbetriebnahme von Prozessleitsystemen bzw. Anlagen sieht verschiedene Techniken, Systeme, Anordnungen, Komponenten bzw. Verfahren vor, die zumindest teilweise eine lokale, automatische bzw. verteilt durchgeführte Inbetriebnahme zulassen, sodass Vorrichtungen bzw. andere Anteile einer verfahrenstechnischen Anlage vor der vollständigen Einbindung oder Integration in eine Anlage oder ein System teilweise oder gar insgesamt in Betrieb genommen werden können, bevor die Energiezufuhr zu den Geräten eingeschaltet wird. Eine intelligente Inbetriebnahme ermöglicht beispielsweise den Bau und die zumindest teilweise Inbetriebnahme verschiedener Teile eines Prozessleitsystems an unterschiedlichen geografischen Standorten (z. B. verschiedenen „Mod Yards“), bevor diese vereint und an einem systemeigenen Ort oder dem Standort der verfahrenstechnischen Anlage integriert werden. Gewissermaßen ermöglicht eine intelligente Inbetriebnahme das Ablaufen parallel ausgeführter Aktivitäten und Aktionen.
-
Beispielsweise lässt eine intelligente Inbetriebnahme es zu, dass manche (wenn nicht gar die meisten) Aktivitäten bzw. Aktionen zur Inbetriebnahme unabhängig (tatsächlich sogar als parallel Maßnahme, sofern dies erwünscht ist) in der Feldumgebung und in der Backend-Umgebung der verfahrenstechnischen Anlage durchgeführt werden. Die Inbetriebnahme von Design und Technik, die in der Feldumgebung vorgenommen wird, ist nicht länger vom Fortschritt (und der Fertigstellung) des funktionellen Designs, der Technik und Inbetriebnahme, die in der Backend-Umgebung stattfindet, abhängig. In diesem Sinne können lokale Aktivitäten zur Inbetriebnahme physischer Komponenten der Feldumgebung unabhängig von der Inbetriebnahme der funktionellen oder logischen Komponenten der Backend-Umgebung und umgekehrt vorgenommen werden. Das bedeutet, dass zumindest ein Teil der Aktivitäten und Aktionen zur Inbetriebnahme entweder in der Feldumgebung oder in der Backend-Umgebung durchgeführt werden kann, derweil die Feldumgebung und die Backend-Umgebung voneinander getrennt sind. Dies bedeutet ferner, dass zumindest ein Teil der Aktivitäten und Aktionen für die Inbetriebnahme in der Feldumgebung durchgeführt werden kann, bevor die Energiezufuhr zu den Geräten in der Feldumgebung eingeschaltet wird.
-
Demzufolge ermöglicht eine intelligente Inbetriebnahme des physischen Designs und der Technik, die in der Feldumgebung der verfahrenstechnischen Anlage implementiert wird, ein Vorgehen, das jeweils unabhängig ist vom Funktionsdesign und der Technik in der Backend-Umgebung der verfahrenstechnischen Anlage. Ferner werden zeitliche Planungsabhängigkeiten bei der Inbetriebnahme zwischen Backend und Feld reduziert, und die erforderliche Kalenderzeit insgesamt, die für die Inbetriebnahme der verfahrenstechnischen Anlage erforderlich ist, wird auch verringert. Damit optimiert die intelligente Inbetriebnahme den Prozessablauf bei der Inbetriebnahme insgesamt im Hinblick auf eine signifikante Reduzierung des Zeit- und Personalaufwands, was sich wiederum in signifikanten Kosteneinsparungen niederschlägt.
-
Ein Ausführungsbeispiel der in der vorliegenden Offenbarung vorgestellten Techniken veranschaulicht ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Prozessleitgerätes in einer verfahrenstechnischen Anlage. Das Verfahren wird auf eineer portablen Recheneinrichtung ausgeführt und schließt für jedes von einem oder mehreren Prozessleitgeräten der verfahrenstechnischen Anlage das Einholen von Inbetriebnahmedaten für das jeweilige Prozessleitgerät ein. Zumindest einige von einem oder mehreren Prozessleitgeräten werden oder sollten kommunikationstechnisch verschaltet werden, um während ihrer Laufzeit in der verfahrenstechnischen Anlage einen Prozess zu steuern. Als Reaktion auf die Identifizierung einer energielosen Komponente in einer Prozessregelschleife bei der ein erstes Prozessleitgerät von dem einen oder mehreren Prozessleitgeräten eingeschlossen ist, sieht das Verfahren u. a. über eine drahtlose Verknüpfung den Transfer von Daten für die Inbetriebnahme des ersten Prozessleitgerätes vor, während die Komponente im energielosen Zustand bleibt, wobei die Inbetriebnahmedaten zur Verwendung bei der Inbetriebnahme des ersten Prozessleitgerätes dienen.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Techniken ist eine portable Recheneinrichtung, die für die Inbetriebnahme eines Prozessleitgerätes in einer verfahrenstechnischen Anlage verwendet wird. Die portable Recheneinrichtung weist einen oder mehrere Prozessoren, eine Kommunikationseinheit und einen nichtflüchtigen, computerlesbaren Spreicher auf, in dem ausführbare Anweisungen gespeichert sind. Die Anweisungen werden von einem oder mehren Prozessoren ausgeführt und veranlassen die portable Recheneinrichtung, Daten zur Inbetriebnahme des jeweiligen Prozessleitgeräts für jedes vom einen oder mehreren Prozessleitgeräten einer verfahrenstechnischen Anlage einzuholen. Zumindest einige vom einen oder den mehreren Prozessleitgeräten werden oder sollten kommunikationstechnisch verschaltet werden, um während der Laufzeit in der verfahrenstechnischen Anlage einen Prozess zu steuern Als Reaktion auf das Identifizieren einer energielosen Komponente in einer Prozessregelschleife, die ein erstes Prozessleitgerät von einem oder mehreren Prozessleitgeräten aufweist, veranlasst die portable Recheneinrichtung über eine drahtlose Verknüpfung den Transfer von Daten für die Inbetriebnahme des ersten Prozessleitgerätes, während die Komponente im energielosen Zustand bleibt, wobei die Inbetriebnahmedaten zur Verwendung bei der Inbetriebnahme des ersten Prozessleitgerätes dienen.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer beispielhaften verfahrenstechnischen Anlage, die mittels der Nutzung der vorliegend beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken zumindest teilweise in Betrieb genommen werden kann;
-
2A zeigt Blockschaltbilder von zwei beispielhaften Schleifen, die Teil der verfahrenstechnischen Anlage aus 1 sein können, und die durch Nutzung intelligenter Inbetriebnahmetechniken zumindest teilweise in Betrieb genommen werden kann;
-
2B veranschaulicht eine beispielhafte Architektur einer elektronischen Klemmleiste oder Anordnung, die Teil der verfahrenstechnischen Anlage in 1 sein kann;
-
3 veranschaulicht eine beispielhafte Bildschirmanzeige auf einer portablen Recheneinrichtung, auf der Daten für die Inbetriebnahme von Geräten in der verfahrenstechnischen Anlage abgebildet sind; und
-
4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines beispielhaften Verfahrens zur Inbetriebnahme eines Prozessleitgerätes in einer verfahrenstechnischen Anlage.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Um eine verfahrenstechnische Anlage in Betrieb zu nehmen, holt eine portable Recheneinrichtung, wie etwa ein Inbetriebnahme-Tool, Inbetriebnahmedaten für jedes Prozessleitgerät der verfahrenstechnischen Anlage ein. Die Inbetriebnahmedaten schließen möglicherweise eine Gerätemarke für das Prozessleitgerät ein, bei der es sich um eine eindeutige Kennung des jeweiligen Prozessleitgerätes handelt (beispielsweise eine Typen- bzw. Seriennummer, wie etwa AA-1), eine Internetprotokolladresse (IP) zur Kommunikation mit dem Prozessleitgerät, eine Beschreibung des Prozessleitgerätes, Marken- und Typeninformationen für das Prozessleitgerät, eine Bank bzw. ein Steckplatz zur Platzierung/Lokalisierung einer Komponente innerhalb derselben Prozessregelschleife wie das Prozessleitgerät oder etwaige weitere geeignete Daten für die Inbetriebnahme des Prozessleitgeräts. In manchen Ausführungsbeispielen ist das Prozessleitgerät möglicherweise in einem energielosen Zustand. Wird das energielose Prozessleitgerät in der verfahrenstechnischen Anlage identifiziert, transferiert die portable Recheneinrichtung die Daten für die Inbetriebnahme über die drahtlose Kommunikationsverknüpfung an das Prozessleitgerät. Beispielsweise verfügen die portable Recheneinrichtung und das Prozessleitgerät jeweils über Einheiten zur Funkerkennung (RFID)/Nahfeldkommunikation (NFC), um ein RFID/NFC-Signal zu senden und zu empfangen, einschließlich der Inbetriebnahmedaten. Das RFID/NFC-Signal steuert die RFID/NFC-Einheit an der Komponente an Prozessleitgerät an, sodass das Prozessleitgerät, während es im energielosen Zustand bleibt, das RFID/NFC-Signal empfängt.
-
In weiteren Ausführungsbeispielen ist die Komponente innerhalb derselben Prozessregelschleife im energielosen Zustand. Wird die Komponente in der verfahrenstechnischen Anlage identifiziert, transferiert die portable Recheneinrichtung die Inbetriebnahmedaten über die drahtlose Kommunikationsverknüpfung an die Komponente. Beispielsweise verfügen die portable Recheneinrichtung und die Komponente jeweils über RFID/NFC-Einheiten, um ein RFID/NFC-Signal zu senden/empfangen, einschließlich der Daten für die Inbetriebnahme des Prozessleitgeräts. Das RFID/NFC-Signal steuert die RFID/NFC-Einheit an der Komponente an, sodass die Komponente, während sie im energielosen Zustand bleibt, das RFID/NFC-Signal empfängt. Bei manchen Szenarien ist die Komponente das Prozessleitgerät an sich.
-
In einem beispielhaften Szenarium nimmt ein Anlagenbetreiber die Prozessleitgeräte innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage in Betrieb, indem er die Daten für die Inbetriebnahme eines Prozessleitgeräts von einer portablen Recheneinrichtung abruft. Beispielsweise scant der Betreiber einen Strichcode ein oder fängt eine Abbildung eines Etiketts auf dem Prozessleitgerät ein, um die Inbetriebnahmedaten zu erhalten. Das Betriebspersonal legt die portable Recheneinrichtung danach an eine Komponente an, die sich in derselben Prozessregelschleife befindet wie das Prozessleitgerät, (wobei es sich um das Prozessleitgerät selbst handeln kann), um die Inbetriebnahmedaten auf die Komponente zu transferieren (beispielsweise indem die portable Recheneinrichtung innerhalb eines Schwellenkommunikationsbereichs der Komponente gebracht wird). Das Betriebspersonal kann diese Schritte für jedes der Prozessleitgeräte wiederholen, um so die gesamte verfahrenstechnische Anlage in Betrieb zu nehmen. In manchen Szenarien befindet sich jede der Komponenten, die den Prozessleitgeräten entsprechen, möglicherweise in demselben Gehäuse (wie nachstehend im Einzelnen beschrieben). Entsprechend kann das Betriebspersonal durch Anlegen der portablen Recheneinrichtung an Komponenten innerhalb desselben Gehäuses die Inbetriebnahmedaten für mehrere Prozessleitgeräte transferieren. Auf diese Weise braucht das Betriebspersonal nicht die verschiedenen Abschnitte innerhalb in der verfahrenstechnischen Anlage aufzusuchen, um die Prozessleitgeräte in Betrieb zu nehmen und kann die meisten – wenn nicht gar alle – Schritte der Inbetriebnahme von einem einzigen Ort aus durchführen.
-
Wie vorstehend erläutert kann eine verfahrenstechnische Anlage, ein Prozessleitsystem oder eine Prozessleitumgebung, die bzw. das in der Lage ist, sofern selbige bzw. selbiges direkt prozessgekoppelt ist, einen oder mehrere industrielle Abläufe in Echtzeit zu steuern, unter Einsatz von einer oder mehreren der neuartigen intelligenten Techniken, Systeme, Anordnungen, Komponenten, Vorrichtungen bzw. Verfahren, die vorliegend beschrieben werden, in Betrieb genommen werden. Die verfahrenstechnische Anlage kann nach der Inbetriebnahme und bei direkt prozessgekoppelter Betriebsweise einen oder mehrere verdrahtete oder drahtlose Prozessleitvorrichtungen, Komponenten oder Elemente aufweisen, die physikalische Funktionen (wie beispielsweise das Öffnen und Schließen von Ventilen, das Messen von Temperatur, Druck bzw. Umgebungsparametern und dergleichen vornehmen) in konzertierter Aktion mit einem Prozessleitsystem zur Regelung von einem oder mehreren Prozessen, die innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage ausgeführt werden, vornehmen. Die verfahrenstechnische Anlage bzw. das Prozessleitsystem kann beispielsweise ein oder mehrere verdrahtete Kommunikationsnetzwerke sowie ein oder mehrere drahtlose Kommunikationsnetzwerke aufweisen. Die verfahrenstechnische Anlage weist möglicherweise zentrale Datenbanken auf, wie etwa zeitunabhängige und Batch-Datenbanken sowie Datenbanken für Vermögensverwaltung und Historie.
