DE10223723A1 - Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen in einem Prozesssteuerungssystem - Google Patents

Abstract

Ein Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen zur Verwendung in einem Prozesssteuerungssystem nutzt Ereignisfolgenerkennungskarten, um Indikatoren von Ereignissen zu den Zeiten, zu denen diese Ereignisse in einem Prozesssteuerungsnetzwerk auftreten, zu erkennen und zu speichern. Das Meldesystem für eine Ereignisfolge umfasst eine feste Hauptzeitquelle, welche zum periodischen Synchronisieren der Zeit von zweiten Taktgebern in jedem der Knoten des Prozesssteuerungssystems verwendet wird. Freilaufende Zähler sind in jeder der Ereignisfolgenerkennungskarten an jedem Knoten angeordnet und werden zum Markieren jedes Ereignisses mit dem Zählwert genutzt, wenn die Ereignisfolgenerkennungskarte das Ereignis zum ersten Mal erkennt. Indikatoren des Ereignisses und des dem bekannten Ereignis zugeordneten Zählwertes werden von jeder der Ereignisfolgenerkennungskarten an eine entsprechende Steuerungseinrichtung gesendet, welche einen zweiten Taktgeber, einen weiteren freilaufenden Zähler und den Wert des dem Ereignis zugewiesenen Ereignisfolgenzählers benutzt, um die tatsächliche oder absolute Zeit, zu der das Ereignis an der Ereignisfolgenkarte erkannt wurde, zu bestimmen. Das Ereignis und die absolute Zeit für das Ereignis wird dann an eine Berichtdatenbank für Ereignisfolgen gesendet, wo diese Information zum Bilden eines systemweiten Ereignisfolgenprotokolls gespeichert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Prozesssteuerungssysteme und, im speziel­ len, das Erkennen, Speichern und Melden der Folge von erkennbaren Ereignissen, wel­ che in einem Prozesssteuerungssystem auftreten.

Prozesssteuerungssysteme wie solche, welche in chemischen, petrochemischen, oder anderen Prozessen verwendet werden, umfassen typischerweise eine oder mehrere Prozesssteuereinrichtungen, welche kommunizierend mit wenigstens einer Host oder Operator-Workstation und mit einer oder mehreren Feldeinrichtungen via analogen, digitalen oder kombiniert analogdigitalen Bussen verbunden sind. Die Feldeinrichtun­ gen, welche zum Beispiel Ventile, Ventilstellglieder, Schalter und Transmitter (z. B. Temperatur, Druck- und Fließ-Taktrates-Sensoren) sein können, führen in einer verfah­ renstechnischen Anlage Funktionen wie das Öffnen oder Schließen von Ventilen und das Messen von Prozessparametern durch. Die Prozesssteuereinrichtungen empfangen Signale, welche von den Feldeinrichtungen durchgeführte Prozessmessungen und/oder andere zu den Feldeinrichtungen gehörende Informationen anzeigen, nutzen die Infor­ mationen zum Implementieren von Steuerungsroutinen und generieren dann Steue­ rungssignale, welche über die Busse zu den Feldeinrichtungen gesendet werden, um den Prozessablauf zu steuern. Informationen von den Feldeinrichtungen und den Steu­ ereinrichtungen werden typischerweise einer oder mehrerer Applikationen zur Verfü­ gung gestellt, welche von der Operator-Workstation ausgeführt werden, um einen Ope­ rator in die Lage zu versetzen, jede gewünschte Funktion hinsichtlich des Prozesses auszuführen, wie das Betrachten des aktuellen Prozessstatusses, das Ändern des Pro­ zessablaufes, usw.

In der Vergangenheit wurden herkömmliche Feldeinrichtungen verwendet, um analoge Signale (z. B. 4-20 mA) von und an die Prozesssteuereinrichtungen via analogen Bus oder analogen Leitungen zu senden und zu empfangen. Diese 4-20 mA Signale waren in ihrer Beschaffenheit dahingehend beschränkt, dass sie von einer Einrichtung durch­ geführte Messungen oder von einer Steuereinrichtung erzeugte Steuersignale anzeig­ ten, welche zum Steuern des Prozessablaufes erforderlich waren. Im Laufe des unge­ fähr letzten Jahrzehntes setzten sich allerdings intelligente Feldeinrichtungen mit einem Mikroprozessor und einem Speicher in der Prozesssteuerungsindustrie durch. Zusätzlich zum Durchführen einer Primärfunktion in dem Prozess, speichern intelligente Feldein­ richtung der Einrichtung zugehörige Daten, kommunizierend mit der Steuereinrichtung und/oder anderen Einrichtungen in einem digitalen oder kombinierten digitalen und analogen Format, und führen sekundäre Aufgaben wie Selbstkalibrierung, Identifizie­ rung, Diagnose, usw. durch. Eine Anzahl standardisierter und offener Kommunikations­ protokolle für intelligente Einrichtungen wie HART, PROFIBUS, WORLDFIP, Device-NET und CAN Protokolle wurden entwickelt, um intelligente Feldeinrichtungen verschiedener Hersteller in demselben Prozesssteuerungsnetzwerk verwenden zu können.

