DE20105028U1 - Diagnostic device for a field device - Google Patents
Diagnostic device for a field deviceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Diagnoseeinrichtung für ein Feldgerät im industriellen Umfeld einer verfahrenstechnischen Anlage.The invention relates to a diagnostic device for a field device in the industrial environment of a process plant.
Derartige Feldgeräte sind in einer verfahrenstechnischen Anlage verteilt angeordnet und in Form von Sensoren zur Aufnahme von prozessualen Messwerten physikalischer Größen sowie als Aktoren zur Einstellung Klappen, Ventilen oder dergleichen eingesetzt.Such field devices are distributed throughout a process plant and are used in the form of sensors to record process-related measured values of physical quantities and as actuators to adjust flaps, valves or the like.
Die Feldgeräte sind regelmäßig über Kommunikationsleitungen mit einer zentralen Steuerung verbunden. Die Kommunikation zwischen der zentralen Steuerung und den Feldgeräten erfolgt über ein genormtes Datenaustauschprotokoll.The field devices are regularly connected to a central controller via communication lines. Communication between the central controller and the field devices takes place via a standardized data exchange protocol.
Zur Erfassung des physischen Zustande werden Feldgeräte unabhängig von ihrer regelungstechnischen Einbindung einer regelmäßigen Kontrolle durch Inaugenscheinnahme unterzogen, um Beschädigungen zu erkennen und, insbesondere bei Aktoren, den Verschleißzustand zu ermitteln. Diese notwendige Kontrolle wird häufig durch die prozessual bedingte Einbaulage der Feldgeräte erschwert. Teilweise sind die Feldgeräte derart in die verfahrenstechnischen Anlage integriert, dass der laufende Prozess zur Kontrolle eines Feldgeräts unterbrochen und anschließend wieder angefahren werden muss.To record the physical condition, field devices are subjected to regular visual inspection, regardless of their control technology integration, in order to detect damage and, in particular in the case of actuators, to determine the state of wear. This necessary inspection is often made difficult by the process-related installation position of the field devices. In some cases, the field devices are integrated into the process engineering system in such a way that the ongoing process must be interrupted and then restarted in order to check a field device.
Jedoch bietet die regelmäßige Kontrolle keine Möglichkeit zur Erkennung plötzlich auftretender Beschädigungen zwischen aufeinanderfolgenden Kontrollen, die die Funktion des Feldgeräts beeinträchtigen aber nicht zum Totalausfall führen.However, regular inspection does not provide any means of detecting sudden damage between successive inspections that may impair the function of the field device but do not lead to total failure.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Feldgerät mit Mitteln auszustatten, die eine Ermittlung des Zustande in Einbaulage des Feldgeräts gestatten.The invention is therefore based on the object of equipping the field device with means that allow the state of the field device in its installed position to be determined.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by the means of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.
Die Erfindung geht von einem Feldgerät aus, das in beliebiger für sich bekannter Weise mit einer zentralen Steuerung verbunden ist und somit regelungstechnisch in eine verfahrenstechnische Anlage eingebunden ist.The invention is based on a field device that is connected to a central control system in any known manner and is thus integrated into a process engineering plant in terms of control technology.
Erfindungsgemäß ist das Feldgerät mit einer optische Datenerfassungseinrichtung ausgestattet, deren Fokus auf funktionsbestimmende Elemente des Feldgeräts ausgerichtet ist.According to the invention, the field device is equipped with an optical data acquisition device whose focus is on function-determining elements of the field device.
Auf diese Weise werden kontinuierlich visuelle Informationen über den Zustand des Feldgeräts gewonnen, die von der Lage des Feldgeräts unabhängig sind. Damit ist das Feldgerät auch in verdeckter Einbaulage inspizierbar. Vorteilhafterweise sind Demontagearbeiten am Feldgerät und damit Stilllegungen des verfahrenstechnischen Prozesses verzichtbar. Darüber hinaus sind Beschädigungen des Feldgeräts, die zwischen den turnusmäßigen Kontrollintervallen eintreten, ohne Zeitverzug erkennbar und behandelbar.In this way, visual information about the status of the field device is continuously obtained, regardless of the position of the field device. This means that the field device can also be inspected when it is installed in a concealed position. Advantageously, dismantling work on the field device and thus shutdown of the process are not necessary. In addition, damage to the field device that occurs between the regular inspection intervals can be identified and treated without delay.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Figur ist als Feldgerät 1 ein pH-Meter vereinfacht dargestellt.Further details and advantages of the invention are explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the single figure, a pH meter is shown in simplified form as field device 1.
Das Feldgerät 1 ist in für sich bekannter Weise über Kommunikationsleitungen 3 mit einer zentralen Steuerung 2 verbunden und somit regelungstechnisch in eine verfahrenstechnische Anlage eingebunden.The field device 1 is connected in a known manner to a central controller 2 via communication lines 3 and is thus integrated into a process engineering plant in terms of control technology.
Derartige pH-Meter 1 werden zur Messung der Wasserstoffionenkonzentration in wässrigen Lösungen verwendet und weisen eine Elektrode auf, die in einem Glaskolben 11 untergebracht ist. Unter rauhen industriellen Bedingungen kommt es zuSuch pH meters 1 are used to measure the hydrogen ion concentration in aqueous solutions and have an electrode which is housed in a glass bulb 11. Under harsh industrial conditions,
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Beschädigungen des Glaskolbens 11 in Form von Rissen und Brüchen, die zu Messwertverfälschungen und Verunreinigungen des Prozessmediums führen.Damage to the glass bulb 11 in the form of cracks and breaks, which lead to measurement errors and contamination of the process medium.