-
Zur Veranschaulichung des Vorgesagten sei 1 angeführt. Diese zeigt ein Blockschaltbild einer beispielhaften verfahrenstechnischen Anlage, eines Prozessleitsystems oder einer Prozessleitumgebung 5, die zumindest teilweise mittels der Nutzung der vorliegend beschriebenen intelligenten Inbetriebnahmetechniken in Betrieb genommen wurde. Die verfahrenstechnische Anlage 5 weist eine oder mehrere Prozesssteuereinheiten auf, die Signale zur Anzeige von ablauftechnischen Messungen, die im Feld aufgezeichnet wurden, empfangen, diese Informationen verarbeiten, um ein Steuerunterprogramm zu realisieren und Steuersignale erzeugen, die über verdrahtete oder drahtlose Kommunikationsverknüpfungen oder Netzwerke für die Prozesssteuerung an andere Feldgeräte gesendet werden, um den Betrieb eines Prozesses in der Anlage 5 zu regeln. In der Regel führt mindestens ein Feldgerät eine physikalische Funktion aus (beispielsweise das Öffnen oder Schließen eines Ventils, Erhöhen oder Erniedrigen einer Temperatur usw.), um den Betrieb eines Prozesses zu steuern; und manche Arten von Feldgeräten kommunizieren mittels der Verwendung von I/O-Geräten mit den Steuereinheiten. Die Prozesssteuereinheiten, Feldgeräte und I/O-Geräte können verdrahtet oder drahtlos sein, wobei eine beliebige Anzahl und Kombination von verdrahteten und drahtlosen Prozesssteuereinheiten, Feldgeräten und I/O-Geräten in der Umgebung der verarbeitungstechnischen Anlage oder dem System 5 aufgenommen sein kann.
-
Beispielsweise veranschaulicht 1 eine Prozesssteuereinheit 11, die über die Ausgangs-/Eingangskarten (I/O-Karten) 26 und 28 kommunikationstechnisch mit den verdrahteten Feldgeräten 15–22 verbunden ist und die über einen drahtlosen Netzkoppler 35 kommunikationstechnisch mit den drahtlosen Feldgeräten 40–46 sowie mit einer Datenringleitung oder einem Hauptstrang 10 für Prozessleitdaten verbunden ist, die bzw. der u. a. eine oder mehrere verdrahtete bzw. drahtlose Kommunikationsverknüpfungen aufweist und unter Verwendung beliebiger erwünschter oder geeigneter oder von Kommunikationsprotokollen, wie beispielsweise einem Ethernet-Protokoll, realisiert werden kann. In einem Ausführungsbeispiel wird die Steuereinheit 11 unter Verwendung von einem oder mehreren Kommunikationsnetzwerken, die nicht der Hauptstrang 10 sind, kommunikationstechnisch mit dem drahtlosen Netzkoppler 35 verbunden, wie beispielsweise durch Verwendung einer beliebigen Anzahl anderer verdrahteter oder drahtloser Kommunikationsverknüpfungen, die ein oder mehrere Kommunikationsprotokolle unterstützen, beispielsweise Wi-Fi oder andere drahtlose lokale Netzwerkprotokolle, die die Vorgaben von IEEE 802.11 erfüllen, mobile Kommunikationsprotokolle (beispielsweise WiMAX, LTE oder andere mit ITU-R kompatible Protokolle), Bluetooth®, HART®, WirelessHART®, Profibus, FOUNDATION® Feldbus usw.
-
Die Steuereinheit 11, bei der es sich beispielhaft um den von der Fa. Emerson Process Management vertriebenen DeltaVTM Controller handeln kann, ist möglicherweise in Betrieb, um unter Verwendung zumindest einiger der Feldgeräte 15–22 und 40–46 einen Batch-Prozess oder einen kontinuierlichen Ablauf zu verwirklichen. In einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 11 zusätzlich zu der kommunikationstechnischen Verbindung mit der Datenringleitung der Prozesssteuerung 10 auch mit zumindest manchen der Feldgeräte 15–22 und 40–46 kommunikationstechnisch verbunden, wobei jede beliebige erwünschte Hardware und Software, die beispielsweise mit standardmäßigen 4–20 mA Geräten, I/O-Karten 26, 28 bzw. einem beliebigen intelligenten Kommunikationsprotokoll, wie etwa dem FOUNDATION® Fieldbus-Protokoll, dem HART®-Protokoll, assoziiert sind, usw. In 1 sind die Steuereinheit 11, die Feldgeräte 15–22 und die I/O-Karten 26, 28 verdrahtete Vorrichtungen; und die Feldgeräte 40–46 sind drahtlose Feldgeräte. Selbstverständlich können die verdrahteten Feldgeräte 15–22 und die drahtlosen Feldgeräte 40–46 mit beliebigen anderen einzelnen oder mehreren gewünschten Normen oder Protokollen konform sein, einschließlich beliebigen künftig noch zu entwickelnden Normen und Protokollen.
-
Die Prozesssteuereinheit 11 der 1 weist einen Prozessor 30 auf, der ein oder mehrere Prozesssteuer-Routines 38 (beispielsweise solche, die in einem Speicher 32 gespeichert sind) verwirklicht oder überwacht. Der Prozessor 30 ist dazu konfiguriert, mit den Feldgeräten 15–22 und 40–46 und anderen Prozessleitgeräten, die kommunikationstechnisch mit der Steuereinheit 11 verbunden sind, zu kommunizieren. Es ist anzumerken, dass jegliche der vorliegend beschriebenen Unterprogramme oder Module, sofern dies wünschenswert ist, teilweise von anderen Steuereinheiten oder anderen Vorrichtungen realisiert oder ausgeführt werden. Ebenso können die vorliegend beschriebenen Steuerroutinen oder Module 38, die im Rahmen des Prozessleitsystems 5 zu verwirklichen sind, eine beliebige Form annehmen, u. a. Software, Firmware, Hardware usw. Steuerroutinen können in jedem beliebigen Softwareformat realisiert werden, wie beispielsweise unter Verwendung einer objektorientierten Programmierung, einer Leiterlogik, von sequenziellen Funktionstabellen, Funktionsblockdiagrammen oder anderer Softwareprogrammiersprachen oder Design-Paradigmen. Die Steuerroutinen 38 können in einem Speicher 32 beliebiger Art, wie etwa einem Schreib-Lesespeicher (RAM) oder einem Nur-Lesespeicher (ROM), gespeichert werden. Ebenso können die Steuerroutinen 38 beispielsweise in EPROMs, EEPROMs, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs) oder beliebigen anderen Hardware- oder Firmware-Elementen hartkodiert sein. Damit kann die Steuereinheit 11 zur Realisierung einer Steuerstrategie oder einer Steuerroutine in einer beliebigen Form konfiguriert werden.
-
In manchen Ausführungsbeispielen, realisiert die Steuereinheit 11 eine Steuerstrategie mithilfe von allgemein in Fachkreisen als Funktionsblöcke bezeichneten Einheiten, wobei jeder Block ein Objekt oder ein anderes Teil (z. B. eine Subroutine) einer Steuerroutine insgesamt ist und gemeinsam mit anderen Funktionsblöcken (über Kommunikationen, die Verknüpfungen genannt werden) arbeitet, um Prozessregelschleifen innerhalb des Prozessleitsystems 5 zu verwirklichen. Funktionsblöcke, die auf einer Steuerung basieren, führen in der Regel eine von den Eingangsfunktion durch, wie beispielsweise im Zusammenhang mit einem Sender, einem Sensor oder einem anderen Messgerät von Prozessparametern, eine Steuerungsfunktion, wie beispielsweise eine solche, die mit einer Steuerroutine assoziiert ist, die PID, Fuzzy-Logik usw. durchführt, oder eine Ausgangsfunktion, die den Betrieb eines beliebigen Gerätes steuert, wie beispielsweise eines Ventils, um eine beliebige physikalische Funktion im Rahmen des Prozessleitsystems 5 durchzuführen Es versteht sich, dass es auch Hybridformen und andere Typen von Funktionsblöcken gibt. Die Funktionsblöcke können von der Steuereinheit 11 gespeichert und von dieser ausgeführt werden, was in der Regel der Fall ist, wenn diese Funktionsblöcke für standardmäßige 4–20 mA-Geräte und manche Typen von intelligenten Feldgeräten, wie etwa HART®, verwendet werden oder mit diesen assoziiert sind; oder sie können in den Feldgeräten selbst gespeichert und von diesen realisiert werden, was bei FOUNDATION® Fieldbus-Geräten der Fall sein kann. Die Steuereinheit 11 kann eine oder mehrere Steuerroutinen 38 aufweisen, die eine oder mehrere Steuerschleifen verwirklichen, und kann implementiert werden, indem einer oder mehrere der Funktionsblöcke ausgeführt werden.
-
Die verdrahteten Feldgeräte 15–22 können Vorrichtungen jeder Art sein, wie beispielsweise Sensoren, Ventile, Sender, Positionierer usw., während die I/O-Karten 26, 28 I/O-Karten eines beliebigen Typs sein können, der mit dem etwaigen Kommunikations- oder Steuereinheitenprotokoll konform ist. In 1 sind die Feldgeräte 15–18 standardmäßige 4–20 mA-Geräte oder HART®-Geräte, die über analoge oder kombiniert analoge und digitale Leitungen mit der I/O-Karte 26 (vorliegend auch als „nicht-intelligente“ oder „dumme“ Geräte bezeichnet) kommunizieren, während es sich bei den Feldgeräten 19–22 um intelligente Geräte handelt, wie etwa FOUNDATION® Fieldbus-Feldgeräte, die über einen digitalen Bus und unter Verwendung eines FOUNDATION® Fieldbus-Kommunikationsprotokolls mit der I/O-Karte 28 kommunizieren. In manchen Ausführungsbeispielen ist es jedoch so, dass zumindest einige der verdrahteten Feldgeräte 15, 16 und 18–21 bzw. zumindest einige I/O-Karten 26, 28 zusätzlich oder alternativ unter Verwendung der Datenringleitung für die Prozesssteuerung 10 bzw. unter Verwendung anderer geeigneter Steuersystemprotokolle (z. B. Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, ControlNet, Modbus, HART usw.) mit der Steuereinheit 11 kommunizieren.
-
In 1 kommunizieren die drahtlosen Feldgeräte 40–46 über ein drahtloses Prozesssteuerungskommunikationsnetzwerk 70 und verwenden ein Drahtlosprotokoll, wie beispielsweise WirelessHART®. Derartige drahtlose Geräte 40–46 können direkt mit einer oder mehreren Vorrichtungen oder Knoten des Drahtlosnetzwerks 70 kommunizieren, die auch für eine drahtlose Kommunikation konfiguriert sind (beispielsweise unter Verwendung des Drahtlosprotokolls oder eines anderen Drahtlosprotokolls. Um mit einem oder mit mehreren Knoten zu kommunizieren, die nicht für eine drahtlose Kommunikation konfiguriert sind, können die drahtlosen Feldgeräte 40–46 einen drahtlosen Netzkoppler 35 nutzen, der mit der Datenringleitung für die Prozesssteuerung 10 oder einem anderen Kommunikationsnetzwerk der Prozesssteuerung verbunden ist. Der drahtlose Netzkoppler 35 bietet Zugriff auf verschiedene drahtlose Geräte 40–58 des drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 70. Insbesondere bietet der drahtlose Netzkoppler 35 eine kommunikationstechnische Kopplung zwischen den drahtlosen Geräten 40–58, den verdrahteten Geräten 11–28 bzw. anderen Knoten oder Geräten der verfahrenstechnischen Anlage 5. Beispielsweise kann der drahtlose Netzkoppler 35 unter Verwendung der Datenringleitung der Prozesssteuerung 10 bzw. des einen oder der mehreren anderen Kommunikationsnetzwerke der verfahrenstechnischen Anlage 5 eine kommunikationstechnische Kopplung bereitstellen.