Darüber hinaus kam es in der Prozesssteuerungsindustrie zu einer Tendenz dahinge­ hend, dass Prozesssteuerfunktionen dezentralisiert werden. Zum Beispiel verwendet das von der FIELDBUS Foundation verkündete volldigitale Zweidraht-Bus-Protokoll, bekannt als das Foundation^TM Fieldbus(im Folgenden "Fieldbus")-Protokoll Funktions­ blöcke, welche in verschiedenen Feldeinrichtungen angeordnet sind, um vorhergehend in einer zentralisierten Steuereinrichtung ausgeführte Steuerungsvorgänge umzusetzen. Im speziellen ist jede Fieldbus Feldeinrichtung in der Lage, einen oder mehrere Funkti­ onsblöcke zu umfassen und auszuführen, von denen jede Eingaben von anderen Funk­ tionsblöcken empfängt und/oder Ausgaben an andere Funktionsblöcke zur Verfügung stellt (entweder innerhalb derselben Einrichtung oder innerhalb verschiedener Einrich­ tungen), und irgendeinen Prozesssteuerungsvorgang wie das Messen oder das Erken­ nen von Prozessparametern, das Steuern einer Einrichtung oder das Durchführen eines Steuerungsvorgangs, wie das Implementieren einer proportional-differenzial-integral (PID) Steuerungsroutine durchführt. Die verschiedenen Funktionsblöcke innerhalb eines Prozesssteuerungssystems sind so konfiguriert, dass sie untereinander kommunizieren (z. B. über einen Bus), um eine oder mehrere Prozesssteuerungsschleifen zu bilden, de­ ren individuelle Vorgänge über den Prozess verteilt und deshalb dezentralisiert sind.

Zudem werden in vielen verfahrenstechnischen Anlagen Signale, welche wesentlichen Ereignissen zugeordnet sind, wie der Stellung von bestimmten Sicherheitsschaltern oder Absperrventilen zugeordnete Signale, ein von bestimmten Sensoren erkanntes Überlaufen oder Unterschreiten anzeigende Signale, dem Vorgang einer wichtigen Ener­ gieerzeugung oder Steuerungseinrichtungen zugeordnete Signale, Signale von Fehler-Erfassungseinrichtungen oder andere, Einrichtung in dem Betrieb zugeordneter binärer Ein-Aus typischer Signale überwacht, um Änderungen dieser Signale und damit "Ereignisse" in der verfahrenstechnischen Anlage zu erkennen. Die Zeiten, in denen diese überwachten Ereignisse auftreten, werden gemeldet und in einer Ereignisfolgen- Datenbank gespeichert, welche z. B. zum Debuggen des Systems nach einem Versagen oder nach dem Auftreten einer anderen wesentlichen Betriebssituation genutzt wird.

Die Verwendung einer Ereignisfolgen-Datenbank (SOE) - sequence of events, ist vor­ teilhaft, da das Auftreten eines Ereignisses, wie das Versagen einer Einrichtung eines Kommunikationskanals, zum Auftreten anderer Ereignisse führen kann, welche wieder­ um die Ursache für das Auftreten weiterer Ereignisse sein können und unter Umstän­ den zu einem z. B. kaskadierenden, vollständigen oder teilweisen Stillstand des Pro­ zesssteuerungsbetriebes führen. Zum Ermitteln der ursprünglichen Quelle des Versagens bei einem Versuch der Problembehebung kann ein Wartungs- oder Steue­ rungsoperator das in der SOE-Datenbank gespeicherte Ereignisfolgenprotokoll einse­ hen, um festzustellen, welches Ereignis in welcher Reihenfolge auftrat, und um so den auslösenden Grund für das Versagen in dem System festzustellen.

Die Verwendung eines Ereignisfolgenberichts ist in einem System mit nur einem Knoten oder einer einzelnen durch eine Ereignisfolgen-SOE-Eingabe/Ausgabe(I/O)- Erfassungskarte mit Einrichtungen verbundenen Steuereinrichtung üblich und ganz zielgerichtet, da alle die überwachten Ereignisinformationen durch dieselbe SOE-Karte und Steuereinrichtung laufen. Bei einem Prozesssteuerungssystem mit einer einzelnen, mit mehreren SOE-Karten verbundenen Steuereinrichtung, oder in einem System mit mehreren Steuereinrichtungen an verschiedenen Knoten, bei denen jede mit einer oder mehreren Einrichtungen via einer oder mehrerer SOE-Karten verbunden ist, wird jedoch ein Ereignisfolgenbericht schwieriger, weil die Steuereinrichtungen und jede der ver­ schiedenen SOE-Karten zum exakten Aufzeichnen der Reihenfolge verschiedener Ereig­ nisse, welche in verschiedenen Teilen des Betriebes auftreten, zeitsynchronisiert sein müssen. Wenn die Steuerungseinrichtungen oder die SOE-Karten nicht zeitsynchroni­ siert sind, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die Zeitinformation in dem Ereignisfol­ genprotokoll nicht korrekt ist, was dazu führen kann, dass die Ereignisse in unrichtiger Reihenfolge aufgelistet sind. Da zudem die Mehrzahl von Ereignissen, welche in einem wesentlichen Ereignis wie dem Versagen eines Knotens mündet, typischerweise sehr schnell, z. B. innerhalb von 10 ms jedes einzelnen auftritt, ist es wünschenswert, die Zeitempfindlichkeit des Ereignisfolgenberichts auf die Größenordnung von 5 ms zu er­ höhen, um in der Lage zu sein, die tatsächliche Reihenfolge, in welcher die verschiede­ nen überwachten Ereignisse auftreten, zu erkennen. Im allgemeinen ist es sehr schwie­ rig, diese Zeitempfindlichkeit ohne hochpräzise oder synchronisierte Taktgeber bei je­ der SOE-Karte zu erreichen. Bedauerlicherweise kann es unerschwinglich teuer sein, einen präzisen und haltbaren Taktgeber in jeder SOE-Karte anzubringen, und es kann sehr schwierig sein, viele Taktgeber in dem System zeitlich präzise zu synchronisieren, um Ereignissen einen Zeitstempel mitzugeben, wenn diese Ereignisse an einer SOE- Karte erkannt wurden.

