用于為現場裝置給定參數的方法以及用于給定參數的系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于為現場裝置給定參數的方法以及用于給定參數的系統，具體而言，說明和示出了一種用于為現場裝置(1)給定參數的方法。本發明的目的在于給出一種用于為現場裝置給定參數的方法，其允許通過可能不可靠的數據連接進行可靠地傳遞參數值。在所討論的方法中該目的如此解決，即在現場裝置(1)與參數給定單元(2)之間建立數據連接部(3)，參數給定單元(2)傳輸參數給定值至現場裝置(1)且現場裝置(1)接收參數給定值。此外，參數給定單元(2)從待傳輸的參數給定值中產生第一校驗值而現場裝置(1)從已接收的參數給定值中產生至少第二校驗值。最后彼此比較校驗值。此外，本發明涉及相應的參數給定系統。
【專利說明】用于為現場裝置給定參數的方法以及用于給定參數的系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于為現場裝置給定參數的方法。此外，本發明涉及一種用于利用參數給定單元為現場裝置給定參數的系統。
【背景技術】
[0002]在現代化的過程自動化的領域中大多使用用于監測過程參數的現場裝置和用于影響過程的執行器。現場總線用于在現場裝置與例如控制室(Leitwarte)之間的通訊，對于現場總線而使用用于傳輸測量或控制數據的不同的數據協議。此外，通常也設置成現場裝置自身還具有顯示單元(所謂的顯示器)，經由該顯示單元例如可示出現場裝置的測量數據或其它的值。因此，很多現場裝置具有至少兩種輸出可能性:一種是用于將現場裝置聯接到現場總線處以用于數據連接的接口，而一種是用于現場顯示的顯示單元。有時在現場裝置處也存在例如呈統一的按鈕的形式的輸入單元或者經由伺服接口例如可直接聯接呈所謂的手持裝置(手提設備)或呈筆記本電腦形式的便攜式計算機的形式的配置單元。
[0003]如果數據連接自身不可靠且如果同時現場裝置的應用在可靠性方面很重要，這是有問題的。如果特別是為現場裝置給定參數，即設定現場裝置應如何工作，那么特別重要的是將參數值可靠地設置在現場裝置中。在相應的可靠性要求中如有可能規定也是重要的，以便滿足尤其在過程自動化方面重要的SIL(安全完整性等級)標準。
[0004]現有技術中的一部分已經對尤其在對可靠性方面很重要的應用中的不可靠的數據連接或數據存儲的問題有所貢獻。
[0005]專利文獻US 6 445 965 BI公開了一種用于監測在設備中的裝置的可靠的狀態的方法。根據操作的類型相應為設備關聯有可由傳感器監測的參數。為了構件的容易的可更換性而將參數值存儲在數據存儲器中。為了不可不允許地改變參數值而生成校驗和且與當前值相比較。
[0006]在公開文獻US 2007/0124115 Al中說明了帶有在現場總線處的現場裝置的自動化設備，在其中，在使用不同的機理的情況下(例如在應用校驗和的情況下)傳輸與可靠性相關的數據。
[0007]公開文獻EP 2 246 761 Al說明了一種用于監測自動化構件的參數給定的方法，其中，彼此比較操作裝置與構件的校驗值。在此，校驗和不是由所設定的參數值形成，而是由在新設定的參數值與之前的參數值之間的差形成。
[0008]公開文獻WO 2006/053668 A2說明了一種用于為裝置給定參數的方法，其中，參數值被讀回至少一次以便進行從裝置到參數給定單元的控制。
【發明內容】
[0009]因此本發明的目的在于給出一種用于為現場裝置給定參數的備選的方法和相應的參數給定系統，其允許通過可能不可靠的數據連接可靠地傳遞參數值。