-
Ähnlich den verdrahteten Feldgeräten 15–22 führen die drahtlosen Feldgeräte 40–46 des drahtlosen Netzwerks 70 physikalische Steuerfunktionen innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage 5 durch, so beispielsweise das Öffnen oder Schließen von Ventilen oder Aufzeichnen von Messungen der Prozessparameter. Die drahtlosen Feldgeräte 40–46 sind jedoch dazu konfiguriert, mithilfe der drahtlosen Protokolle des Netzwerks 70 zu kommunizieren. Die drahtlosen Feldgeräte 40–46, der drahtlose Netzkoppler 35 und andere drahtlose Knoten 52–58 des drahtlosen Netzwerks 70 sind als solche Produzenten und Verbraucher von drahtlosen Kommunikationspaketen.
-
Bei manchen Konfigurationen der verfahrenstechnischen Anlage 5 weist das drahtlose Netzwerk 70 auch nicht-drahtlose Geräte auf. Zum Beispiel sieht man in 1 ein Feldgerät 48, wobei es sich um ein 4–20 mA Legacy-Gerät handelt, und ein Feldgerät 50, das ein verdrahtetes HART®-Gerät ist. Um innerhalb des Netzwerks 70 zu kommunizieren, werden die Feldgeräte 48 und 50 über einen drahtlosen Adapter 52a, 52b mit dem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk 70 verbunden Die drahtlosen Adapter 52a, 52b unterstützen ein drahtloses Protokoll, wie etwa WirelessHART, und unterstützen möglicherweise ein oder mehrere andere Kommunikationsprotokolle, wie beispielsweise Foundation® Fieldbus, PROFIBUS, DeviceNet usw. Zusätzlich weist das drahtlose Netzwerk 70 bei manchen Konfigurationen einen oder mehrere Netzwerkszugriffspunkte 55a, 55b auf, bei denen es sich um separate physische Geräte in einer verdrahteten Kommunikation mit dem drahtlosen Netzkoppler 35 handeln kann, oder die möglicherweise als ein integrales Gerät mit dem drahtlosen Netzkoppler 35 bereitgestellt werden. Das drahtlose Netzwerk 70 kann auch einen oder mehrere Router 58 aufweisen, um Pakete von einem drahtlosen Gerät zu einem anderen drahtlosen Gerät innerhalb des drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 70 weiterzuleiten. In 1 kommunizieren die drahtlosen Geräte 40–46 und 52–58 über die drahtlosen Verknüpfungen 60 des drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 70 bzw. über die Datenringleitung für die Prozessteuerung 10 miteinander und mit dem drahtlosen Netzkoppler 35.
-
In 1 weist das Prozessleitsystem 5 eine oder mehrere Bedienarbeitsstationen 71 auf, die kommunikationstechnisch mit der Datenringleitung verbunden sind. Über die Bedienarbeitsstationen 71 kann das Bedienpersonal die Operationen des Prozessleitsystem 5 in Realzeit anzeigen und überwachen sowie etwaige diagnostische, korrektive, wartungstechnische bzw. andere Aktionen, die möglicherweise erforderlich sind, einleiten. Zumindest einige der Bedienarbeitsstationen 71 können sich in verschiedenen geschützten Bereichen innerhalb oder nahe der Anlage 5 befinden; mitunter kann es sein, dass zumindest einige der Bedienarbeitsstationen 71 zwar von der Anlage entfernt lokalisiert sind aber dennoch in kommunikativer Verbindung mit der Anlage 5 stehen. Die Bedienarbeitsstationen 71 können verdrahtete oder drahtlose Recheneinrichtungen sein.
-
Das beispielhafte Prozessleitsystem 5 ist weiter dahingehend illustriert, dass es eine Konfigurationsanwendung 72a und eine Konfigurationsdatenbank 72b aufweist, die beide kommunikationstechnisch mit der Datenringleitung 10 verbunden sind. Wie vorstehend erläutert, können verschiedene Instanzen der Konfigurationsanwendung 72a auf einer oder mehreren Recheneinrichtungen (nicht gezeigt) ausgeführt werden, um es Benutzern zu ermöglichen, Prozesssteuermodule zu erstellen oder zu ändern und diese Module über die Datenringleitung 10 auf die Steuereinheiten 11 herunterzuladen sowie es Benutzern zu ermöglichen, Bedienschnittstellen, über die das Bedienpersonal Dateneinstellungen innerhalb der Prozesssteuerroutinen anzeigen kann, zu erstellen und zu ändern. Die Konfigurationsdatenbank 72b speichert die erstellten (z. B. konfigurierten) Module bzw. Bedienschnittstellen. Allgemein sind die Konfigurationsanwendung 72a und die Konfigurationsdatenbank 72b zentralisiert und haben ein unitarisches logisches Erscheinungsbild im Hinblick auf das Prozessleitsystem 5, obwohl eine Mehrzahl von Instanzen der Konfigurationsanwendung 72a möglicherweise gleichzeitig innerhalb des Prozessleitsystems 5 ausgeführt wird; und die Konfigurationsdatenbank 72b kann über mehrere physikalische Datenspeichergeräte realisiert werden. Entsprechend umfassen die Konfigurationsanwendung 72a, Konfigurationsdatenbank 72b und deren Benutzerschnittstellen (nicht gezeigt) eine Konfiguration oder ein Entwicklungssystem 72 für Steuer- bzw. Anzeigemodule. In der Regel, jedoch nicht zwingend vorgeschrieben, unterscheiden sich die Benutzerschnittstellen für das Konfigurationssystem 72 von denen der Bedienarbeitsstation 71, denn die Benutzerschnittstellen für das Konfigurationssystem 72 werden von Konfigurations- und Entwicklungsingenieuren genutzt, unabhängig davon, ob die Anlage 5 in Realzeit betrieben wird oder nicht; hingegen werden die Bedienarbeitsstationen 71 im Verlauf von realzeitlichen Operationen der verfahrenstechnischen Anlage 5 vom Bedienpersonal genutzt werden.
-
Das beispielhafte Prozessleitsystem 5 weist eine Datenhistoriker-Anwendung 73a und eine Datenhistoriker-Datenbank 73b auf, die beide kommunikationstechnisch mit der Datenringleitung 10 verbunden sind. Die Datenhistoriker-Anwendung 73a sammelt manche oder alle der Daten, die über die Datenringleitung 10 bereitgestellt werden und historisiert oder speichert die Daten in der Historiker-Datenbank 73b zur langfristigen Speicherung. Ähnlich wie bei der Konfigurationsanwendung 72a und der Konfigurationsdatenbank 72b sind die Datenhistoriker-Anwendung 73a und Datenhistoriker-Datenbank 73b zentralisiert und haben ein unitarisches logisches Erscheinungsbild im Hinblick auf das Prozessleitsystem 5, obwohl eine Mehrzahl von Instanzen einer Datenhistoriker-Anwendung 73a gleichzeitig innerhalb des Prozessleitsystems 5 ausgeführt werden können; ferner kann die Datenhistoriker-Datenbank 73b über mehrere physische Datenspeichervorrichtungen realisiert werden.
-
Bei manchen Konfigurationen weist das Prozessleitsystem 5 einen oder mehrere andere drahtlose Zugriffspunkte 74 auf, die mithilfe von anderen Drahtlosprotokollen mit anderen Geräten kommunizieren, beispielsweise Wi-Fi- oder WLAN-(Local Area Network)Protokollen, die mit IEEE 802.11 konform sind, mobile Kommunikationsprotokolle, wie beispielsweise WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), LTE (Long Term Evolution) oder andere Protokolle, die mit ITU-R (dem International Telecommunication Union Radiocommunication Sector) kompatibel sind, kurzwellige Radiokommunikationen, wie beispielsweise NFC und Bluetooth, oder andere drahtlose Kommunikationsprotokolle. In der Regel erlauben solche drahtlosen Zugriffspunkte 74, dass von Hand gehaltene oder portable Rechenvorrichtungen (z. B. Benutzerschnittstellengeräte 75) über ein drahtloses Prozessteuerungs-Kommunikationsnetzwerk, bei dem es sich nicht um ein drahtloses Netzwerk 70 handelt und das ein anderes drahtloses Protokoll als das drahtlose Netzwerk 70 unterstützt, zu kommunizieren. Beispielsweise kann ein drahtloses oder portables Benutzerschnittstellengerät 75 eine mobile Arbeitsstation oder ein diagnostisches Testinstrument sein, das vom Bedienpersonal innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage 5 (z. B. eine Instanz einer der Bedienarbeitsstationen 71) genutzt wird. Bei manchen Szenarien kommunizieren zusätzlich zu den portablen Recheneinrichtungen ein oder mehrere Prozessleitvorrichtungen (z. B. die Steuereinheit 11, Feldgeräte 15–22, I/O-Geräte 26, 28 oder die drahtlosen Geräte 35, 40–58) auch mithilfe des drahtlosen Protokolls, das von den Zugriffspunkten 74 unterstützt wird.
-
Das beispielhafte Prozessleitsystem 5 kann weiter ein oder mehrere Inbetriebnahme-Tools 135a, 135b aufweisen, die in der Feldumgebung 122 für die Inbetriebnahme der Prozesssteuergeräte der verfahrenstechnischen Anlage 5 verwendet werden. Bei dem Inbetriebnahme-Tool 135a, 135b kann es sich um eine portable Recheneinrichtung handeln, wie beispielsweise um einen Laptop- oder Tablet-Computer, ein von Hand gehaltenes intelligentes Gerät, eine am Körper mitgeführtes Recheneinrichtung usw. Das Inbetriebnahme-Tool 135a kann für die Inbetriebnahme der nicht-intelligenten Feldgeräte 15–18, der intelligenten Feldgeräte 19–22 bzw. anderer Geräte, die in der Feldumgebung 122 der verfahrenstechnischen Anlage 5 angeordnet sind, verwendet werden. Zur Inbetriebnahme der nicht-intelligenten Feldgeräte 15–18 kommuniziert das Inbetriebnahme-Tool 135a möglicherweise über eine drahtlose Verknüpfung 76a (z. B. über RFID, NFC usw.) mit der I/O-Karte 26 oder einer beliebigen anderen geeigneten Komponente, die mit den nicht-intelligenten Feldgeräten 15–18 verbunden ist. Auf diese Weise kann das Inbetriebnahme-Tool 135a Daten mit Bezug auf die Inbetriebnahme (z. B. Gerätemarken) für die nicht-intelligenten Feldgeräte 15–18 an die entsprechende I/O-Karte 26 oder eine mit der I/O-Karte 26 elektrisch verbundenen elektronischen Klemmenkomponente transferieren. Zur Inbetriebnahme der intelligenten Feldgeräte 19–22 kann das Inbetriebnahme-Tool 135b über eine drahtlose Verknüpfung 76b direkt mit den intelligenten Feldgeräten 19–22 kommunizieren. So kann das Inbetriebnahme-Tool 135b Daten mit Bezug auf die Inbetriebnahme (z. B. Gerätemarken) direkt an die intelligenten Feldgeräte 19–22 übertragen
-
In manchen Ausführungsbeispielen können die Prozessleitgeräte vorab, beispielsweise noch im Werk konfiguriert werden und speichern somit standardmäßige Daten für die Inbetriebnahme, bevor sie installiert oder in Betrieb genommen werden. Andere Ausführungsbeispiele hingegen sehen vor, dass die Prozessleitgeräte ohne irgendwelche vorab vom Werk eingespeicherten Inbetriebnahmedaten eintreffen. Wenn ein I/O-Gerät kommunikationstechnisch mit einem nicht-intelligenten Geldgerät verbunden ist, speichert das I/O-Gerät erst dann Daten für das nicht-intelligente Gerät, wenn das Inbetriebnahme-Tool 135 die Daten für die Inbetriebnahme auf das I/O-Gerät transferiert.
-
Es ist anzumerken, dass, obwohl 1 nur eine einzelne Steuereinheit 11 mit einer begrenzten Anzahl von Feldgeräten 15–22 und 40–46, drahtlosen Netzkopplern 35, drahtlosen Adaptern 52, Zugriffspunkten 55, Routern 58 und drahtlosen Kommunikationsnetzwerken für die Prozesssteuerung 70 im Rahmen einer beispielhaften verfahrenstechnischen Anlage 5 illustriert, klar auf der Hand liegt, dass dies nur zur Veranschaulichung dient und damit den erfindungsgemäßen Geltungsrahmen keineswegs beschränkt. Eine beliebige Anzahl von Steuereinheiten 11 kann Teil der verfahrenstechnischen Anlage or des Prozessleitsystems 5 sein und beliebige der Steuereinheiten 11 können mit einer beliebigen Anzahl von verdrahteten oder drahtlosen Vorrichtungen oder Netzwerken 15–22, 40–46, 35, 52, 55, 58 und 70 kommunizieren, um einen Prozess in der Anlage 5 zu steuern.