Ein Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen und ein Verfahren zur Verwendung in einem Prozesssteuerungsnetzwerk verwendet SOE-Karten zum Anzeigen von Ereignissen und die Zeiten, zu denen diese Ereignisse in dem Prozesssteuerungs­ netzwerk auftraten automatisch zu erkennen und zu speichern. Das Berichtssystem für die Folge von Ereignissen umfasst eine dauerhafte Hauptzeitquelle, wie einen Empfän­ ger für ein globales Positionierungssystem (GPS), welches zum periodischen Zeitsyn­ chronisieren der Taktgeber in jedem der Knoten des Systems verwendet wird, wie in­ nerhalb jeder der Steuereinrichtung, Benutzerworkstations, usw. Freilaufzähler, wie Quarzzähler, sind innerhalb jeder Steuereinrichtung und innerhalb jeder SOE-Karte angebracht, welche zum Erkennen von in dem Ereignisfolgenprotokoll zu speichernden Ereignissen benutzt wird. Diese Freilaufzähler werden zum Markieren jedes Ereignisses mit einem Zählwert genutzt, wenn die SOE-Karte oder der Zähler das Ereignis zum ers­ ten Mal erkennt. Anzeigen des Ereignisses und eines dem erkannten Ereignis zugeord­ neten Zählwert werden (wenn nötig) an eine entsprechende Steuerungseinrichtung ge­ sendet, welche deren Taktgeber, deren Zähler und einen Indikator des dem Ereignis zugeordneten Wertes der SOE-Zähler nutzt, um die tatsächliche oder absolute Zeit, zu der das Ereignis an der SOE-Karte erkannt wurde, zu bestimmen. Das Ereignis und die Zeit für das Ereignis wird dann an eine Berichtsdatenbank für die Ereignisfolge gesen­ det, wo diese Informationen in Form eines systemweiten Ereignisfolgenprotokolls ge­ speichert wird. Der Empfang eines Ereignisses in der Datenbank für die Ereignisfolge kann eine Steuerungseinrichtung und SOE-Karte in die Lage versetzen, dieses Ereignis aus ihrem Speicher zu löschen. Die Verwendung einfacher Zähler in denen SOE-Karten und Taktgebern in den Steuerungseinrichtungen reduziert die Kosten und Komplexität des Systems, während gleichzeitig ein hoch zeitempfindliches oder zeitdiskriminieren­ des netzwerkweites Berichtssystem für Ereignisfolgen ermöglicht wird.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Ereigniserfassungssystem für eine Fol­ ge von Ereignissen einen Haupttaktgeber, eine erste Einrichtung und eine zweite Ein­ richtung. Die erste Einrichtung ist mit dem Haupttaktgeber kommunizierend verbunden und umfasst einen ersten Zähler und eine mit dem Haupttaktgeber synchronisierte zweite Taktzeit. Die zweite Einrichtung ist mit der ersten Einrichtung kommunizierend verbunden und umfasst einen Ereignisspeicher und einen zweiten Zähler. Die zweite Einrichtung umfasst auch einen derart programmierten Prozessor, dass bei Erfassung eines Ereignisses ein Indikator des Ereignisses in dem Ereignispuffer gespeichert und der Wert des zweiten Zählers zur Zeit der Erfassung des Ereignisses als ein Ereignis­ zählwert in dem Ereignispuffer gespeichert wird. Der Prozessor der zweiten Einrichtung ist zudem derart programmiert, dass eine Ereignismeldung an die erste Einrichtung gesendet wird, wobei die Ereignismeldung den Indikator des gespeicherten Ereignisses und einen Indikator des Ereigniszählwertes für das Ereignis umfasst. Weiterhin umfasst die erste Einrichtung einen derart programmierten Prozessor, dass der erste Zähler, der zweite Taktgeber und den Indikator des Ereigniszählwertes in der Ereignismeldung genutzt wird, um der Erfassung des Ereignisses eine absolute Zeit zuzuweisen. Wenn gewünscht, kann die erste Einrichtung eine weitere Ereignismeldung, welche den Indi­ kator des Ereignisses und die absolute Zeit des Ereignisses umfasst, an eine Datenbank für eine Ereignisfolge senden, welche an verschiedenen Knoten des Prozesssteuerungs­ systems erkannte Ereignisse speichert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines beispielhaften Prozesssteuerungsnetzwer­ kes, bei welchem ein Berichtssystem und Verfahren für eine Ereignisfolge verwendet werden kann;

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Teiles des Prozesssteuerungsnetzwerkes der Fig. 1, welches in der Datenbank für eine Ereignisfolge, eine Steue­ rungseinrichtung, und eine Anzahl von SOE-Karten im einzelnen darstellt;

Fig. 3 zeigt ein Diagramm eines Ereignisprotokolls in einer der SOE-Karten der Fig. 2; und

Fig. 4 zeigt ein Diagramm einer Ereignismeldung, welche von einer der SOE- Karten an die Steuerungseinrichtung der Fig. 2 gesendet wird.

Bezugnehmend auf Fig. 1 umfasst ein Prozesssteuerungssystem 10 eine oder mehrere Host-Workstations, Computer oder Benutzerschnittstellen 12 (welche ein Personal Computer, Workstation, usw. jeder Art sein können), welche mit einer Vielzahl von Steuerungseinrichtungen 14 via eines Busses 16 verbunden sind. Der Bus 16 kann je­ des gewünschte oder geeignete Kommunikationsprotokoll verwenden, wie ein Ethernet- Protokoll, oder kann, anstattdessen durch jedes andere gewünschte Kommunikations­ netzwerk ersetzt werden, wie ein drahtloses Netzwerk, ein nicht bus-basiertes Netz­ werk, usw. Die Steuerungseinrichtung 14, welche nur beispielhaft DeltaV^TM Steuerungs­ einrichtungen von Fisher-Rosemount Systems, Inc. sein können, sind mit Feldeinrich­ tungen 20 bis 37 via herkömmlicher Eingabe/Ausgabe(I/O)-Karten 40 bis 45 verbun­ den. Obwohl nicht notwendig, kann jede der Steuerungseinrichtungen 14 eine erste Steuerungseinrichtung 14A und eine redundante oder Backup-Steuerungseinrichtung 14B umfassen, wenn dies gewünscht ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten System sind die Steuerungseinrichtungen 14 durch eine Standard- oder DeltaV-Rückwandplatine mit den I/O-Karten 40 bis 45 verbunden, bei denen jede mit einer oder mehreren Feldein­ richtungen via bekannter Kommunikationslinks unter Verwendung bekannter Kommuni­ kationsprotokolle, wie das 4-20 mA-Protokoll, das HART-, Feldbus- oder anderer intelli­ genter Einrichtungsprotokolle oder jedes anderen entweder heute bekannten oder in Zukunft zu entwickelnden gewünschten Protokolls verbunden ist. Bei dem Beispiel des Prozesssteuerungsnetzwerkes 10 der Fig. 1 sind die I/O-Karten 40 und 44 mit den Feldeinrichtungen 20 bis 22 und 33 bis 34 unter Verwendung eines HART- Kommunikationsprotokolles entsprechend verbunden, während die I/O-Einrichtungen 41, 43 und 45 den Feldeinrichtungen 23 bis 26, 30 bis 32 und 35 bis 37 unter Verwen­ dung eines Feldbusprotokollbusses verbunden sind. Der besseren Erläuterung wegen ist die I/O-Einrichtung 42 mit den Feldeinrichtungen 27 bis 29 via 4-20 mA Leitungen verbunden.