[0010]在其中解決之前導出且提出的目的的根據本發明的方法首先且主要以以下步驟為特征:在現場裝置與參數給定單元之間建立至少一個數據連接。在此例如涉及僅暫時存在的連接或者如有可能甚至關于永久的連接，例如其通過現場總線產生，現場裝置和參數給定單元持久地聯接在該現場總線處。如果參數給定單元為手動操作裝置(即所謂的手提設備)或服務筆記本電腦，那么優選地僅針對參數給定的時間產生數據連接。在此，在一設計方案中，參數給定單元尤其為與現場裝置無關的且獨立的單元。在下一步中由參數給定單元將至少一個參數給定值傳輸給現場裝置，即尤其通過已產生的數據連接來送交。該參數給定值之前例如已經由操作者在參數給定單元處輸入或者從列表中選擇或者從數據存儲器中取出或者由控制程序(例如作為在控制室中用于平衡在設備中的不同的現場裝置的流程的部分)合適地產生。然后由現場裝置接收至少一個參數給定值。
[0011]然而因為數據連接可能不可靠，所以必須檢查所選擇的和所發送的參數值與所接收的參數值是否相同。因此由參數給定單元至少從待傳輸的至少一個參數給定值中產生至少一個第一校驗值。該校驗值例如為校驗和或所謂的CRC(循環冗余校驗)。在此，該校驗值可在傳輸之后、在傳送期間或之前產生。由現場裝置至少從所接收的至少一個參數給定值中產生至少一個第二校驗值。在此，在一設計方案中根據相同的模式產生第一校驗值和第二校驗值，而在一備選的設計方案中通過不同的算法產生第一校驗值和第二校驗值。在一設計方案中，針對每個參數值單獨地產生第一校驗值和第二校驗值，即使在現場裝置處可設定多個參數值。在一備選的變型方案中，校驗值由多個參數值產生。
[0012]隨后至少相互比較第一校驗值和第二校驗值，由此產生比較結果。在最簡單的情況中，比較結果或者為一致或者為有偏差。在一致的情況中，這意味著一個參數值或多個參數值已被正確地傳輸，并且在現場裝置中可接收且使用該參數值。那么如此例如可在現場裝置處確定該參數給定。在有偏差的情況中可能重復參數給定或者產生另外的數據連接或者中斷參數給定且現場裝置轉變到已確定的狀態(默認狀態)中。
[0013]在一設計方案中，由現場裝置將第二校驗值以可以視覺和/或聽覺和/或觸覺和/或嗅覺注意到的形式給出。在該設計方案中，現場裝置如此給出由其產生的第二校驗值使得該校驗值可由處于現場的操作者記錄(即接收)。與之伴隨的是如此設計現場裝置使得其可通過相應的方法或接口在其它的意義中給出其第二校驗值。在一設計方案中通過現場裝置的顯示單元實現第二校驗值的輸出。然后該第二校驗值由操作者讀取且與參數給定單元的第一校驗值進行比較。
[0014]可能還包括上述設計方案的設計方案包括由現場裝置通過與在現場裝置與參數給定單元之間的數據連接不同的補充數據連接和/或通過與將參數值從現場裝置傳輸給參數給定單元的方式不同的方式給出第二校驗值。在上述的設計方案中，其它的方式或者其它的補充數據連接通過視覺、聽覺、觸覺或嗅覺上的輸出實現，就此而言，至少一個參數值的輸入通過其它的途徑(例如通過數據接口)來實現。因為數據連接和數據傳輸的在正常情況下與之相關的方式可能不可靠，所以在該設計方案中第二校驗值的輸出通過其它的連接或數據傳輸的其它的方式來進行。由此防止至少未通過相同的數據連接和相同的通訊方式將進一步的誤差引入到數據傳輸中。
[0015]在一設計方案中設置成將第二校驗值輸送給參數給定單元并且由該參數給定單元比較第一校驗值與第二校驗值且從中產生比較結果。在該設計方案中，參數給定單元自己監測參數值是否正確地到達現場裝置。備選地，由與現場裝置和參數給定單元無關的第三單元來進行比較，該第三單元例如包括操作者或包括獨立的比較單元。在此必須根據比較的方式或執行比較的情況合適地且尤其可記錄地或可利用地給出校驗值。
[0016]在一設計方案中，由參數給定單元以可以視覺和/或聽覺和/或觸覺和/或嗅覺注意到的形式給出第一校驗值。在該設計方案中，對于參數給定單元還設置成進行校驗值(在此為第一校驗值)的輸出，其尤其可使操作者接收(即尤其可看到或聽到)該第一校驗值。