-
Es ist ferner anzumerken, dass die verfahrenstechnische Anlage oder des Prozessleitsystems 5 der 1 eine Feldumgebung 122 aufweist (z. B. „die Produktionsfläche 122 der verfahrenstechnischen Anlage“) und eine Backend-Umgebung 125, die kommunikationstechnisch über die Datenringleitung 10 verbunden sind. Wie auch in 1 gezeigt, weist die Feldumgebung 122 physische Komponenten auf (z. B. Prozessleitvorrichtungen, Netzwerke, Netzwerkelemente usw.), die hierin angeordnet, installiert und verschaltet sind, um den Prozess während der Laufzeit zu steuern. Die Steuereinheit 11, die I/O-Karten 26, 28, die Feldgeräte 15–22 und andere Vorichtungen und Netzwerkkomponenten 40–46, 35, 52, 55, 58 und 70 sind beispielsweise in der Feldumgebung 122 der verfahrenstechnischen Anlage 5 lokalisiert, angeordnet oder anderweitig mitaufgenommen. Allgemein ausgedrückt werden Rohmaterialien in der Feldumgebung 122 der verfahrenstechnischen Anlage 5 unter Verwendung der darin angeordneten physischen Komponenten in Empfang genommen und verarbeitet, um ein oder mehrere Produkte zu erzeugen.
-
Die Backend-Umgebung 125 der verfahrenstechnischen Anlage 5 schließt verschiedene Komponenten ein, wie etwa Recheneinrichtungen, Bedienarbeitsstationen, Datenbanken usw., die gegen die rauen Bedingungen und Materialien der Feldumgebung 122 abgeschirmt oder vor diesen geschützt sind. Unter Bezugnahme auf die 1 enthält die Backend-Umgebung 125 beispielsweise die Bedienarbeitsstationen 71, die Konfigurations- oder Entwicklungssysteme 72 für Steuermodule und andere ausführbare Module sowie die Daten-Historikersysteme 73 bzw. andere zentralisierte Verwaltungssysteme, Recheneinrichtungen bzw. eine Funktionalität, die die Laufzeit-Operationen der verfahrenstechnischen Anlage 5 unterstützt. Bei manchen Konfigurationen können verschiedene Recheneinrichtungen, Datenbanken und andere Komponenten und Instrumente, die Teil der Backend-Umgebung 125 der verfahrenstechnischen Anlage 5 sind, an physisch unterschiedlichen Orten, die mit Bezug auf die verfahrenstechnische Anlage 5 lokal oder entfernt platziert sein können.
-
2A zeigt ein Blockdiagramm auf, das eine beispielhafte Architektur einer Prozessregelschleife 100a zeigt, die ein nicht-intelligentes Feldgerät 102a einschließt und die zumindest teilweise unter Verwendung eines oder mehrerer der neuartigen intelligenten vorliegend beschriebenen Inbetriebnahmetechniken in Betrieb genommen werden kann. Allgemein sind „Smart-“ oder „intelligente“ Feldgeräte, wie die Begriffe hier verwendet werden, Feldgeräte, bei denen ein oder mehrere Prozessoren oder ein oder mehrere Speicher integriert sind. Andererseits bedeutet „dumm“ oder „Legacy-“Feldgeräte, wie die Begriffe hier verwendet werden, dass die Feldgeräte keine(n) bordeigenen Prozessor(en) bzw. bordeigene Speicher haben.
-
Die Schleife 100a kann in eine verfahrenstechnische Anlage integriert oder eingebunden werden, um dazu genutzt zu werden, einen Prozess während des Laufzeitbetriebs der verfahrenstechnischen Anlage zu steuern. Beispielsweise kann die Schleife 100a in der Feldumgebung 122 der verfahrenstechnischen Anlage 5 installiert oder angeordnet werden.
-
Innerhalb der beispielhaften Prozessleitschleife 100a, die in 2a gezeigt, ist das nicht-intelligente Gerät 102a kommunikationstechnisch mit einer elektronischen Klemmleiste verbunden (z. B. auf verdrahtete oder drahtlose Weise) oder mit der Komponente 110a (z. B. einem von Emerson Process Management gelieferten CHARacterization-Modul oder CHARM) verbunden. Die elektronische Klemmleiste 110a wird kommunikationstechnisch mit einem I/O-Anschlussklemmleiste 105a verbunden 112a, der wiederum mit einer I/O-Karte 108a kommunikationstechnisch verbunden ist. Die I/O-Karte 108a ist kommunikationstechnisch mit einer Steuereinheit 120a verbunden 118a, welche wiederum kommunikationstechnisch mit der Backend-Umgebung 125 der verfahrenstechnischen Anlage 5 verbunden 121a ist. Während der direkt prozessgekoppelten Betriebsabläufe der verfahrenstechnischen Anlage 5 empfängt die verfahrenstechnische Steuereinheit 120a digitale Werte der vom nicht-intelligenten Feldgerät 102a erzeugten Signale und reagiert auf die empfangenen Werte, indem sie einen Prozess innerhalb der Anlage 5 steuert bzw. Signale aussendet, um den Betrieb des nicht-intelligenten Feldgerätes 102a zu ändern. Zusätzlich kann die Steuereinheit 120a über die Kommunikationsverbindung 121a Informationen an die Backend-Umgebung 125 senden und empfangen.
-
In 2A werden die elektronische Klemmleistenkomponente 110a, die I/O-Anschlussklemmenleiste 105a und die I/O-Karte 108a als zusammen in einem Schrank oder in einem Gehäuse 115a angeordnet gezeigt (wie etwa in einem I/O-Schrank), der bzw. das die elektronische Klemmleistenkomponente 110a, die I/O-Anschlussklemmenleiste 105a und die I/O-Karte 108a bzw. andere Komponenten, die in dem Schrank 115a untergebracht sind, über einen Bus, eine Rückwandplatine oder einen anderen geeigneten Zusammenschaltungsmechanismus elektrisch verschaltet. Das Gehäuse für CHARM 110a, der I/O-Anschlussklemmenleiste 105a und der I/O-Karte 108a im Schrank 115a ist selbstverständlich, wie in 2A gezeigt, nur eine von vielen möglichen Gehäusekonfigurationen.
-
Mit besonderer Aufmerksamkeit auf die Komponente der elektronischen Klemmleiste 110a sei gesagt, dass 2B eine Profilansicht eines beispielhaften elektronischen Klemmleiste oder einer Anordnung 140 darstellt, die die elektronische Klemmleistenkomponente 110a unterstützt, wie in 2A gezeigt, und wird nachstehend unter gleichzeitiger Bezugnahme auf 2A erläutert. In 2B hat die elektronische Klemmleiste oder die Anordnung 140 einen CHARM-Träger 142, der eine oder mehrere CHARM I/O-Karten (CIOCs) 145 unterstützt, mit der die Prozesssteuereinheit 120a möglicherweise verbunden ist (beispielsweise über eine verdrahtete oder drahtlose Verbindung 118a). Zusätzlich weist die elektronische Klemmleiste oder die Anordnung 140 eine oder mehrere CHARM-Baseplatten 148 auf, die kommunikationstechnisch mit dem CHARM-Träger 142 verbunden sind (und daher auch mit den CHARM-I/O-Karten 145), die eine Vielzahl individuell konfigurierbarer Kanäle unterstützen. Jeder Kanal verfügt über eine dedizierte CHARM-Anschlussklemmenleiste 150, in der CHARM 110a sicher aufgenommen und elektronisch verbunden werden kann, wodurch das Feldgerät 102a und die I/O-Karte 108a mit der Steuereinheit 120a elektronisch verbunden werden. Beispielsweise ist die I/O-Anschlussklemmenleiste 105a der CHARM- Anschlussklemmenleiste 150, in der CHARM 110a aufgenommen wird; und die I/O-Karte 108a ist CIOC 145, die der CHARM-Anschlussklemmenleiste 150 entspricht und mit der die Steuereinheit 120a verbunden (118a) ist 118a. 2B zeigt weiter andere CHARMSs 152, die in ihren jeweiligen CHARM-Anschlussklemmenleiste 150 aufgenommen wurden, wie etwa CHARM 110b, und die möglicherweise mit anderen entsprechenden Geräten 102b in der Feldumgebung 122 der verfahrenstechnischen Anlage 5 verbunden sind.
-
Man werfe einen weiteren Blick auf 2A. 2A zeigt weiter ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Architektur der Prozessregelschleife 100b darstellt, wobei die Schleife 100b im Gegensatz zur Schleife 100a ein intelligentes Feldgerät 102b aufweist. Die Schleife 100b kann zumindest teilweise unter Verwendung eines oder mehrerer der neuartigen intelligenten vorliegend beschriebenen Techniken bei der Inbetriebnahmearbeit in Betrieb genommen werden. Wie auch in 2a gezeigt, ist das intelligente Gerät 102b kommunikationstechnisch mit einer elektronischen Klemmleiste oder mit der Komponente 110b (z. B. CHARM) verbunden (z. B. auf verdrahtete oder drahtlose Weise). Die elektronische Klemmleiste 110 wird kommunikationstechnisch mit einem I/O-Anschlussklemmblock 105b gekoppelt 112, der wiederum mit einer I/O-Karte 108b verbunden ist. Die I/O-Karte 108b ist kommunikationstechnisch mit einer Steuereinheit 120b verbunden 118b, welche wiederum kommunikationstechnisch mit der Backend-Umgebung 125 der verfahrenstechnischen Anlage 5 verbunden 121b ist. Während der direkt prozessgekoppelten Betriebsabläufe der verfahrenstechnischen Anlage 5 empfängt die Prozesssteuereinheit 120b digitale Werte der vom intelligenten Feldgerät 102b erzeugten Signale und reagiert auf die empfangenen Werte, um einen Prozess innerhalb der Anlage 5 zu steuern bzw. Signale auszusenden, um den Betrieb des nicht-intelligenten Feldgerätes 102b zu ändern. Zusätzlich kann die Steuereinheit 120b über die kommunikationstechnische Verbindung 121b Informationen an die Backend-Umgebung 125 senden und und von dieser empfangen.
-
2A veranschaulicht eine zentrale Datenbank oder einen Datenspeicher 128, der in der Backend-Umgebung 125 der verfahrenstechnischen Anlage 5 angeordnet ist und zwecks Inbetriebnahme verwendet wird. Die zentrale Datenbank 128 speichert u. a. Daten und andere Informationen, die verschiedene Vorrichtungen oder Komponenten und deren Verschaltungen, die plan- oder wunschgemäß auf der Produktionsfläche der verfahrenstechnischen Anlage oder in der Feldumgebung 122 verwirklicht werden sollen, identifizieren bzw. adressieren. Manche der Inbetriebnahmedaten können an Komponenten in der Feldumgebung 122 zur Verwendung bei der Inbetriebnahme der darin enthaltenen Geräte und Schleifen bereitgestellt werden; und manche dieser Daten können in der Backend-Umgebung 125, beispielsweise für Design, Entwicklung und Vorbereitung von Steuermodulen bzw. Bedienschnittstellenmodulen genutzt werden, die beim Live-Betrieb der verfahrenstechnischen Anlage 5 gemeinsam mit der Feldumgebung 122 arbeiten. In einem Beispiel wird ein genehmigtes Steuermodul in die Prozesssteuereinheit 120 heruntergeladen, sodass die Prozesssteuereinheit 120, wenn sie während des Live-Betriebs ausgeführt wird, gemäß dem systemeigenen Steuermodul arbeitet, um verschiedene Signale an die anderen Komponenten der eigenen Schleife 100 zu senden und davon zu empfangen (und in manchen Fällen an andere/von anderen Prozesssteuereinheiten), wodurch der Prozess in der verfahrenstechnischen Anlage 5 zumindest teilweise gesteuert wird.
-
Daher müssen Daten, die bekannt sind und in der Backend-Umgebung 125 sowie in der Feldumgebung 122 genutzt werden, synchronisiert und stimmig sein. Beispielsweise wird ein Feldgerät 102 durch dieselbe, besondere Gerätemarke sowohl in der Feldumgebung 122 als auch der Backend-Umgebung 125 der verfahrenstechnischen Anlag 5 eindeutig identifiziert. Ähnlich wird ein vom Feldgerät 102 erzeugtes oder empfangenes Signal durch selbiges, insbesondere mittels einer eindeutigen Gerätemarke sowohl in der Feldumgebung 122 als auch der Backend-Umgebung 125 der verfahrenstechnischen Anlage 5, eindeutig identifiziert.
-
Eine Gerätemarke steht für eine besondere instrumentelle Steuereinheit, ein Ventil oder ein anderes physisches Feldgerät. Eine Signalmarke eines Geräts steht für ein besonderes Signal, das von einem besonderen Gerät empfangen oder erzeugt wird und in der Regel einem besonderen, vom Feldgerät genutzten Parameter entspricht. Bei manchen Geräten umfasst eine Gerätesignalmarke eine Kombination einer Gerätemarke eines Geräts und eine Kennung eines spezifischen Signals, das von jenem Gerät empfangen oder erzeugt wird, beispielsweise eine Kennung eines spezifischen durch ein Steuermodul referenzierten Parameters. Bei manchen Geräten, bei denen es sich in der Regel um Legacy- oder dumme Geräte handelt, steht eine Gerätemarke sowohl für ein physisches Gerät als auch ein durch das Gerät erzeugtes Signal. Die Schriftzeichen einer Marke schließen allgemein alphanumerische Lettern ein, die von Bindestrichen und anderen alphanumerischen Schriftzeichen unterbrochen werden.