Wie bekannt ist, implementiert oder leitet jede der ersten Steuerungseinrichtungen 14A eine darin gespeicherte oder auf andere Weise diesen zugeordnete Prozesssteuerungs­ routine und kommuniziert mit den Feldeinrichtungen 20 bis 37 und den Computern 12, um einen Prozess oder Teilprozess in der gewünschten Art zu steuern. Die Feldeinrich­ tungen 20 bis 37 können jede Art von Einrichtung sein, wie Sensoren, Ventile, Trans­ mitter, Stellglieder, usw. während die I/O-Karten 40 bis 45 jede Art von I/O- Einrichtungen sein können, welche jedem gewünschten Kommunikations- oder Steue­ rungseinrichtungsprotokoll entsprechen. Natürlich können sich die Feldeinrichtungen 20 bis 37 nach jedem anderen gewünschten Standard oder Protokoll neben dem HART- und Feldbus-Protokoll richten, einschließlich jedes heute erhältlichen Standard- oder proprietären Protokolls oder eines solchen in der Zukunft zu entwickelnden Protokolls.

Die SOE-Karten 50, 51 und 52 sind mit den Steuerungseinrichtungen 14 weiterhin via z. B. der Rückwandplatine verbunden und empfangen in diesem Beispiel nähere Einga­ ben, z. B. hohe oder niedrige (Aus oder Ein) Eingaben von verschiedenen Einrichtungen in dem Prozesssteuerungsnetzwerk 10. Zum Beispiel können Ausgänge oder Anzeigen der Stellung von bestimmten Schaltern, Ventilen, binären Schwellwerten, Druck oder anderen Arten von Sensoren, Fehler-Erfassungseinheiten, usw. mit den Kanälen der Eingänge jeder der SOE-Karten 50, 51 und 52 verbunden sein. Die erkannten Ereignis­ se können Signale der Feldeinrichtungen 20 bis 37 sein oder von anderen Einrichtun­ gen stammen, welche nicht anders mit den Steuerungseinrichtungen 14 verbunden sind, wenn dies gewünscht ist. Darüber hinaus kann jedes gewünschte Ereignis erkannt werden und erkannte Ereignisse sind nicht beschränkt auf jene, welche durch binäre Signale angezeigt werden. Im allgemeinen erkennen die SOE-Karten 50, 51 und 52 die Änderung von Eingangssignalen an deren Kanälen und speichern einen Indikator dieser Änderungen in einem Speicher oder Puffer der Karten 50, 51 oder 52.

Eine Ereignisfolgen-Datenbank (SOE) oder ein Server 60 sind mit dem Prozesssteue­ rungssystem 10 und, in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform mit dem Bus 16 verbunden. Die SOE-Datenbank 60 empfängt Ereignisinformationen von den Steue­ rungseinrichtungen 14 und, wenn gewünscht, von anderen an den Bus 16 angeschlos­ senen Knoten wie der Benutzerschnittstelle oder den Computern 12. Zusätzlich ist eine Hauptzeitquelle oder ein Haupttaktgeber 66, welcher z. B. einen GPS Empfänger umfas­ sen kann, ebenfalls mit dem Prozesssteuerungssystem 10 und, im speziellen mit dem Bus 16 verbunden. Der Haupttaktgeber 66 stellt eine einzelne beständige Zeitquelle zur Verfügung, welche periodisch zum Aktualisieren zweiter Taktgeber an jedem Knoten, der dem Prozesssteuerungssystem 10 Ereignisse meldet, genutzt wird, umfassend Taktgeber in den Steuerungseinrichtungen 14, den Benutzerschnittstellen 12 und der SOE-Datenbank 60, wenn die gewünscht ist. Wie hier vorstehend beschrieben, kann der Haupttaktgeber 66 einen GPS Empfänger umfassen, welcher ein periodisches Zeit­ signal von einem Satelliten empfängt und einen internen Taktgeber mit dieser Zeit ak­ tualisiert. Der Haupttaktgeber 66 kann dennoch jede andere gewünschte Zeitquelle sein kann, einschließlich einem lokalen Taktgeber an dem Prozesssteuerungssystem 10, einem von einer atomaren Taktgeberquelle via anderer Kommunikationsnetzwerke ak­ tualisierten Taktgeber, einem dem Prozessor oder anderen Computern in dem Prozess­ steuerungssystem 10 zugeordneten Taktgeber, usw. Während die SOE-Datenbank 60 und der Haupttaktgeber 66 als in getrennten Workstations oder Knoten des Prozess­ steuerungssystems 10 angeordnet dargestellt sind, können jede oder beide dieser Ein­ heiten in Workstations oder Computern angeordnet sein, welche auch für andere Zwe­ cke genutzt werden, wie eine Benutzerschnittstelle, eine Datenhistorie, usw. Weiterhin können diese Komponenten mit einem Prozesssteuerungssystem 10 via anderer Kom­ munikationswege oder Strukturen und müssen nicht direkt mit den Steuerungseinrichtungen 14 via dem Bus 16 verbunden sein.

