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CN101828108B - 用于过程自动化的现场设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于过程自动化的现场设备(1)，其由至少两个可以彼此耦合的组件组成，其中在每个组件中都各自设置有一个控制/存储单元(8、9、10)，在控制/存储单元(8、9、10)中各自存储一个带有限定的参数(A，B，C，...)的参数组，并且其中，对于至少两个组件彼此耦合的情况，控制/存储单元(8；9；10)中的至少一个读出在组件的各个控制/存储单元(8、9、10)中贮存的参数组，并彼此进行比较，并且其中，在参数组出现不一致的情况下，进行比较的控制/存储单元把参数组的参数(A，B，C，...)的交集(S)提供给彼此耦合的组件(2、3、6)。

Description

用于过程自动化的现场设备
本发明涉及用于过程自动化的现场设备，其由至少两个可以彼此耦合的或已经耦合的组件组成，其中这些组件中每一个都配有控制/存储单元。
从DE 102 18 606 A1已知一种电位计传感器，它具有带有数字数据存储器的基本传感器，其中该数据存储器固定地与该传感器连接。在该数据存储器中存储有过程或传感器数据。该传感器通过接口与上位单元，例如，测量变换器或电缆通信。该传感器通过该接口传递代表pH-值或其他测量值的测量信号。此外，通过该接口将数据从数据存储器读出或将数据写入数据存储器。传感器的能量供应最好也通过接口进行。
从DE 103 13 639 A1已知一种可与之相比的电化学传感器。该电化学传感器例如指的是氧传感器。本申请人以不同的配置在MEMOSENS标志下或与MEMOSENS-技术相关提供和销售带有电感接口的相应的传感器。
为完整起见必须说明，按照本发明的现场设备决不仅仅用于电位计或电化学过程变量的测量和监测。原则上，本发明可与求出物理或化学过程变量的现场设备相关联而被应用。
在已知的解决方案方面问题是，与至今仍旧独一无二的MEMOSENS-技术相关联，在该技术下插头和插塞联接器通过电感接口彼此耦合或可以彼此耦合，原则上不同制造厂家的所有传感器元件和测量变换器都可以用已知插头或已知的插塞联接器进行连接。例如每个玻璃电极的制造厂家都可以将其玻璃电极连接在MEMOSENS上。对于由大量的制造厂家提供和销售的测量变换器也一样。
本发明的任务在于，保证只有获得授权或得到许可的制造厂家和供应商才可以以确定的带宽利用新的和独一无二的技术。
为了防止传感器元件和测量变换器的未经授权的制造厂家把MEMOSENS-技术与其产品结合利用，按照本发明提出两种相应的解决方案。
按照本发明的解决方案中的第一设计方案有下列特征：
在每个控制/存储单元中各自存储一个带有限定的参数的参数组。一旦两个组件彼此耦合，控制/存储单元中的至少一个，所谓进行比较的控制/存储单元，便读出这些组件的各个控制/存储单元中所贮存的参数组并加以比较。若参数组彼此不一致，则该进行比较的控制/存储单元始终把参数组的参数的交集供彼此耦合的组件。以此保证，各个组件只获得共有的最小功能性。
按照本发明的解决方案中的第二设计方案有下列解决特征：
每个控制/存储单元各自被分配有一个限定的参数组，其中每个参数组被分配一个等级0，1，2，...形式的唯一的特征描述。这里一个较高的等级包含前一个等级的参数加上附加的参数。对于这些组件彼此耦合的情况，这些控制/存储单元中的至少一个读出在这些组件中所贮存的等级，并加以比较。当等级彼此不同时，具有最低共有等级的组件的参数组可供具有较高等级的一个或多个组件使用。在这里集成在该测量系统中的各个组件也只获得最小共有的参数组，该参数组分配给这些组件中的每一个且以一个确定的等级反映。