-
Die Gerätemarke kann eine Typen- oder Seriennummer sein, ein Strichcode, eine Kennung gemäß HART, WirelessHART, HART-IP oder einem anderen Branchenprotokoll und dergleichen. Insbesondere können die Schriftzeichen der Gerätemarke des Feldgerätes 102 vom Hersteller oder einem Anbieter der verfahrenstechnischen Anlage 5 a priori, beispielsweise noch während der Generierung der Prozessflussdiagramme (PFDs) bzw. Verrohrungs- und Instrumentierungsschaubilder (P&IDs) oder der anderweitigen verfahrenstechnischen Anlagenplanung zugeordnet werden. Die Gerätemarke kann in der Backend-Umgebung 125 bereitgestellt werden, beispielsweise von den Vermögensverwaltungssystemen 132, wie der von Emerson Process Management bereitgestellten Asset Management Software (AMS) oder von anderen Bestands- und Installationssystemen.
-
Weiter müssen die erwünschten oder geplanten Assoziationen verschiedener Komponenten, die in einer Prozessschleife 100 eingeschlossen sind, zwischen der Feldumgebung 122 und der Backend-Umgebung 125 synchronisiert und damit schlüssig sein. Beispielsweise speichert die Datenbank 128 Informationen in der Backend-Umgebung 125, die anzeigen, dass das durch die Gerätemarke identifizierte Feldgerät 102 zugewiesen ist, um über eine bestimmte I/O-Karte 108 bzw. eine besondere I/O-Anschlussklemmenleiste oder einen Kanal 105 zu kommunizieren, dass die bestimmte I/O-Karte 108 zur Kommunikation mit einer bestimmten Steuereinheit 120 oder dergleichen zugewiesen wurde. Dieser Satz logisch bekannter Assoziationen und Verschaltungen in der Backend-Umgebung 125 sollte in der Feldumgebung 122 physisch realisiert werden. Damit werden bei der Inbetriebnahme der verfahrenstechnischen Anlage nicht nur die physischen Operationen verschiedener Vorrichtungen, Komponenten und Verbindungen in der Feldumgebung 122 getestet und verifiziert, sondern die Benennung, Assoziationen, Verschaltungen und andere Daten für die Inbetriebnahme werden hinsichtlich ihrer Schlüssigkeit und Stimmigkeit zwischen der Feldumgebung 122 und der Backend-Umgebung 125 verifiziert.
-
Das Inbetriebnahme-Tool 135 kann ein Prozessleitgerät (z. B. das nicht-intelligente Feldgerät 102a) durch Kommunizieren mit einer Komponente, die in derselben Prozessregelschleife ist wie das Prozessleitgerät, in Betrieb nehmen. Man sehe beispielsweise 2A, in der gezeigt wird, dass das Inbetriebnahme-Tool 135 das nicht intelligente Feldgerät 102a in der Prozessregelschleife 100a in Betrieb nimmt, indem es mit CHARM 110A kommuniziert, welches kommunikationstechnisch mit dem nicht-intelligenten Feldgerät 102a verbunden ist, während sich CHARM 110a bzw. die Prozessregelschleife 100a im energielosen Zustand befindet. CHARM 110a kann eine Kommunikationseinheit, wie etwa ein RFID/NFC-Lesegerät, aufweisen, um ein RFID/NFC-Signal vom Inbetriebnahme-Tool 135 zu empfangen. Weiter kann das Inbetriebnahme-Tool 135 eine Kommunikationseinheit aufweisen, die ein RFID/NFC-Signal an CHARM 110a liefert, um Inbetriebnahmedaten zur Inbetriebnahme des nicht-intelligenten Feldgeräts 102a zu kommunizieren. Wie vorstehend erwähnt, weist CHARM 110a vor dem Empfang der Daten für die Inbetriebnahme möglicherweise gar keine Inbetriebnahmedaten auf, enthält möglicherweise standardmäßige Daten, wie etwa vom Werk bereitgestellte Gerätedaten oder möglicherweise Daten, die einem anderen Prozessleitgerät entsprechen.
-
In manchen Szenarien beliefert das Inbetriebnahme-Tool 135 CHARM 110a mit dem RFID/NFC-Signal, während die CHARM-Komponente 110a sich in einem energielosen Zustand befindet. Ist das Inbetriebnahme-Tool 135 beispielsweise innerhalb einer Schwellenkommunikationsspanne von CHARM 110a (z. B. 1 Inch, 2 Inch, 3 Inch, 6 Inch, 1 Fuß usw.) beliefert das Inbetriebnahme-Tool 135 die CHARM-Komponente 110a mit einem NFC-Signal, einschließlich Daten für die Inbetriebnahme, wie beispielsweise einer Gerätemarke für das nicht-intelligente Feldgerät 102a, eine IP-Adresse für die Kommunikation mit CHARM 110a bzw. dem nicht-intelligenten Gerät 102a, einer Bank bzw. einen Steckplatz für die Platzierung/Lokalisierung der CHARM-Komponente 110a innerhalb der CHARM-Anschlussklemmenleiste 150, eine Beschreibung des nicht-intelligenten Feldgeräts 102a, Marken- und Typeninformationen für das nicht-intelligente Feldgerät 102a usw. Das NFC-Signal liefert Energie an das NFC-Lesegerät innerhalb von CHARM 110a, sodass die CHARM-Komponente 110a sich in einem energielosen Zustand befinden kann, während das NFC-Lesegerät das NFC-Signal empfängt.
-
Wenn die Energiezufuhr dann zur CHARM-Komponente 110a hergestellt wurde, kann das NFC-Signal dekodiert werden, um die Inbetriebnahmedaten bzw. die im Speicher 116a von CHAM 110a gespeicherten Daten für die Inbetriebnahme zu identifizieren. In manchen Ausführungsbeispielen bestimmt die CHARM-Komponente 110a ihre Position innerhalb der CHARM-Anschlussklemmenleiste 150 und vergleicht die Position mit der Bank und dem Steckplatz, die CHARM 110a in den Inbetriebnahmedaten zugewiesen sind, um zu verifizieren, dass die CHARM-Komponente 110a an der ordnungsgemäßen Position platziert wurde. Zudem transferiert die CHARM-Komponente 110a in manchen Ausführungsbeispielen die Inbetriebnahmedaten an die Steuereinheit 120a bzw. an eine zentrale Datenbank 128, um die Inbetriebnahmedaten mit Bezug auf die Feldumgebung 122 mit den Inbetriebnahmedaten in der Backend-Umgebung 128 zu synchronisieren. Die Inbetriebnahmedaten von der Feldumgebung 122 werden dann von der zentralen Datenbank 128 im Speicher 125a gespeichert.
-
Während sich das vorstehende Beispiel auf CHARM 110a als diejenige Komponente in der Prozessschleife 110a bezieht, die mit den Inbetriebnahme-Tool 135 kommuniziert, um die Inbetriebnahmedaten zu empfangen, kann das Inbetriebnahme-Tool 135 mit einem beliebigen I/O-Gerät oder einer beliebigen Komponente innerhalb der Prozessschleife 110a, die als Proxy für das nicht-intelligente Feldgerät 102a fungiert, kommunizieren. Beispielsweise kommuniziert das Inbetriebnahme-Tool 135 möglicherweise mit der CHARM-Anschlussklemmenleiste 150, dem CHARM-Träger 142, der I/O-Anschlussklemmleiste 105, der I/O-Karte 108 oder einem beliebigen anderen geeigneten I/O-Gerät innerhalb des Gehäuses 115a.
-
In anderen Ausführungsbeispielen kann die Komponente, die die Inbetriebnahmedaten für das Prozessleitgerät empfängt bzw. speichert, das Prozessleitgerät selbst sein, wie mit Bezugnahme auf die Prozeessschleife 100b beschrieben wurde. Das Inbetriebnahme-Tool 135 kann das intelligente Feldgerät 102b in der Prozessregelschleife 100b in Betrieb nehmen, indem es mit dem nicht-intelligenten Feldgerät 102 kommuniziert, während sich das intelligente Feldgerät bzw. die Prozessregelschleife 100b im energiezulosen Zustand befinden. Das intelligente Feldgerät 102b kann eine Kommunikationseinheit, wie etwa ein RFID/NFC-Lesegerät für den Empfang eines RFID/NFC-Signals vom Inbetriebnahme-Tool 135 aufweisen.
-
In manchen Szenarien beliefert das Inbetriebnahme-Tool 135 das intelligente Feldgerät 102b mit dem RFID/NFC-Signal, während das intelligente Feldgerät 102b sich im energielosen Zustand befindet. Befindet sich das Inbetriebnahme-Tool 135 beispielsweise innerhalb einer Schwellenkommunikationsspanne vom intelligenten Feldgerät 102b (z. B. 1 Inch, 2 Inch, 3 Inch, 6 Inch, 1 Fuß usw.) beliefert das Inbetriebnahme-Tool 135 das intelligente Feldgerät 102b mit einem NFC-Signal, einschließlich Daten für die Inbetriebnahme, wie beispielsweise einer Gerätemarke für das intelligente Feldgerät 102b, einer IP-Adresse für die Kommunikation mit dem intelligenten Feldgerät 102b, einer Bank bzw. einem Steckplatz für die Platzierung/Lokalisierung von CHARM 110b innerhalb der CHARM-Anschlussklemmenleiste 150, einer Beschreibung des intelligenten Feldgeräts 102b, Marken- und Typeninformationen für das intelligente Feldgerät 102b usw. Das NFC-Signal liefert Energie an ein NFC-Lesegerät im intelligenten Feldgerät 102b, sodass das intelligente Feldgerät 102b sich möglicherweise in einem Zustand ohne Energiezufuhr befindet, während das NFC-Lesegerät das NFC-Signal empfängt.
-
In anderen Ausführungbeispielen liefert das Inbetriebnahme-Tool 135 die Daten für die Inbetriebnahme für das intelligente Feldgerät 102b an eine andere Komponente in der Prozessschleife 110b, wie etwa an CHARM 110b, die CHARM-Anschlussklemmenleiste 150, den CHARM-Träger 142, die I/O-Anschlussklemmenleiste 105b, die I/O-Karte 108b oder an ein beliebiges anderes geeignetes I/O-Gerät innerhalb des Gehäuses 115b.
-
Während auf die CHARMs 110a, 110b und auf das intelligente Feldgerät 102b derart Bezug genommen wird, dass sie RFID/NFC-Lesegeräte (eine schreibgeschütze RFID/NFC-Einheit) aufweisen und derweil auf das Inbetriebnahme-Tool 135 derart Bezug genommen wird, dass es ein RFID/NFC-Signal (eine lesegeschützte RFID/NFC-Einheit) aufweist, liefern CHARM 110a, 110b bzw. das intelligente Feldgerät 102b möglicherweise ein RFID/NFC-Signal und das Inbetriebnahme-Tool 135 ist möglicherweise mit einem RFID/NFC-Lesegerät ausgestattet. Zusätzlich können CHARM 110a, 110b, das intelligente Feldgerät 102b und das Inbetriebnahme-Tool 135 jeweils Kommunikationseinheiten aufweisen, die RFID/NFC-Daten übertragen und empfangen, sodass CHARM 110a, 110b, das intelligente Feldgerät 102b und das Inbetriebnahme-Tool 135 RFID/NFC-Lesegeräte haben und RFID/NFC-Signale liefern (eine schreib-/lesegeschützte RFID/NFC-Einheit). Zusätzlich gilt, dass, selbst wenn auf das Inbetriebnahme-Tool 135 und die Prozessleitgeräte derart Bezug genommen wird, dass selbige über RFID/NFC-Signale kommunizieren, können das Inbetriebnahme-Tool 134 und die Prozessleitgeräte über ein beliebiges geeignetes Kurzstrecken-Kommunikationsprotokoll, wie etwa Bluetooth, dedizierte Kurzstrecken-Kommunikation (DSRC) usw. kommunizieren.