Bezugnehmend auf Fig. 2 sind in einem Blockdiagramm Teile des Prozesssteuerungs­ netzwerkes 10 der Fig. 1 im einzelnen dargestellt. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfasst der Haupttaktgeber 66 einen Taktgeber 100, welcher die aktuelle systemweite Zeit spei­ chert, und eine GPS-Empfänger-Hardware 102, welche den Taktgeber 100 mit der ex­ akten Zeit aktualisiert. In periodischen Abständen, die jede 30 Sekunden, wenn das Prozesssteuerungssystem 10 zuerst online gebracht wird, jedoch weniger oft, nachdem das System 10 hochgefahren ist und läuft, stellt der Haupttaktgeber 66, z. B. eine UDP- Meldung an jeden der Knoten, einschließlich der Steuerungseinrichtungen 14 bereit, welche die genaue Zeit für das System angibt. Die Standard-Netzwerk-Zeit-Protokoll- (NTP)-Software in den Steuerungseinrichtungen 14 und den Computern an den anderen Knoten, wie an der SOE-Datenbank 60 genauso wie an der Nutzerschnittstelle 12, imp­ lementiert Prozeduren zum Bestimmen des Zeitanteils, welchen das Taktgebersignal braucht, den Knoten via dem Netzwerkbus 16 zu erreichen, und nutzt diese Software zum Schätzen der genauen synchronisierten Zeit. Diese Software aktualisiert dann den zweiten Taktgeber jedes Knotens. Natürlich kann jedes andere Verfahren zum Synchro­ nisieren der Taktgeber an jedem Knoten mit dem Haupttaktgeber 66 anstatt dessen verwendet werden.

Wie vorstehend angemerkt wurde, umfasst jede der Steuerungseinrichtungen 14 (ge­ nauso wie die anderen Knoten in dem System, wenn dies gewünscht ist) einen Taktge­ ber 104, welcher durch den Haupttaktgeber 66 und die NTP-Software aktualisiert wird. Jede der Steuerungseinrichtungen 14 umfasst ebenfalls einen Freilaufzähler 106, wel­ cher z. B. ein 16-Bit oder 32-Bit-Zähler sein kann und eine Zählrate von z. B. ungefähr 10 ms pro Takt aufweist. Dies wird als der Zeitbezug des Zählers 106 bezeichnet. Der Zähler 106 können jeder geeignete Zähler sein, wie Quarzzähler. In vielen Fällen kön­ nen die Zähler 106 tatsächlich ein typischer Zähler sein, welche mit Standardverarbei­ tungseinheiten oder CPUs in den Steuerungseinheiten 14 ausgestattet sind. Weiterhin umfasst jede der SOE-Karten 50, 51 und 52 einen Freilaufzähler (die Zähler 108 und 110 sind für die SOE-Karten 50 und 51 in Fig. 2 dargestellt). Die Zähler 108 und 110 können z. B. 8 µs Zähler sein, welche wiederum mit bekannten oder Standard-SOE- Erfassungskarten normalerweise zugeordneten CPUs ausgestattet sind, oder können jeder andere gewünschte Zähler sein. Darüber hinaus umfasst jede der SOE-Karten 50 und 51 einen Ereignispuffer (die Puffer 114 und 116 sind in Fig. 2 dargestellt), welche die in den überwachten Einrichtungen auftretenden erkannten Ereignisse speichert. Weiterhin umfasst die Steuerungseinrichtung 14 einen Prozessor und einen Speicher 122 und jede der SOE-Erfassungskarten 50 und 51 umfasst einen gesonderten Prozes­ sor und Speicher 123.

Während des Betriebes laufen die Zähler 106, 108 und 110 frei (und wenn gewünscht unabhängig voneinander) in der Steuerungseinrichtung 14 und den SOE-Karten 50 und 51. Die NTP oder andere Zeitsynchronisationssoftware wird in der Steuerungseinrich­ tung 14 genutzt, um einen bestimmten Wert des Zählers 106 mit einer von dem Takt­ geber 104 bestimmten absoluten Zeit in Verbindung zu bringen. Wenn dies gewünscht ist, kann der Zähler 106 in der Steuerungseinrichtung 14 jedoch periodisch gegen den Taktgeber 104 gemessen werden, so dass die Zeit zwischen den individuellen Taktge­ bertakten in dem Zähler 106 tatsächlich gemessen und diese Technik genutzt wird, um Werte des Zählers 106 mit von dem Taktgeber 104 bestimmten absoluten Zeiten in Verbindung zu bringen. Natürlich kann auch jede andere Methode genutzt werden, Werte des Zählers 106 mit von dem Taktgeber 104 bestimmten absoluten Zeiten zu verknüpfen.

Um der Erörterung willen wird der Betrieb der SOE-Einrichtung 50 in Verbindung mit der Steuerungseinrichtung 14A der Fig. 2 diskutiert, wobei wohl verstanden die glei­ chen Prinzipien auf den Betrieb anderer SOE-Erfassungskarten und Steuerungseinrich­ tungen zutreffen. Wann immer die SOE-Karte 50 ein Ereignis durch Erkennen einer Än­ derung in dem Status oder Wert eines der durch diese Karte überwachten Kanäle er­ kennt, z. B. eine Änderung einer der Eingaben an die Karte 50, speichert die SOE-Karte 50 einen Indikator des Ereignisses in dem Ereignispuffer 114. Diese Funktionalität kann durch in dem Speicher gespeicherte Routinen realisiert und auf dem Prozessor 123 der Karte 50 ausgeführt werden. Der Indikator des Ereignisses kann eine Ereignisidentifika­ tion umfassen, wie eine Identifikation des Kanals, des dem Ereignis zugeordneten Sig­ nalwertes (z. B., dass der Kanal von hoch auf niedrig oder von niedrig auf hoch schal­ tet) und dem Wert des Zählers 108 zu der Zeit, zu der das Ereignis erkannt wurde. Ein beispielhafter Ereignispuffer 114 ist in Fig. 3 dargestellt, bei welchem die Ereignisiden­ tifikationen für die erkannten Ereignisse in der linken Spalte des Puffers gespeichert sind, der Signalwert oder die Statusänderung des Kanals in der mittleren Spalte und der Wert des Zählers 108 beim Erkennen des Ereignisses in der rechten Spalte gespei­ chert sind. Natürlich können die Ereignisindikatoren in jeder gewünschten Art und Wei­ se gespeichert werden, und die Ereignisidentifikation kann jede gewünschte Form an­ nehmen, wie einen Indikator der Kanalnummer, ein Kennzeichen oder ein Name, wel­ cher den Kanal oder der Kanal treibenden Einrichtung zugeordnet ist, usw.