[0017]另一設計方案設置成將第一校驗值輸送給現場裝置且該現場裝置比較第一校驗值與第二校驗值并且從中產生比較結果。在該設計方案中，現場裝置自己檢查其是否已經正確地接收至少一個參數值。在此，在一設計方案中，參數給定單元如此給出第一校驗值使得該校驗值可輸送給現場裝置。備選地，傳輸單元布置在參數給定單元與現場裝置之間或者合適地被激活。在此，第一校驗值由現場裝置的接收通過在參數給定單元與現場裝置之間的用于傳輸至少一個參數值的數據連接或通過獨立的輸入來實現。
[0018]在一設計方案中設置成取決于校驗結果將由現場裝置接收的參數值在現場裝置中設定為參數值。在該設計方案中，取決于比較(即取決于兩個校驗值是否相同或者是否帶有相同的信息)將所傳輸的且由現場裝置接收的、用于現場裝置的繼續運行的參數值設定為可使用或者例如摒棄該參數值。
[0019]在另一設計方案中將第一校驗值和第二校驗值或者僅第一校驗值或第二校驗值作為電流信號給出。這作為用于例如通過顯示單元或與數據連接部分開的接口進行輸出至少一個校驗值的備選方案或補充方案。在此，作為電流信號的輸出或電流值的設定例如依靠傳輸作為4 - 20mA信號的測量值來實現。因此，備選地，信號發送還可通過現場裝置或參數給定單元的電流供給來實現。在此，可能的信號輸出為模擬的電流輸出、頻率或脈沖輸出。一備選實施方案為將現場裝置的任意接口轉換成功能不同于正常分配的類型，以便因此可針對參數給定特定地給出第二校驗值。
[0020]參數給定方法的示例性的兩個變型方案總體在于:在第一變型方案中如此給出校驗值使得操作者可現場記錄該校驗值，例如通過顯示單元或者通過校驗值的聽覺上的輸出。在第二變型方案中使至少一個校驗值作為電流信號或電流值給出。在此該校驗值的接收可現場例如通過電流測量裝置來實現。
[0021]根據本發明的另一教導，對于帶有現場裝置和參數給定單元的開頭所提及的系統，之前導出且提出的目的由此來解決，即根據參數給定方法的之前提出的設計方案中的至少一個進行參數給定。在此可能通過以下方式僅暫時產生參數給定系統，即針對參數給定的時間使參數給定單元與現場裝置連接。
[0022]現場裝置尤其為執行器或測量裝置。參數給定單元例如為控制室、優選便攜式計算機或用于現場裝置的作為移動操作裝置的手持設備。
[0023]在一變型方案中，校驗值的產生或其輸出的過程尤其是可接通或切斷的且可能僅針對特別的應用，例如取決于在可靠性方面重要的類型。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]現在詳細給出設計和改進根據本發明的方法和根據本發明的系統的多種可能性。為此一方面參考從屬于權利要求1和權利要求9的權利要求，另一方面結合附圖參考實施例的以下說明。在附圖中:
圖1根據第一變型方案顯示了用于為現場裝置給定參數的系統的根據方框圖主要對功能上的作用關系加以說明的示意性的圖示，
圖2根據第二變型方案顯示了用于為現場裝置給定參數的系統的根據方框圖主要對功能上的作用關系加以說明的示意性的圖示，
圖3根據第三變型方案顯示了用于為現場裝置給定參數的系統的根據方框圖主要對功能上的作用關系加以說明的示意性的圖示，以及圖4顯示了參數給定方法的轉化的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]在圖1至3中分別示出了參數給定系統的不同的實施例，其中，應對在不同的元件之間的作用關系加以說明。在圖4中示出的流程為用于連接和布置參數給定方法的步驟的示例。在此，系統的其它設計方案和步驟的其它流程同樣是可行的且也處在本發明的范圍中。
[0026]圖1顯示了用于為現場裝置I給定參數的(尤其臨時存在的)系統，該現場裝置為通過微波的液位測量裝置。尤其在與安全相關的現場裝置I中重要的是現場裝置I可靠地運轉，可靠的參數給定也屬于此。