-
Wird dann dem intelligenten Feldgerät 102b Energie zugeführt, erfolgt eine Dekodierung des NFC-Signals, um die Inbetriebnahmedaten zu identifizieren bzw. die Inbetriebnahmedaten im Speicher 130b des intelligenten Feldgerätes 102b zu speichern. In einem Ausführungsbeispiel transferiert das intelligente Feldgerät 102b die Inbetriebnahmedaten an CHARM 110b, welches die Daten für die Inbetriebnahme dann im Speicher 116b der CHARM-Komponente speichert. CHARM 110b bestimmt die eigene Position innerhalb der CHARM-Anschlussklemmenleiste 150 und vergleicht die Position mit der Bank und dem Steckplatz, die CHARM 110b in den Inbetriebnahmedaten zugewiesen sind, um zu verifizieren, dass CHARM 110b in der ordnungsgemäßen Position platziert wurde. Zudem transferiert die CHARM-Komponente 110b in manchen Ausführungsbeispielen die Inbetriebnahmedaten an die Steuereinheit 120b bzw. eine zentrale Datenbank 128, um die Daten für die Inbetriebnahme mit Bezug auf die Feldumgebung 122 mit den Inbetriebnahmedaten in der Backend-Umgebung 128 zu synchronisieren. Die Inbetriebnahmedaten von der Feldumgebung 122 werden von der zentralen Datenbank 128 im Speicher 125b gespeichert.
-
In manchen Ausführungsbeispielen werden die Inbetriebnahmedaten für jedes Prozessleitgerät in der verfahrenstechnischen Anlage 5 (z. B. Feldgeräte, Steuereinheiten usw.) in der Backend-Umgebung 125 erzeugt bzw. gespeichert, bevor sie dem Front-End-System 122 bereitgestellt werden. Beispielsweise erzeugen die Konfigurations- oder Entwicklungssysteme 72 für die Steuermodule und andere ausführbare Module, Daten-Historikersysteme 73 bzw. andere zentralisierte Verwaltungssysteme, Servicemarken, IP-Adressen, CHARM-Steckplätze usw. für jedes Prozessleitgerät in der verfahrenstechnischen Anlage 5. Die Inbetriebnahmedaten für jedes der Prozessleitgeräte können beispielsweise über die drahtlosen Zugriffspunkte 74 an das Inbetriebnahme-Tool 135 gesendet werden. Das Inbetriebnahme-Tool 135 zeigt dann die Inbetriebnahmedaten für jedes der Prozessleitgeräte in einer Geräteliste an. Wenn das Betriebspersonal sich innerhalb einer Schwellenkommunikationsspanne einer energielosen Komponente zwecks Empfang von Inbetriebnahmedaten für das Prozessleitgerät befindet (z. B. das Prozessleitgerät an sich, ein Proxy für das Prozessleitgerät usw.), wählt das Betriebspersonal eine Anzeige des entsprechenden Prozessleitgerätes aus der Geräteliste aus. Die Inbetriebnahmedaten für das Prozessleitgerät werden dann vom Inbetriebnahme-Tool 135 zur Komponente für die Inbetriebnahme des Prozessleitgerätes transferiert. Eine beispielhafte Bildschirmanzeige 300 zur Darstellung bzw. Auswahl von Inbetriebnahmedaten ist in der 3 illustriert.
-
Die beispielhafte Bildschirmanzeige 300 kann auf einer Benutzerschnittstelle des Inbetriebnahme-Tools 135 bzw. auf einer beliebigen anderen portablen Recheneinrichtung angezeigt werden. Die Bildschirmanzeige 300 enthält möglicherweise Inbetriebnahmedaten für die Inbetriebnahme eines Prozessleitgeräts, wie etwa eine Gerätemarke 312c (z. B. AA-1), eine Bank (312a (z. B. 1) und einen Steckplatz 312b (z. B. 2), die die Postion eines CHARMs innerhalb der CHARM-Anschlussklemmenleiste 150, eine IP-Adresse zur Kommunikation mit dem Prozessleitgerät, eine Beschreibung des Prozessleitgerätes, Marken- und Typeninformationen für das Prozessleitgerät usw. Die Bildschirmanzeige 300 weist möglicherweise auch die Benutzersteuerungen 314a–314c für das Bearbeiten von Inbetriebnahmedaten auf. Beispielsweise kann die Benutzersteuerung 314a ein Drop-Down-Menü zur Auswahl einer CHARM-Banknummer, eines Textfeldes zur Eingabe der CHARM-Banknummer usw. sein Die Benutzersteuerung 314b kann auch ein Drop-Down-Menü zur Auswahl einer CHARM-Steckplatznummer, eines Textfeldes zur Eingabe der CHARM-Steckplatznummer usw. Sein. Zusätzlich kann die Benutzersteuerung 314c ein Textfeld zur Eingabe der Gerätemarke, ein Drop-Down-Menü zur Auswahl der Gerätemarke usw. sein. Während die Bildschirmanzeige 300 Benutzersteuerungen zur Auswahl der CHARM-Bank und -Steckplatznummern und eine Gerätemarke einschließt, handelt es sich vorliegend um nichts weiter als ein illustratives, den Geltungsrahmen der Erfindung keineswegs beschränkendes Ausführungsbeispiel. Die Bildschirmanzeige 300 weist möglicherweise Benutzersteuerungen für das Darstellen/Bearbeiten ergänzender oder alternativer Inbetriebnahmedaten, wie etwa eine IP-Adresse für das Prozessleitgerät, Marken- und Typeninformationen für das Prozessleitgerät usw. Jegliche geeigneten Datenarten für die Inbetriebnahdme können auf der Bildschirmanzeige 300 dargestellt werden.
-
Die Bildschirmanzeige 300 schließt möglicherweise auch die Benutzersteuerungen 316, 318 ein, wie etwa eine „Lesen“-Schaltfläche (Read) 316, um die Inbetriebnahmedaten von der Komponente auszulesen, sowie eine „Schreiben“-Schaltfläche (Write) 318, um die Inbetriebnahmedaten auf die Komponente zu schreiben. Wählt das Bedienpersonal beispielsweise die „Schreiben“-Schaltfläche 318 aus, werden die Inbetriebnahmedaten 312a–312c über ein RFID/NFC-Signal vom Inbetriebnahme-Tool 135 auf die Komponente transferiert. Bei manchen Ausführungsbeispielen braucht das Bedienpersonal keine Benutzersteuerung auszuwählen und die Inbetriebnahmedaten 312a–312c werden automatisch auf die Komponente transferiert, wenn das Inbetriebnahme-Tool 135 innerhalb der Schwellenkommunikationsspanne der Komponente ist.
-
Das Bedienpersonal kann die „Lesen“-Schaltfläche 316 auswählen, um Inbetriebnahmedaten zu empfangen, wie beispielsweise eine Gerätemarke der Komponente (z. B. das Prozessleitgerät an sich, ein Proxy für das Prozessleitgerät usw.). Wird beispielsweise die „Lesen“-Schaltfläche 316 ausgewählt, sendet das Inbetriebnahme-Tool 135 eine Anfrage um Inbetriebnahmedaten an die Komponente. Die Anfrage liefert Energie an die Kommunikationseinheit der Komponente (beispielsweise wenn die Komponente sich im energielosen Zustand befindet), wodurch wiederum ein RFID/NFC-Signal an das Inbetriebnahme-Tool 135 einschließlich der Inbetriebnahmedaten bereitgestellt wird. Dieser Empfangsprozess von Inbetriebnahmedaten für die Komponente am Inbetriebnahme-Tool 135 wird in der US-Patentanmeldung Nr. 14/605,304 beschrieben, deren Inhalt durch Bezugnahme in dem Vorliegenden aufgeht. Das Inbetriebnahme-Tool 135 kann dann unter Verwendung der von der Komponente ausgelesenen Inbetriebnahmedaten eine beliebige geeignete Funktion durchführen, einschließlich der in der US-Patentanmeldung 14/605,304 beschriebenen Funktionen. Dies kann unter anderem Folgendes einschließen: Verifizieren dessen, dass das Prozessleitgerät, das den Inbetriebnahmedaten entspricht, in der Tat das Prozessleitgerät ist, das beabsichtigterweise an einem bestimmten Ort installiert und mit anderen bestimmten Prozessleitgeräten verbunden wird; Bestimmen der Ausrichtung von Prozessleitgeräten in der verfahrenstechnischen Anlage 5; Erzeugen einer Karte zur Abbildung der Prozessleitgeräte innnerhalb der verfahrenstechnischen Anlage 5 usw.
-
So führt das Inbetriebnahme-Tool 135, nachdem das Inbetriebnahme-Tool 135 über ein RFID/NFC-Signal Inbetriebnahmedaten auf die Komponente geschrieben hat, eine Lesefunktion durch, um zu bestätigen, dass die korrekten Inbetriebnahmedaten in der Tat auf die Komponente geschrieben wurden. Spezifischer bedeutet dies, wenn die Gerätemarke für das Prozesssleitgerät AA-1 ist und das Inbetriebnahme-Tool 135 die Gerätemarke AA-1 an die Komponente transferiert, führt das Inbetriebnahme-Tool 135 eine Auslesefunktion durch, um zu verifizieren, dass die Gerätemarke bei der Komponente AA-1 gespeichert wurde. Wenn das Inbetriebnahme-Tool 135 eine andere Gerätemarke ausliest, führt das Inbetriebnahmegerät 135 eine andere Schreibaktion an die Komponente durch bzw. das Inbetriebnahme-Tool 135 oder das Betriebspersonal unternimmt eine andere geeignete Aktion, um die Situation zu beheben.
-
In manchen Szenarien führt das Inbetriebnahme-Tool 135 die „Schreib-“Funktion durch, um Inbetriebnahmedaten auf die Komponente zu schreiben, wenn die Komponente im energielosen Zustand ist. Dann zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die Komponente sich in einem Zustand mit oder ohne Energiezufuhr befindet, führt ein anderes Inbetriebnahme-Tool 135b die „Lese“-Funktion durch, um die Inbetriebnahmedaten von der Komponente auszulesen und unter Verwendung der Inbetriebnahmedaten eine beliebige geeignete Funktion (z. B. eine Verifizierungsfunktion) durchzuführen. In anderen Szenarien kann eine beliebige Anzahl von Inbetriebnahme-Tools 135 verwendet werden, um die „Lese“- und „Schreib“-Funktionen zu beliebigen Zeitpunkten durchzuführen.
-
In manchen Ausführungsbeispielen wird die Bildschirmanzeige 300 als Antwort auf die Auswahl eines Prozessleitgeräts vom Display einer Geräteliste (nicht gezeigt) dargestellt. Das Display der Geräteliste (nicht gezeigt) kann Hinweise zu jedem der Prozessleitgeräte in der verfahrenstechnischen Anlage 5 umfassen. Wenn das Betriebspersonal eines der Prozessleitgeräte auswählt, zeigt das Inbetriebnahme-Tool 135 die Bildschirmanzeige 300 an, um Inbetriebnahmedaten für das ausgewählte Prozessleitgerät anzuzeigen. Beispielsweise zeigt das Display der Geräteliste eine eindeutige Kennung für jedes Prozessleitgerät in der verfahrenstechnischen Anlage, wie etwa eine Gerätemarke für das Prozessleitgerät, einen Ort des Prozessleitgeräts innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage 5 oder eine Kombination davon. Wenn sich das Bedienpersonal einer Komponente in der verfahrenstechnischen Anlage zwecks Inbetriebnahme des entsprechenden Prozessleitgerätes nähert, identifiziert und wählt das Bedienpersonal das entsprechende Prozessleitgerät vom Display der Geräteliste (nicht gezeigt.) aus. Wenn das Inbetriebnahme-Tool 135 dann innerhalb der Schwellenkommunikationsspanne der Komponente ist oder das Bedienpersonal wählt eine Benutzersteuerung für den Transfer der Inbetriebnahmedaten (beispielsweise die „Schreib“-Schaltfläche 318) aus, werden die Inbetriebnahmedaten an die Komponente transferiert, während sich die Komponente im energielosen Zustand befindet.
-
In anderen Ausführungsbeispielen schließt das Inbetriebnahme-Tool 135 eine optische Schnittstelle ein, wie beispielsweise eine Kamera oder einen Scanner. Das Inbetriebnahme-Tool 135 kann optisch erhaltene Inbetriebnahmedaten von einem Identitätskennzeichen, einem Strichcode, einem Abbild, einem QR-Code (Quick Response bzw. Schnellantwort-Code) oder einer anderen zweidimensionale Darstellung der Inbetriebnahmedaten scannen, auslesen oder anderweitig optisch einholen. Das Inbetriebnahme-Tool verwendet Bild bzw. optische Verarbeitungstechniken, um die spezifischen in den Inbetriebnahmedaten enthaltenen Zeichen automatisch zu bestimmen oder zu erhalten.
-
So kann das Inbetriebnahme-Tool 135 beispielsweise einen Strichcode auf einem Prozessleitgerät scannen bzw. abtasten. Das Inbetriebnahme-Tool 135 dekodiert sodann den Strichcode, um eine Gerätemarke, eine IP-Adresse zur Kommunikation mit dem Prozessleitgerät, einen CHARM-Steckplatz zum Platzieren/Lokalisieren der CHARM-Komponente, die kommunikationstechnisch mit dem Prozessleitgerät gekoppelt ist, Marken- und Typeninformationen für das Prozessleitgerät usw. zu identifizieren Die empfangenen Inbetriebnahmedaten werden auf dem Bildschirm-Display 300 abgebildet, und das Bedienpersonal kann Inbetriebnahmedaten an die Komponente transferieren.