Wenn Ereignisse erkannt werden, wird eine diese Ereignisse betreffende Information und der Zielwert zur Zeit des Erkennens der Ereignisse in dem Puffer 114 gespeichert. Periodisch, z. B. wenn der Puffer 114 nach einer bestimmten Zeitspanne einen gewissen Quellwert erreicht, oder wann immer die Steuerungseinrichtung 14A der SOE-Karte 50 erlaubt, eine Meldung via Rückwandplatine an die Steuerungseinrichtung 14A zu sen­ den, sendet die SOE-Karte 50 eine Ereignismeldung an die Steuerungseinrichtung 14A, welche einige oder alle der im Puffer 114 gespeicherten Ereignisdaten umfasst (umfas­ send die Ereignisidentifikation, den Ereignissignalstatus oder Wert und eine Zeit oder abgelaufenen Zählwert, welcher aus dem für jedes Ereignis gespeicherten Zählwert bestimmt wird). Während die SOE-Karte 50 Ereignisdaten senden kann, welche ein Er­ eignis und seinen zugeordneten Zählwert in einer gegebenen Ereignismeldung betrifft, kann die SOE-Karte 50 statt dessen eine Ereignismeldung mit zwei oder mehr aneinan­ der gereihten Sätzen von Ereignisdaten senden, wie 8 oder 16 Sätzen von Ereignisda­ ten.

In einer Ausführungsform markiert oder speichert die SOE-Karte 50 zum Erzeugen ei­ ner Ereignismeldung den Wert des Zählers 108 zu einer bestimmten Zeit, wie zum Be­ ginn des Meldungszeitraumes, d. h. zum Beginn der Zeit, an dem die Steuerungseinrich­ tung 14A die SOE-Karte 50 in die Lage versetzt, eine Ereignismeldung an die Steue­ rungseinrichtung 14A zu senden. Zufälligerweise markiert und speichert die Steue­ rungseinrichtung 14A den Wert ihres Zählers 106 zu derselben bestimmten Zeit. Als nächstes sendet die SOE-Karte 50 als einen Teil der Ereignismeldung die Ereignisidenti­ fikation, den Ereignisstatus (wenn gewünscht) und einen errechneten Zählwert, bei dieser Ausführung als die Differenz oder den Offset zwischen dem Zählwert des Zählers 108 zum Beginn der Ereignismeldung und dem für das Ereignis in dem Puffer 114 ge­ speicherten Zählwert. In dem Beispiel der Fig. 3 würde, wenn der Wert des Zählers 106 am Beginn der Ereignismeldung als 4000 markiert oder gespeichert wurde, der Offset- Zählwert für ein Ereignis 1 4000-545 sein, was gleich 3455 ist. Gleichermaßen würde der Offset Zählwert für ein Ereignis 2 4000-972 sein, was 3028 entspricht. Der Offset- Zählwert ist im wesentlichen die Differenz zwischen dem Wert des Zählers 108 bei Be­ ginn der Ereignismeldung und dem Wert des Zählers 108, als das Ereignis ursprünglich erkannt wurde. Vorzugsweise wird der Umgriff in dem Zähler 108 erkannt und in dieser Differenzberechnung unter Verwenden einer Modulo-Subtraktion zugrunde gelegt. In dieser Art wird die abgelaufene Anzahl von Takten (tics) des Zählers 108 zwischen dem zeitlichen Beginn der Ereignismeldung und der Zeit, zu der jedes Ereignis erkannt wur­ de, als Teil der Ereignismeldung gesendet. Wenn dies gewünscht wird, können jedoch sowohl die Zählwerte des Zählers 108 beim zeitlichen Beginn der Ereignismeldung und der für jedes erkannte Ereignis gespeicherte Zählwert als Teil der Ereignismeldung ge­ sendet, und die Differenz zwischen diesen Werten an der Steuerungseinrichtung 14A bestimmt werden. Eine solche Ereignismeldung ist in Fig. 4 dargestellt. Natürlich kön­ nen auch andere Verfahren zum Berechnen und Senden eines Zählwertes basierend auf dem zur Erfassungszeit jedes Ereignisses gespeicherten Zählwertes benutzt werden.