[0027]為了輸入參數值而在圖1的組件中使用呈筆記本電腦的形式的便攜式計算機，其在此通過呈線纜的形式的數據連接部3 (備選地，無線連接也是可行的)與現場裝置I相連接。為此HART輸入用在現場裝置I中，即通過允許借助于通常使用在過程自動化中的HART協議進行數據通信的接口。
[0028]數據連接的問題通常是不確定發送值與接收值是否一樣。此外尤其在很多參數值的情況下，如果應單個地控制這些參數值，這可是成本過高且繁瑣的。
[0029]由于該問題且特別針對在可靠性方面很重要的應用，由在圖1中顯示的參數給定系統的范圍中的參數給定單元2產生第一校驗值，其至少反映經傳送的至少一個參數給定值。現場裝置I至少從所接收的參數給定值中產生第二校驗值。在圖1中示出的組件中，參數給定單元2相應地通過自己的顯示單元給出其第一校驗值而現場裝置I相應地通過自己的顯示單元給出其第二校驗值。校驗值由操作者4讀取并且進行相互比較。如果兩個校驗值彼此一致，那么操作者4得知所發送的參數值與所接收的參數值一致。操作者4基于此在現場裝置I中確定參數值，從而該參數值可由現場裝置I作為參數值儲存并且用于隨后的測量。
[0030]現場裝置I的這種視覺上的顯示的前提為現場裝置I對于操作者4來說可接近。第二校驗值通過現場裝置I的聽覺上的輸出可在操作者4與現場裝置I之間提高可接受的距離，然而還總是與相應很好的環境條件有關。針對未直接給予接近現場裝置I的第二校驗值的情況或現場裝置I不具有這種輸出可能性的情況，圖2和3的參數給定系統的設計方案提供了備選方案。
[0031]在圖2的系統中參數給定單元2為控制室，其通過數據連接部3與現場裝置I相連接以用于發送至少一個參數給定值。該現場裝置I為根據科里奧利原理的質量流量計。在此現場裝置I的第二校驗值的輸出通過現場裝置I的與用于數據連接部3的接口不同的輸出來實現。為此例如將第二校驗值轉換成電流信號且通過補充數據連接部5傳送到參數給定單元2處，即傳送到控制室處。因為通訊相應僅僅在一個方向上一將參數值從參數給定單元2傳輸到現場裝置I處且將第二校驗值從現場裝置I傳輸至參數給定單元2 —進行，所以此處在相應的連接路徑3、5上記有箭頭。
[0032]因此在圖2的系統中參數給定單元2使兩個校驗值本身相互校正。備選地，通過參數給定單元2再次將兩個校驗值以在視覺、聽覺、觸覺或嗅覺上可察覺的方式傳遞到操作者4處，從而僅參數給定單元2用來接收第二校驗值并且將其轉換成可由操作者更容易處理的形式。
[0033]在圖3的變型方案中，現場裝置I僅具有一個用于數據連接部3的信號輸入和輸出部。在該變型方案中，例如通過HART協議接收參數給定值并且將第二校驗值編碼為電流值并且在與用于HART協議的相同的接口處給出。在該設計方案中，現場裝置I和參數給定單元2的校驗值的比較由與兩個單元1、2無關的比較單元6來進行，該比較單元6連接在現場裝置I與參數給定單元2之間并且從這兩者獲得校驗值(通過相應指向比較單元6的箭頭指出)。在此，參數給定值的傳輸繞過比較單元6 (在此通過旁路指出)或者未由比較單元6記錄。由此可實現比較單元6的完全的獨立性。
[0034]圖4示出了參數給定方法的步驟的流程，例如該參數給定方法在之前說明的系統中的一個來實現或者也在類似設計的參數給定系統中實現。在此，然而其它的步驟順序或者其它的步驟也可在本發明的范圍中。
[0035]在步驟100中，待設置的參數給定值在參數給定單元中進行選擇或者由操作者輸入。在步驟101中，參數給定單元將該參數給定值通過可能不可靠的數據連接傳遞到現場裝置處并且此處在步驟102中作為參數值進行接收。以這種方式在在此顯示的過程中還預定其它的參數給定值(步驟100)、傳輸到現場裝置處(步驟101)以及在該處被接收(步驟102)。備選地也可一次傳輸或接收多個參數值。