-
In einem weiteren Beispiels kann ein Prozessleitgerät eine Seriennummer des Geräts (Gerätemarke) aufweisen, die auf dem Prozessleitgerät angezeigt wird. Das Inbetriebnahme-Tool 135 erfasst ein Bild, das die Seriennummer des Gerätes enthält und analysiert das Bild, um die Seriennummer des Gerätes zu identifizieren (beispielsweise mittels einer optischen Zeichenerkennungstechnik (Optical Character Recognition, OCR). In manchen Ausführungsbeispielen transferiert das Inbetriebnahme-Tool 135 dann die erfasste Seriennummer an die Inbetriebnahmekomponente. In anderen Ausführungsbeispielen kommuniziert das Inbetriebnahme-Tool 135 mit der Backend-Umgebung 125, wie dies in 2A gezeigt wird, um zusätzliche Inbetriebnahmedaten für das Prozessleitgerät mit der besagten Geräteseriennummer zu empfangen. Die Backend-Umgebung 125 identifiziert dann mithilfe der Gerätemarke das Prozessleitgerät im Zentralgerät 128 und überträgt zusätzliche Inbetriebnahmedaten des Prozessleitgerätes an das Inbetriebnahme-Tool 135. In weiteren Ausführungsbeispielen wählt das Inbetriebnahme-Tool 135 das Prozessleitgerät automatisch unter Verwendung der erfassten Gerätemarke auf dem Display der Geräteliste aus.
-
4 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung eines beispielhaften Verfahrens 400 für die Inbetriebnahme eines Prozessleitgerätes in einer verfahrenstechnischen Anlage. Das Verfahren 400 kann auf dem Inbetriebnahme-Tool 135 oder auf einer beliebigen anderen portablen Recheneinrichtung ausgeführt werden. In manchen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren in einem Anleitungsatz, der in einem nicht transitorischen, rechnerauslesbaren Speicher gespeichert ist, realisiert werden und ist von einem oder mehreren Prozessoren des Inbetriebnahme-Tools 135 ausführbar.
-
Am Block 402 werden für jedes Prozessleitgerät in der verfahrenstechnischen Anlage 5 Inbetriebnahmedaten erhalten, wie etwa für die Feldgeräte oder Steuereinheiten. Die Inbetriebnahmedaten können mittels der nachstehend beschriebenen Techniken erhalten werden. Beispielsweise erzeugen die Konfigurations- oder Entwicklungssysteme 72 für die Steuermodule und andere ausführbare Module, Daten-Historikersysteme 73 bzw. andere zentralisierte Verwaltungssysteme Servicemarken, IP-Adressen, CHARM-Steckplätze usw. für jedes Prozessleitgerät in der verfahrenstechnischen Anlage 5. Die Inbetriebnahmedaten für jedes der Prozessleitgeräte können beispielsweise über die drahtlosen Zugriffspunkte 74 an das Inbetriebnahme-Tool 135 übertragen werden. In einem weiteren Beispiel können die Inbetriebnahmedaten durch Scnnen, Auslesen oder anderweitig auf optischem Weg von einem Identitätskennzeichen, einem Strichcode, Abbild, QR-Code oder von einer anderen zweidimensionalen Darstellung, die auf den Feldgeräten, Steuereinheiten oder beliebigen anderen Steuergeräten in der verfahrenstechnischen Anlage 5 platziert sind, erhalten werden.
-
Auf dem Block 404 werden Indikatoren jedes der Prozessleitgeräte beispielsweise auf einem Display der Geräteliste angzeigt (nicht dargestellt). Die Indikatoren können eine eindeutige Kennung für jedes Prozessleitgerät in der verfahrenstechnischen Anlage 5 aufweisen, wie etwa eine Gerätemarke für das Prozessleitgerät, einen Ort des Prozessleitgeräts innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage 5 oder eine Kombination davon.
-
Dann wird am Block 406 eine Auswahl eines der Prozessleitgeräte für den Transfer der Inbetriebnahmedaten an eine Komponente in derselben Prozessregelschleife wie das ausgewählte Prozessleitgerät empfangen. Das Bedienpersonal kann eines der Prozessleitgeräte, die auf der Geräteanzeige angezeigt werden, auswählen, indem der Indikator des Prozessleitgeräts durch Berühren, Anklicken oder auf eine beliebige andere Weise ausgewählt wird. In manchen Ausführungsbeispielen wird ein Prozessleitgerät automatisch ausgewählt, wenn das Inbetriebnahme-Tool 134 einen eindeutigen, dem Prozessleitgerät entsprechenden Identifikator abtastet, ausliest oder anderweitig optisch erlangt. So tastet das Inbetriebnahme-Tool 134 beispielsweise einen Strichcode, der auf einem Prozessleitgerät angezeigt ist, ab und dekodiert den Strichcode, um eine Seriennummer des Gerätes zu identifizieren. Danach wählt das Inbetriebnahme-Tool 135 das Prozessleitgerät automatisch aus, das der Seriennummer des Gerätes entspricht.
-
Die Inbetriebnahmedaten werden dann für das ausgewählte Prozessleitgerät (Block 408) auf dem Bildschirm-Display angezeigt, wie beispielsweise auf dem Display 300 aus 3. Die Inbetriebnahmedaten enthalten möglicherweise eine Gerätemarke, eine IP-Adresse zur Kommunikation mit dem Prozessleitgerät, eine Beschreibung des Prozessleitgeräts, Marken- und Typeninformationen für das Prozessleitgerät, eine Bank und einen Steckplatz für eine CHARM-Komponente, die kommunikationstechnisch mit dem Prozessleitgerät usw. verbunden ist.
-
Das Bildschirm-Display kann eine Benutzersteuerung für den Transfer der Inbetriebnahmedaten an die Komponente in derselben Prozessregelschleife wie das ausgewählte Prozessleitgerät aufweisen. Wird die Benutzersteuerung ausgewählt und das Inbetriebnahme-Tool 135 befindet sich innerhalb des Schwellenkommunikationsbereichs der Komponente (Block 410), werden die Inbetriebnahmedaten an die Komponente transferiert, während sich die Komponente im energielosen Zustand ist (Block 412). Wie vorstehend erwähnt, können die Inbetriebnahmedaten über ein RFID/NFC-Signal übermittelt werden. Das RFID/NFC-Signal führt dem RFID/NFC-Lesegerät, das Teil der Komponente ist, Energie zu, wodurch es dem RFID/NFC-Lesegerät ermöglicht wird, das RFID/NFC-Signal zu empfangen. In manchen Ausführungsbeispielen werden die Inbetriebnahmedaten automatisch auf die Komponente transferiert, wenn das Inbetriebnahme-Tool 135 innerhalb der Schwellenkommunikationsspanne der Komponente ist und keine Auswahl von einer Benutzersteuerung empfangen hat.
-
Ausführungsbeispiele der implementierten Techniken, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden, schließen eine Anzahl von Aspekten entweder als separate oder als Kombinationsaspekte ein:
- 1. Verfahren zur Inbetriebnahme eines Prozessleitgerätes in einer verfahrenstechnischen Anlage, das Folgendes umfasst: Das Erlangen, mittels einer portablen Recheneinrichtung, für jedes von einem oder mehreren Prozessleitgeräten einer verfahrenstechnischen Anlage, von Inbetriebnahmedaten für das jeweilige Prozessleitgerät, wobei zumindest einige des einen oder der mehreren Prozessleitgeräte kommunikationstechnisch verbunden sind, um während der Laufzeit in der verfahrenstechnischen Anlage einen Prozess zu steuern; und das Transferieren, als Reaktion auf die Identifizierung einer energielosen Komponente in einer Prozessregelschleife, die ein erstes Prozessleitgerät von einem oder mehreren Prozessleitgeräten aufweist, mittels der portablen Recheneinrichtung und über eine drahtlose Verknüpfung mit der Komponente, während die Komponente im energielosen Zustand bleibt, von Inbetriebnahmedaten zur Verwendung bei der Inbetriebnahme des ersten Prozessleitgerätes.
- 2. Verfahren nach Aspekt 1, wobei das Erlangen der Inbetriebnahmedaten für jedes des einen oder der mehreren Prozessleitgeräte das Erlangen von Inbetriebnahmedaten für zumindest eins von Folgendem einschließt: Einem Feldgerät oder einer Steuereinheit.
- 3. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Aspekte, wobei das Erlangen der Inbetriebnahmedaten für das jeweilige Prozessleitgerät das Erlangen von zumindest einem von Folgendem einschließt: Einer Marke, die das jeweilige Prozessleitgerät ausweist, eine Internet-Protokoll-Adresse (IP-Adresse) für das jeweilige Prozessleitgerät, eine Beschreibung des jeweiligen Prozessleitgerätes oder Marken- und Typeninformationen für das jeweilige Prozessleitgerät.
- 4. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Aspekte, wobei das Erlangen der Inbetriebnahmedaten für das jeweilige Prozessleitgerät Folgendes einschließt: Das Erfassen, mittels einer portablen Recheneinrichtung, von optischen Daten am jeweiligen Prozessleitgerät, wobei die optischen Daten einen Indikator, der das jeweilige Prozessleitgerät ausweist, einschließen.
- 5. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Aspekte, wobei die Komponente der Prozessregelschleife, die das erste Prozessleitgerät aufweist, ein I/O-Gerät umfasst, das in einem I/O-Schrank untergebracht ist; und das Erlangen der Inbetriebnahmedaten für das erste Prozessleitgerät umfasst das Erlangen eines Indikators einer Bank bzw. eines Steckplatzes zur Lokalisierung des I/O-Gerätes innerhalb des I/O-Schrankes.
- 6. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Aspekte, wobei das I/O-Gerät verifiziert, dass das I/O-Gerät an einem angemessenen Ort innerhalb des I/O-Schrankes platziert wurde, indem ein Ort des I/O-Gerätes innerhalb des I/O-Schranks mit der in den Inbetriebnahmedaten eingeschlossenen Bank oder dem Steckplatz verglichen wird.
- 7. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Aspekte, wobei das Transferieren der Inbetriebnahmedaten auf die Komponente das Transferieren der Inbetriebnahmedaten auf eine Nahfeldkommunikationseinheit (Near Field Communication, NFC) an der Speicherkomponente eines Internspeichers der Komponente umfasst.
- 8. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Aspekte, das ferner Folgendes umfasst: Das Empfangen, mittels der portablen Recheneinrichtung, der Inbetriebnahmedaten für das erste Prozessleitgerät von der Komponente; und das Verifizieren, mittels der portablen Recheneinrichtung, dass eine Gerätemarke, die in den Inbetriebnahmedaten enthalten ist, mit einer Marke übereinstimmt, die das erste Prozessleitgerät ausweist.
- 9. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Aspekte, das ferner Folgendes umfasst: Das automatische Transferieren, mittels des portablen Recheneinrichtung, der Inbetriebnahmedaten an die Komponente, nachdem erkannt wurde, dass sich die portable Recheneinrichtung innerhalb einer Schwellenentfernung von der Komponente befindet.
- 10. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Aspekte, das ferner Folgendes umfasst: Das Anzeigen, mittels der portablen Recheneinrichtung, eines Displays jedes des einen oder der mehreren Prozessleitgeräte in der verfahrenstechnischen Anlage, wobei jede Anzeige die Inbetriebnahmedaten für das jeweilige Prozessleitgerät enthält; und das Empfangen, an der portablen Recheneinrichtung, einer Auswahl einer Anzeige des ersten Prozessleitgerätes; wobei das Transferieren der Inbetriebnahmedaten für das Prozessleitgerät auf die Komponente das Transferieren der Inbetriebnahmedaten für das erste Prozessleitgerät auf die Komponente nach dem Empfangen der Auswahl der Anzeige des ersten Prozessleitgerätes umfasst.