Wie vorstehend erwähnt, speichert oder markiert der Zähler 14A durch Verwenden ei­ ner in dem Prozessor 122 gespeicherten und darauf ausgeführten Routine den Wert seines Zählers 106, wenn der Zähler 14A die SOE-Karte 50 zum Abgeben der Ereignis­ meldung aktiviert (wie durch Setzen einer zum Schreiben geschalteten Leitung für eine SOE-Karte 50 auf der Rückwandplatine in einen Hochstatus). Dieser Zählwert ist der Wert des Zählers 106 zum zeitlichen Beginn der Ereignismeldung, welche wie vorste­ hend beschrieben in der Steuerungseinrichtung 14 in eine absolute Zeit umgewandelt werden kann, wenn dies gewünscht ist. Als nächstes, nachdem die Steuerungseinrich­ tung 14A die Ereignismeldung von der SOE-Karte 50 empfängt, errechnet die Steue­ rungseinrichtung 14A (oder deren Prozessor) eine absolute Zeit, zu welcher jedes ver­ schiedene Ereignis in der Ereignismeldung durch die SOE-Karte 50 erkannt wurde. Ins­ besondere wandelt die Steuerungseinrichtung 14 den Offset-Wert des Zählers der Er­ eignismeldung (oder errechnet durch die Steuerungseinrichtung 14A, basierend auf den Zählwerten in der Ereignismeldung) für ein bestimmtes Ereignis (welches auf dem zeit­ lichen Bezug des Zählers 108 in der SOE-Karte 50 beruht) in einen skalierten Offset- Wert des Zählers um, welcher auf dem zeitlichen Bezug des Zählers 106 in der Steue­ rungseinrichtung 14A beruht. Dieser Schritt ist in Fällen notwendig, in denen der Zähler in der Steuerungseinrichtung 14A und der SOE-Karte 50 in verschiedenen Taktraten laufen. Im einfachsten Fall kann das Verhältnis der Taktrate des Zählers 108 in der SOE-Karte 50 zu der Taktrate des Zählers 106 in der Steuerungseinrichtung 14A mit dem Offset-Wert des Zählers für ein bestimmtes Ereignis multipliziert werden, um ei­ nen skalierten Offset-Wert des Zählers zu erhalten. Als nächstes wird der skalierte Off­ set-Wert des Zählers von dem Wert des Zählers 106 bei Beginn der Meldung abgezo­ gen, um den Wert des Zählers 106, als das Ereignis in der SOE-Karte 50 erkannt wur­ de, zu erhalten. Dieser Zählwert kann dann in eine absolute Zeit, wie durch den Takt­ geber 104 unter Verwendung einer Standard NTP Software festgelegt, umgewandelt werden. Die gesamte Verarbeitung kann in einer in dem Speicher/Prozessor 122 der Steuerungseinrichtung 14 gespeicherten und darauf ausgeführten Routine implemen­ tiert werden.

Natürlich kann die absolute Zeit für ein Ereignis, wenn gewünscht, in verschiedener anderer Art berechnet werden, wie z. B. durch Festlegen einer dem Wert des Zählers 106 zum zeitlichen Beginn einer Ereignismeldung zugeordneten absoluten Zeit, um­ wandeln des skalierten oder unskalierten Offset-Wert des Zählers in eine absolute Off­ set Zeit und Subtrahieren der absoluten Offset Zeit von der dem Beginn der Ereignis­ meldung zugeordneten absoluten Zeit zum Bestimmen einer der Erfassung eines Ereig­ nisses zugeordneten absoluten Zeit. Auf die gleiche Weise kann der Offset-Wert des Zählers für ein Ereignis mit der Taktrate des Zählers 108 multipliziert werden, um eine absolute Offset-Zeit festzulegen, und diese absolute Offset-Zeit kann von der dem Be­ ginn der Ereignismeldung zugeordneten absoluten Zeit subtrahiert werden, um eine absolute Zeit für eine Ereignis-Erfassung zu bestimmen. Selbstverständlich wird der Fachmann erkennen, dass auch andere Verfahren zum Nutzen der absoluten oder Off­ set-Werte der Zähler 106 und 108 zum Bestimmen einer absoluten Zeit für die Erfas­ sung eines Ereignisses in der SOE-Karte 50 bestehen und statt dessen verwendet wer­ den können.

Es versteht sich, dass die Steuerungseinrichtung 14A eine absolute Zeit für jedes Er­ eignis in der Ereignismeldung durch Verwenden der vorstehend erörterten Prinzipien ermittelt. Nachdem die Steuerungseinrichtung 14A eine absolute Zeit für jedes Ereignis in einer Ereignismeldung festgelegt hat, sendet die Steuerungseinrichtung 14A eine Meldung umfassend einen Indikator des Ereignisses, wie auch die absolute Zeit des Ereignisses an die Datenbank für Ereignisfolgen 60 via dem Bus 16. Die Datenbank für Ereignisfolgen 60 speichert dann diese Ereignisse in einer Datenbank 120 zur zukünfti­ gen Wiederherstellung, z. B. durch eine Nutzer oder andere Anwendung, in dem Pro­ zesssteuerungssystem 10. Natürlich kann die Steuerungseinrichtung 14A einen oder mehr als einen Satz von Ereignissen an die SOE-Datenbank 60 in jeder Meldung sen­ den. Zudem kann, wenn dies gewünscht ist, die Steuerungseinrichtung 14A Informatio­ nen an die von ihr erzeugte Ereignismeldung anhängen, um eine weitergehende Identi­ fikation des Ereignisses zu unterstützen. Eine solche weitere Information kann einen Indikator der SOE-Einrichtung oder -Karte umfassen, welche die das Ereignis enthal­ tende ursprüngliche Ereignismeldung, eine benutzerlesbare Anzeige oder Identifikation des Ereignisses usw., erzeugt hat. In der gleichen Weise kann die SOE-Datenbank 60 die entweder von der SOE-Einrichtung (z. B. eine Kanalnummer) oder durch die Steue­ rungseinrichtung (z. B. einen Indikator der Ausgangs-SOE-Einrichtung) erzeugte Ereig­ nisidentifikationsinformation dekodieren, um eine besser verständliche oder lesbare Identifikation des Ereignisses (wie durch die Konfigurationsinformation der verfahrens­ technischen Anlage 10 festgelegt) zu bestimmen, und diese Information in einem Spei­ cher zur Wiederherstellung durch einen Nutzer- oder eine andere Anwendung zu spei­ chern.