与上述第一解决方案相比，这个第二解决方案还有一个显著的优点：进行比较的控制/存储单元只需要有关等级的信息，而不需要有关实际隐藏在各自等级后面的参数的信息。在现场设备进一步扩展的过程中，给已有的等级添加附加的参数，或者甚至创建附加的等级，于是向进行比较的控制/存储单元提供有关等级的信息就够了，尽管在该等级下安排经过改变的或还有附加的参数。因此，可以放弃进行比较的控制/存储单元中的软件更新或升级，或者甚至放弃组件的更换，在组件中布置有进行比较的控制/存储单元。
按照本发明的这两个解决方案中的一个有利的改进方案设置为，现场设备指的是可用于分析测量技术中的测量设备。
这些组件优选指的是接纳基本传感器的插头、插塞联接器和测量变换器。具有这种分布的现场设备，由本申请人在MEMOSENS标志下提供和销售。在MEMOSENS中，插头和插塞联接器通过电感接口可以彼此耦合或已经彼此耦合。显而易见，该耦合也可以构造成光耦合或电容耦合。按照本发明的解决方案的两个组件还可以通过电流接口彼此连接。
按照本发明的现场设备一个优选的设计方案，进行参数组或等级比较的该控制/存储单元被分配给插塞联接器。在MEMOSENS-技术的范围内该插塞联接器还常常被称为电缆或初级侧插接连接件。
为了说明本发明，下面提出一个具体的示例：
带有插头的传感器元件通过智能电缆或带电缆的插塞联接器连接到测量变换器。对于测量变换器获得0等级功能的许可。等级0等于意味着带有可供支配的最小功能。该包含进行比较的控制/存储单元的“智能”电缆，从带有传感器元件的插头读出等级，例如，等级1，并从测量变换器读出等级，这里是等级0。在插塞联接器或电缆中的进行比较的控制/存储单元，按照本发明只把等级0，因此，只把分配给等级0的参数传输给测量变换器和插头。按照本发明，总是求出最低共有等级或释放相应的功能。
若同样的传感器，因而带有传感器元件的插头在一个按等级2设计的测量变换器上运行，则插塞联接器或电缆传递等级0和等级1。在这种情况下，等级1相应于各个组件共有的最低等级。因此，释放并提供等级1相应的功能供使用。按照本发明，该插塞联接器类似于网关工作。
按照本发明一个优选的设计方案，分配给等级0的参数组包含所限定的基本功能。等级1的参数组优选指的是传感器的状态功能和当时的状态数据。分配给等级2参数组的功能是诊断功能，以及使例如报告关于传感器剩余使用寿命成为可能的功能。
现将参照下图对本发明作较详细的说明。附图中：
图1示出按照本发明的现场设备各组件的示意图；
图1a示出两个组件参数组的交集的图示；且
图1b示出求出两个组件共有的最小等级的图示。
图1表示按照本发明现场设备1各组件的示意图。按照本发明的现场设备1有三个可彼此耦合的或已经耦合的组件：带有传感器元件4的插头3、插塞联接器2和测量变换器6。测量变换器6和插塞联接器2通过电缆7彼此连接。在三个组件：插头3、插塞联接器2和测量变换器6中，每一个都设有控制/存储单元8、9、10。在图1中示意地画出了这些控制/存储单元8、9、10。
为清楚起见，图1a中只示出贮存在插头3和插塞联接器2的控制/存储单元8，9中的两个参数组P1，P2。在P1中存放参数A、B、C、G、H、I；在P2中有参数A、B、C、D、E、F。若插塞联接器2、插头3和测量变换器6彼此耦合，则进行比较的控制/存储单元8(在这种情况下是集成在插塞联接器2中的进行比较的控制/存储单元8)读出贮存在插头3的控制/存储单元9中的参数组P2。存储在插塞联接器2的控制/存储单元8中的参数组P2与参数组P1进行比较。该控制/存储单元8把两个参数组P1、P2彼此加以比较。当该参数组P1、P2正如在所示情况下彼此不一致时，进行比较的控制/存储单元8便求出参数组P1，P2一致的交集S，而且只把该交集提供给其他连接的组件支配。
因此，各个组件2、3、6只获得被许可的参数或功能。简而言之，该进行比较的控制/存储单元8向耦合的控制/存储单元9、10提出问题：允许你作什么？你获得哪一种功能的许可。最终，由多个组件2、3、6组合而成的现场设备1只获得与各组件2、3、6被允许的功能的交集S相应的功能，这里是参数A、B、C。