- 11. Portable Recheneinrichtung für die Inbetriebnahme eines Prozessleitgerätes in einer verfahrenstechnischen Anlage, wobei die portable Recheneinrichtung Folgendes einschließt: Einen oder mehrere Prozessoren; eine Kommunikationseinheit; und ein nicht-transitorisches, rechnerauslesbares Medium, das mit dem einen oder den mehreren Prozessoren gekoppelt ist; und die Kommunikationseinheit; und das Speichern von Informationen hierauf, die, wenn sie von dem einen oder den mehreren Prozessoren ausgeführt werden, die portable Recheneinrichtung zu Folgendem veranlassen: dem Erlangen, für jedes von einem oder mehreren Prozessleitgeräten einer verfahrenstechnischen Anlage, von Inbetriebnahmedaten für das jeweilige Prozessleitgerät, wobei zumindest einige des einen oder der mehreren Prozessleitgeräte kommunikationstechnisch verbunden sind, um während der Laufzeit in der verfahrenstechnischen Anlage einen Prozess zu steuern; und das Transferieren, als Reaktion auf die Identifizierung einer energielosen Komponente in einer Prozessregelschleife, die ein erstes Prozessleitgerät von einem oder mehreren Prozessleitgeräten aufweist, mittels der portablen Recheneinrichtung und über eine drahtlose Verknüpfung mit der Komponente, von Inbetriebnahmedaten für das erste Prozessleitgerät, während die Komponente im energielosen Zustand bleibt, zur Verwendung bei der Inbetriebnahme des ersten Prozessleitgerätes.
- 12. Portable Recheneinrichtung nach Aspekt 11, wobei das eine oder die mehreren Prozessleitgeräte zumindest eins von Folgendem einschließen: Ein Feldgerät oder eine Steuereinheit.
- 13. Portable Recheneinrichtung nach Aspekt 11 oder 12, wobei die Inbetriebnahmedaten für das jeweilige Prozessleitgerät zumindest eines von Folgendem einschließen: Eine Marke, die das jeweilige Prozessleitgerät ausweist, eine Internet-Protokoll-Adresse (IP-Adresse) für das jeweilige Prozessleitgerät, eine Beschreibung des jeweiligen Prozessleitgerätes oder Marken- und Typeninformationen für das jeweilgie Prozessleitgerät.
- 14. Portable Recheneinrichtung nach einem beliebigen der Aspekte 11–13, wobei zur Erlangung der Inbetriebnahmedaten für das jeweilige Prozessleitgerät die Anleitungen die portable Recheneinrichtung zu Folgendem veranlassen: Dem Erfassen von optischen Daten am jeweiligen Prozessleitgerät, wobei die optischen Daten einen Indikator, der das jeweilige Prozessleitgerät ausweist, einschließen.
- 15. Portable Recheneinrichtung nach einem beliebigen der Aspekte 11–14, wobei die Komponente der Prozessregelschleife, die das erste Prozessleitgerät aufweist, ein I/O-Gerät umfasst, das in einem I/O-Schrank untergebracht ist; und die Inbetriebnahmedaten für das erste Prozessleitgerät schließen eine Anzeige einer Bank bzw. eines Steckplatzes zur Lokalisierung des I/O-Gerätes innerhalb des I/O-Schrankes ein.
- 16. Portable Recheneinrichtung nach einem beliebigen der Aspekte 11–15, wobei das I/O-Gerät verifiziert, dass das I/O-Gerät an einem angemessenen Ort innerhalb des I//O-Schrankes platziert wurde, indem ein Ort des I/O-Gerätes innerhalb des I/O-Schranks mit der in den Inbetriebnahmedaten enthaltenen Bank oder dem Steckplatz verglichen wird.
- 17. Portable Recheneinrichtung nach einem beliebigen der Aspekte 11–16, wobei die Kommunikationseinheit eine Nahfeldkommunikationseinheit (NFC) zur Übertragung der Inbetriebnahmedaten über ein NFC-Signal aufweist, wobei die Komponente einen Internspeicher für das Speichern der Inbetriebnahmedaten, die von der portablen Recheneinrichtung empfangen wurden, aufweist.
- 18. Portable Recheneinrichtung nach einem beliebigen der Aspekte 11–17, wobei die Inbetriebnahmedaten von der Komponente über ein Kommunikationsnetzwerk auf eine Datenbank transferiert werden, wenn die Komponente in einem Zustand ist, in dem ihr Energie zugeführt wird, um Daten in einer Feldumgebung der verfahrenstechnischen Anlage mit Daten in einer Backend-Umgebung der verfahrenstechnischen Anlage zu synchronisieren.
- 19. Portable Recheneinrichtung nach einem beliebigen der Aspekte 11–18, wobei die Anleitungen ferner die portable Recheneinrichtung dazu veranlassen, die Inbetriebnahmedaten automatisch auf das erste Prozesssteuerunggerät zu transferieren, nachdem erkannt wurde, dass sich die portable Recheneinrichtung innerhalb einer Schwellenentfernung der Komponente befindet.
- 20. Portable Recheneinrichtung nach einem beliebigen der Aspekte 11–19, wobei die Komponente das erste Prozessleitgerät ist.
-
Zusätzlich sind die vorstehenden Aspekte der Offenlegung nur beispielhaft und sollen keineswegs den Geltungsrahmen der Offenbarung beschränken.
-
Die folgenden ergänzenden Erwägungen sind auf die vorangegangenen Erläuterungen zutreffend. Es gilt allgemein für die gesamte Druckschrift, dass Aktionen, die von einem beliebigen der Geräte oder einer beliebigen Routine vorgenommen werden, sich allgemein auf Aktionen oder Prozesse eines Prozessors beziehen, um Daten maßgeblich maschinenlesbaren Anleitungen zu manipulieren doer zu transformieren. Die maschinenlesbaren Anleitungen können in einem Internspeichergerät, das kommunikationstechnisch mit dem Prozessor gekoppelt ist, gespeichert und von diesem abgerufen werden. Das bedeutet, dass die vorliegend beschriebenen Verfahren durch einen maschinenausführbarer Anleitungssatz auf einem rechnerlesbaren Medium (z. B. einem Internspeichergerät) realisiert werden können. Sofern diese Anleitungen von einem oder mehreren Prozessoren eines entsprechenden Geräts (beispielsweise eine Bedienarbeitsstation, ein Inbetriebnahme-Tool usw.) ausgeführt werden, sind die Prozessoren dazu veranlasst, das Verfahren auszuführen. Sofern auf Anleitungen, Routinen, Module, Prozesse, Services, Programme bzw. Anwendungen vorliegend dahingehend Bezug genommen wird, dass jene in einem rechnerlesbaren Internspeicher oder einem rechnerlesbaren Medium abgelegt oder gespeichert sind, sollen die Begriffe „abgelegt“ und „gespeichert“ ausschließlich transitorischer Signale gelten.
-
Weiter gilt, derweil die Begriffe „Bedienpersonal “, „Personal“, „Person“, „Nutzer“, „Techniker“ und dergleichen verwendet werden, um Personen in der verfahrenstechnischen Anlagenumgebung zu beschreiben, die das System, die Anordnung und die vorliegend beschriebenen Verfahren verwenden oder damit umgehen, sollen diese Begriffe keineswegs als beschränkend aufgefasst werden. Wird in der Beschreibung ein bestimmter Begriff verwendet, wird ein solcher teilweise wegen der traditionell verrichteten Aktivitäten, mit denen sich das Anlagenpersonal befasst, verwendet, soll aber das Personal, das sich mit einer bestimmten Aktivität befassen könnte, keineswegs beschränken.
-
Zusätzlich gilt im Hinblick auf die gesamte Druckschrift, dass Bezugnahmen auf die Pluralform sich auf Situationen beziehen können, in denen Komponenten, Operationen oder Strukturen im Einzelfall realisiert werden. Obwohl einzelne Operationen eines oder mehrerer Verfahren vorliegend als separate Operationen veranschaulicht und beschrieben werden, können eine oder mehrere der individuellen Operationen gleichzeitig durchgeführt werden und Nichts legt zwingend fest, dass die Operationen in der illustrierten Reihenfolge durchgeführt werden müssen. Strukturen und Funktionalitäten, die in beispielhaften Konfigurationen als separate Komponenten dargestellt werden, können als Kombinationsstrukturen oder -komponenten verwirklicht werden. Ähnlich können Strukturen und Funktionalitäten, die als Einzelkomponenten dargestellt werden, als separate Komponenten realisiert werden. Diese und weitere Varianten, Modifizierungen, Ergänzungen und Weiterentwicklungen fallen in den Geltungsbereich des erfindungsgemäßen Gegenstands.
-
Sofern nicht anderweitig spezifisch ausgeführt, können sich Erläuterungen, in denen Begriffe enthalten sind wie etwa das „Verarbeiten“, „Rechnen“, „Berechnen“, „Bestimmen“, Identifizieren“, „Darstellen“, „Veranlassen, dargestellt zu werden“, „Anzeigen“ oder dergleichen sich auf Aktionen oder Prozesse einer Maschine (z. B. eines Computers) beziehen, die Daten, welche als physikalische (z. B. elektronische, magnetische, biologische oder optische) Mengen innerhalb eines oder mehrerer Internspeicher (z. B. flüchtigen und nicht-flüchtigen Speichern oder einer Kombination davon), in Registern oder anderer Maschinenkomponenten dargestellt werden, beziehen.
-
Sofern sie in der Software realisiert werden, können beliebige Anwendungen, Dienste und Maschinen, die vorliegend beschrieben werden, ein einem beliebigen tangiblen, nicht transitorischen, computerlesbaren Speicher, wie etwa einer Magnetplatte, Laser-Disk, Festspeichervorrichtung, molekularen Speichervorrichtung oder einem anderen Speichermedium in einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors usw. gespeichert werden. Obwohl die beispielhaften, vorliegend offenbarten Systeme als unter anderem Komponenten, Software bzw. Firmware, die auf einer Hardware ausgeführt werden, enthaltend offenbart werden, sollte angemerkt werden, dass solche Systeme nur illustrativ sind und nicht als beschränkend aufzufassen sind. Beispielsweise kann erwogen werden, dass beliebige oder sämtliche dieser Hardware-, Software- oder Firmwarekomponenten ausschließlich im Rahmen von Hardware, ausschließlich im Rahmen Software oder einer Hardware- und Softwarekombination realisiert sein könnten. Dementsprechend versteht der durchschnittliche Fachmann durchaus, dass die bereitgestellten Beispiele nicht der einzige Weg zu Realisierung der Erfindung sind.
-
Entsprechend gilt, dass, obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf spezifische Beispiele, die nur illustrativen Charakters sind und den erfindungsgemäßen Geltungsrahmen keineswegs beschränken sollen, beschrieben wurde, es für den durchschnittlichen Fachmann auf der Hand liegt, dass Änderungen, Ergänzungen oder Löschungen an den offenbarten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Geltungsrahmen der Erfindung abzuweichen.
-
Es sollte sich ferner verstehen, dass, es sei denn, ein Begriff wird im vorliegenden Patent mit den einleitenden Worten „wie vorliegend verwendet, wird der Begriff ‚___‘ hiermit auf folgende Weise definiert...“ oder einem ähnlichen Einleitungssatz, wobei keine Absicht besteht, die Bedeutung jenes Begriffes zu beschränken, sei dies ausdrücklich oder durch Implikation, die über die direkte oder übliche Bedeutung desselben hinausgeht, und wobei solche Begriffe nicht basierend auf Aussagen, die in Abschnitten der Patentschrift vorgebracht wurden (ausgenommen ist der Wortlaut der Ansprüche) als den Geltungsrahmen beschränkend ausgelegt werden sollten. Insofern auf einen Begriff, der in den Ansprüchen am Ende dieser Patentschrift vorgetragen wird, im Kontext des Patents auf eine Art und Weise Bezug genommen wird, die auf eine Einzelbedeutung hinweist, so erfolgt dies nur aus Gründen der besseren Klarheit, um den Leser nicht zu verwirren und soll nicht bedeuten, dass ein solcher Begriff durch Implikation oder anderweitig auf diese einzelne Bedeutung begrenzt ist. Schließlich gilt, es sei denn, ein Anspruchselement wird durch Rezitation des Begriffs „bedeutet“ und eine Funktion ohne die Rezitation einer Struktur definiert, soll hierdurch der Geltungsrahmen von Anspruchselementen keineswegs basierend auf der Anwendung von 35 U.S.C. § 112(f) bzw. pre-AIA 35 U.S.C. § 112(f). Abs eingeschränkt werden.
-
Ferner gilt, das, obwohl der vorangegangene Text eine detaillierte Beschreibung zahlreicher verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, der Geltungsrahmen des Patents als durch den Anspruchswortlaut am Ende der Patentschrift definiert ist. Die detaillierte Beschreibung ist als nur als beispielhaft auszulegen, und beschreibt keineswegs jedes einzelne mögliche Ausführungsbeispiel, denn jedes einzelne mögliche Ausführungsbeispiel zu beschreiben zu wollen, wäre unpraktisch wenn nicht gar unmöglich. Zahlreiche alternative Ausführungsbeispiele, bei denen entweder aktuelle Technologien oder Technologien, die erst nach dem Anmeldedatum des vorliegenden Patents noch entwickelt werden und dennoch in den Geltungsrahmen der Ansprüche fallen werden, könnten realisiert werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- IEEE 802.11 [0025]
- IEEE 802.11 [0036]