Das pH-Meter 1 ist mit einer optischen Datenerfassungseinrichtung 12 ausgestattet, deren Fokus auf funktionsbestimmende Elemente des pH-Meters 1 ausgerichtet ist. Dabei ist der Fokus auf den in das Prozessmedium ragenden Teil des Glaskolbens gerichtet. Auf diese Weise sind Beschädigungen des Glaskolbens 11 in Form von Rissen und Brüchen auf optischem Wege im eingebauten Zustand des pH-Meters 1 erkennbar.The pH meter 1 is equipped with an optical data acquisition device 12, the focus of which is directed at the functional elements of the pH meter 1. The focus is on the part of the glass bulb that protrudes into the process medium. In this way, damage to the glass bulb 11 in the form of cracks and breaks can be optically identified when the pH meter 1 is installed.
Vorzugsweise umfasst die optische Datenerfassungseinrichtung 12 eine CCD-Kamera. Derartige für sich bekannte CCD-Kameras wandeln ein optisches Bild in eine adäquate elektrische Signalfolge und sind in geringer Baugröße sowie mit geringem Leistungsbedarf verfügbar.Preferably, the optical data acquisition device 12 comprises a CCD camera. Such CCD cameras, which are known per se, convert an optical image into an adequate electrical signal sequence and are available in a small size and with low power requirements.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die optische Datenerfassungseinrichtung 12 um eine Lichtleitanordnung 13 endoskopisch erweitert. Auf diese Weise werden Funktionselemente der optischen Überwachung erschlossen, deren Abmessungen für den Einbau einer CCD-Kamera zu gering sind. Gemäß Figur ist die CCD-Kamera im Kopf des pH-Meters 1 untergebracht und mit einer tief in den schlanken Glaskolben 11 hinein reichenden Lichtleitanordnung 13 verbunden.In an advantageous embodiment of the invention, the optical data acquisition device 12 is endoscopically extended by a light guide arrangement 13. In this way, functional elements of optical monitoring are made available whose dimensions are too small for the installation of a CCD camera. According to the figure, the CCD camera is housed in the head of the pH meter 1 and is connected to a light guide arrangement 13 that extends deep into the slim glass bulb 11.
Die aufgenommenen Bildinformationen werden einer Datensammeleinrichtung 4 zur weiteren Verarbeitung und Auswertung zugeleitet. Dabei ist vorgesehen, dass die optische Datenerfassungseinrichtung 12 über einen separaten Datenpfad 5 mit der zentralen Datensammeleinrichtung 4 verbunden ist. Vorteilhafterweise wird dadurch vermieden, die vergleichsweise geringe Übertragungskapazität der Kommunikationsverbindung zwischen dem pH-Meter 1 und der zentralen Steuerung mit der vergleichsweise großen Datenmenge der aufgenommenen Bildinformationen zu belasten.The recorded image information is sent to a data collection device 4 for further processing and evaluation. It is provided that the optical data acquisition device 12 is connected to the central data collection device 4 via a separate data path 5. This advantageously avoids burdening the comparatively low transmission capacity of the communication connection between the pH meter 1 and the central control with the comparatively large data volume of the recorded image information.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der separate Datenpfad 5 über eine Schnittstelleneinrichtung 14 zur drahtlosen Datenübertragung geführt. Dabei werden die aufgenommenen Bildinformationen drahtlos zu der zentralen Datensammeleinrichtung 4 übertragen.In a further embodiment of the invention, the separate data path 5 is routed via an interface device 14 for wireless data transmission. The recorded image information is transmitted wirelessly to the central data collection device 4.
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Vorteilhafterweise ist damit die Verlegung separater Übertragungsleitungen verzichtbar. Damit erhöht sich die Einsatzflexibilität des pH-Meters 1.This advantageously eliminates the need to lay separate transmission lines. This increases the flexibility of use of the pH meter 1.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der separate Datenpfad 5 zumindest partiell über das Internet geführt ist. Vorteilhafterweise ist es dadurch möglich, die zentrale Datensammeleinrichtung 4 beliebig weit von der Datenerfassungseinrichtung 12 zu beabstanden.Furthermore, it can be provided that the separate data path 5 is at least partially routed via the Internet. This advantageously makes it possible to space the central data collection device 4 as far as desired from the data acquisition device 12.
Mit der Datensammeleinrichtung 4 sind Mittel zur Auswertung der aufgenommenen Bildinformationen verbunden. Vorzugsweise werden die Bildinformationen mit einem automatischen Bildbearbeitungssystem ausgewertet.Means for evaluating the recorded image information are connected to the data collection device 4. The image information is preferably evaluated using an automatic image processing system.
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1 Feldgerät1 field device
11 Glaskolben11 glass bulbs
12 Datenerfassungseinrichtung12 Data acquisition device
13 Lichtleitanordnung13 Light guide arrangement
14 Schnittstelleneinrichtung14 Interface setup
2 Steuerung2 Control
3 Kommunikationsleitung3 Communication line
4 Datensammeleinrichtung4 Data collection facility
5 Date n pfad5 Data path
Claims (5)
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