[0036]在步驟103中，參數給定單元基于待發送的一個參數值或待發送的或已發送的多個參數值產生第一校驗值且將其顯示在顯示單元上。在步驟104中，現場裝置在另一側上基于所接收的一個參數值或所接收的多個參數值產生第二校驗值。在此，在產生校驗值時為了盡可能簡單地進行比較不僅現場裝置而且參數給定單元使用相同的算法，或者產生這種校驗和的方法對于操作者來說已經已知并且允許進行相應的轉換。同樣，在所示出的變型方案中現場裝置將其校驗值(即第二校驗值)顯示在顯示單元上。
[0037]在步驟105中，操作者比較第一校驗值與第二校驗值并且得到相應的校驗結果。在最簡單的情況中，校驗結果或者為“一致”或者為“不同”。在第一且因此正面的情況中，操作者在步驟106中確認在現場裝置處的參數值，從而可使用該參數值。在不同的備選的情況中，在步驟107中中斷參數給定并且操作者開始查找故障或實現其它的數據傳輸。
【權利要求】
1.一種用于為現場裝置(I)給定參數的方法，其特征在于，在所述現場裝置(I)與參數給定單元(2)之間建立至少一個數據連接部(3),由所述參數給定單元(2)將至少一個參數給定值傳輸給所述現場裝置(I)，由所述現場裝置(I)接收至少一個參數給定值，由所述參數給定單元(2)至少從待傳輸的所述至少一個參數給定值中產生至少一個第一校驗值，由所述現場裝置(I)至少從已接收的所述至少一個參數給定值中產生至少一個第二校驗值，并且至少將所述第一校驗值與所述第二校驗值相比較且從中產生比較結果。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，由所述現場裝置(I)將所述第二校驗值以可以視覺和/或聽覺和/或觸覺和/或嗅覺注意到的形式給出。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，由所述現場裝置(I)將所述第二校驗值通過與在現場裝置(I)與參數給定單元(2)之間的所述數據連接部(3)不同的補充數據連接部(5)和/或通過與將參數值從所述現場裝置(I)傳輸給所述參數給定單元(2)的方式不同的方式給出。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，將所述第二校驗值輸送給所述參數給定單元(2)并且由所述參數給定單元(2)來比較所述第一校驗值與所述第二校驗值且從中產生比較結果。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，由所述參數給定單元(2)將所述第一校驗值以可以視覺和/或聽覺和/或觸覺和/或嗅覺注意到的形式給出。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，將所述第一校驗值輸送給所述現場裝置(I)并且由所述現場裝置(I)來比較所述第一校驗值與所述第二校驗值且從中產生比較結果。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，取決于校驗結果將由所述現場裝置(I)接收的參數值在所述現場裝置(I)中設定為參數值。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，將所述第一校驗值和/或第二校驗值作為電流信號給出。
9.一種用于利用參數給定單元(2)為現場裝置(I)給定參數的系統，其中，在為所述現場裝置(I)給定參數時應用根據權利要求1至8中任一項所述的方法。
10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述現場裝置(I)為執行器或測量裝置，而所述參數給定單元(2)為控制室、計算機或手持裝置。
【文檔編號】G05B19/418GK103631216SQ201310365888
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2012年8月21日
【發明者】G.施泰廷, M.格丁 申請人:克洛納測量技術有限公司