图1b表示求出两个组件2、3最小共有等级L的图示。若分配给插塞联接器2的参数是等级0，因此授权接受者只获得基本功能的许可，而带有基本传感器4的插头3具有等级1，亦即，该插头3还能够执行状态功能，于是进行比较的控制/存储单元8选择两个单元8、9共有的等级，即等级0。按照定义，这里等级1包含等级0的参数加上附加参数。与插塞联接器2和测量变换器6相结合，传感器3、4能够只执行基本功能，尽管它由其贮存的参数组还为执行状态功能而设置。但此附加的功能没有获得许可，从而超出基本功能的功能都被禁止。
如前所述，利用不同的等级有以下优点，即，当在现场设备1进一步扩展的过程中在已经存在的等级0，1，2，...上添加附加参数P时，或当设置新创建附带的等级时，足以向比较的控制/存储单元8提供关于等级的信息，在该等级下安排改变了的或还有附加的参数P。因此，可以放弃在进行比较的控制/存储单元8中进行的软件更新或升级，或甚至放弃组件2的更换，在组件2中布置了进行比较的控制/存储单元8。
附图说明
1现场设备
2插塞联接器
3插头
4基本传感器/传感器元件
5传感器联接器/智能电缆
6测量变换器
7连接电缆
8控制/存储单元
9控制/存储单元
10控制/存储单元

Claims (13)

1.用于过程自动化的现场设备(1)，该现场设备用于确定物理或化学过程变量且由至少两个彼此能够耦合的组件组成，其中在每个所述组件中都各自设置有一个控制/存储单元(8、9、10)，在所述控制/存储单元(8、9、10)中各自存储有一个带有限定的参数(A，B，C...)的参数组；并且其中，对于所述至少两个组件彼此耦合的情况，所述控制/存储单元(8；9；10)中的至少一个读出贮存在组件的各个所述控制/存储单元(8、9、10)中的所述参数组并进行彼此比较；并且其中，在所述参数组出现不一致的情况下，进行比较的控制/存储单元把所述参数组的参数(A，B，C，...)的交集(S)提供给所述彼此耦合的组件。
2.按照权利要求1所述的现场设备，其中所述现场设备(1)是能够用于分析测量技术中的测量设备。
3.按照权利要求1或2所述的现场设备，其中，所述组件是插塞联接器(2)、测量变换器(6)和用于接纳基本传感器(4)的插头(3)。
4.按照权利要求3所述的现场设备，其中所述插头(3)和所述插塞联接器(2)能够通过非电流或电流接口(5)彼此耦合。
5.按照权利要求3所述的现场设备，其中进行所述参数组的比较的所述控制/存储单元配属于所述插塞联接器(2)。
6.用于过程自动化的现场设备(1)，该现场设备用于确定物理或化学过程变量且由至少两个彼此能够耦合的组件组成，其中在每个所述组件中都各自设置有一个控制/存储单元(8、9、10)；其中每个控制/存储单元(8、9、10)都各自被分配有一个限定的参数组；其中每个所述参数组被分配一个等级Ln＝n的形式的唯一的特征描述，其中n＝0，1，2；其中，较高的等级包含前一个等级的参数和附加的参数；其中，对于所述组件彼此耦合的情况，所述控制/存储单元(8、9、10)中的至少一个读出贮存在所述组件中的等级并进行彼此比较，并在不一致的情况下，将具有最低等级的组件的参数组提供给具有较高等级的一个或多个组件。
7.按照权利要求6所述的现场设备，其中所述现场设备(1)是能够用于分析测量技术中的测量设备。
8.按照权利要求6或7所述的现场设备，其中，所述组件是插塞联接器(2)、测量变换器(6)和用于接纳基本传感器(4)的插头(3)。
9.按照权利要求8所述的现场设备，其中所述插头(3)和所述插塞联接器(2)能够通过非电流或电流接口(5)彼此耦合。
10.按照权利要求8所述的现场设备，其中进行所述等级的比较的所述控制/存储单元配属于所述插塞联接器(2)。
11.按照权利要求6或7所述的现场设备，其中等级L0＝0的参数组是所述现场设备(1)的基本功能。
12.按照权利要求6或7所述的现场设备，其中等级L1＝1的参数组是所述现场设备(1)的状态功能和当时的状态数据。
13.按照权利要求6或7所述的现场设备，其中，等级L2＝2的参数组是诊断功能以及允许评估所述现场设备(1)的剩余使用寿命的数据。
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