Selbstverständlich führt jede der SOE-Einrichtungen oder Karten, welche jeder der Steuerungseinrichtungen in dem Prozesssteuerungssystem 10 zugeordnet sind, diesel­ ben Funktionen aus. Auf diese Weise ist jede Steuerungseinrichtung 14 in der Lage, den in den daran angeschlossenen verschiedenen SOE-Karten erkannten Ereignissen eine absolute Zeit zuzuweisen, ohne dass ein Synchronisieren der Taktgeber in jeder der SOE-Einrichtungen notwendig ist. Weiterhin arbeitet jede der Steuerungseinrich­ tungen 14 in dem System 10 eigenständig und kann deshalb eigenständige Ereignisse zusammen mit absoluten Zeiten für diese Ereignisse an die Datenbank für Ereignisfol­ gen 60 zu verschiedenen Zeiten senden, und die Datenbank für Ereignisfolgen 60 kann die einzelnen Ereignisse zusammen mit deren entsprechenden absoluten Zeiten in zeit­ licher Reihenfolge ablegen, obwohl diese Ereignisse von verschiedenen Steuerungsein­ richtungen ausgehen und über eine weite Zeitspanne hinweg auftreten. Vorzugsweise bestätigt eine in einem Speicher eines Prozessors 30 gespeicherte und darauf ausge­ führte Routine der SOE-Datenbank 60 den Empfang des Ereignisses (oder der Ereignis­ se) nach Eingang einer Ereignismeldung von der Steuerungseinrichtung 14 und nach Speichern dieser Ereignisdaten in der SOE-Datenbank 60 durch Senden eines Bestäti­ gungssignals zurück an die Steuerungseinrichtung 14, welche dann ein Bestätigungs­ signal an eine bestimmte SOE-Einrichtung sendet, die das Ereignis erkannt hat. Danach löscht in einer bevorzugten Ausführungsform nach Eingang des Bestätigungssignals die SOE-Einrichtung das bestätigte Ereignis (oder Ereignisse) aus ihrem Puffer, um das Speichern weiterer Ereignisse darin zu ermöglichen. Auf diese Art ist, wenn eine Steue­ rungseinrichtung herunterfährt, nachdem sie eine SOE-Einrichtung abgefragt und Er­ eignisinformationen von dieser SOE-Einrichtung empfangen hat, jedoch bevor die Steu­ erungseinrichtung die Ereignisinformation dekodiert und an die SOE-Datenbank 60 ge­ sendet hat, oder wenn die Mitteilung der Ereignismeldung beschädigt wurde oder ver­ loren ging, die Ereignisinformation immer noch in der SOE-Einrichtung gespeichert, und kann durch z. B. eine Backup-Steuerungseinrichtung zu einer späteren Zeit wieder her­ gestellt werden. Da die Backup-Steuerungseinrichtung oder andere Einrichtung in dem System 10 immer noch zeitsynchronisiert ist (da sie einen eigenen Taktgeber und einen eigenen Zähler aufweist), kann diese Backup-Steuerungseinrichtung oder eine andere Einrichtung immer noch die absolute Zeit berechnen, zu welcher die Ereignisse in den SOE-Einrichtungen auftraten, welche die vorstehend beschriebenen Techniken nutzen.

Unter Verwendung des Ereigniserfassungssystems für eine Folge von Ereignissen wie hier beschrieben, ist es möglich, eine einzige Haupttaktgeberquelle zum Synchronisie­ ren eines einzigen Taktgebers an jedem Knoten des Systems zu verwenden und nicht synchronisierte, freilaufende Zähler in verschiedenen Einrichtungen an jedem Knoten zu benutzen und dennoch den in den verschiedenen Einrichtungen an jedem Knoten erkannten Ereignissen zugeordnete absolute Zeiten festzulegen.

Zusätzlich zum Erkennen von Ereignissen in anderen Einrichtungen, können die SOE- Karten 50, 51 und 52 oder selbst die Steuerungseinrichtungen 14 gewisse Ereignisse, welche für die erkannten Ereignisse von Bedeutung sind, erkennen. Zum Beispiel kann eine SOE-Karte, wie die Karte 50, einen Kanal überwachen und erkennen, dass sich der Status des Signals auf dem Kanal mehrmals ändert, was z. B. auf eine fehlerhafte Ver­ bindung zu der SOE-Einrichtung, einen Leitungskurzschluß usw. zurückzuführen sein kann. Natürlich wird ein einzelnes Ereignis zu jeder der Zeiten erkannt, wenn sich der Kanalwert ändert. Erreicht die Anzahl der Änderungen in einem Kanal über eine be­ stimmte Zeitspanne hinweg einen Schwellwert, kann die SOE-Einrichtung 50 in einen Störungs-Steuermodus (chatter control mode) für diesen Kanal versetzt werden und das Berichten der erkannten Ereignisse auf diesem Kanal einstellen. Wird dies getan, kann die SOE-Einrichtung 50 jedoch ein Ereignis in ihrem Ereignispuffer 114 speichern (mit dem entsprechenden Wert des Zählers 108), welches anzeigt, dass die SOE-Karte 50 in den Störungs-Steuerungsmodus für diesen Kanal gewechselt hat. In der gleichen Weise kann die SOE-Karte 50, wenn die Störungen auf dem Kanal aufhören oder unter einen Schwellwert fallen, den Störungs-Steuerungsmodus verlassen und zu dieser Zeit eine entsprechende Ereignismeldung in ihren Ereignispuffer 114 schreiben. Natürlich werden diese Störungs-Steuerungsereignisse an die SOE-Datenbank 60 in der gleichen Art und Weise wie andere erkannte Ereignisse berichtet.

In der gleichen Weise können andere Ereignisse, wie ein Ereignispufferüberlauf, eine nicht zeitsynchronisierte Steuerungseinrichtung (welche durch die NTP Software fest­ gestellt werden kann), ein Zählerversagen oder jedes andere gewünschte oder geeig­ nete Ereignis mit Bezug zur Erfassung oder Meldung von in der SOE-Datenbank 60 ge­ speicherten Ereignissen als Ereignis erkannt und berichtet werden. Weiterhin können, wenn dies gewünscht ist, die in der SOE-Datenbank 60 gespeicherten Ereignisse durch die Steuerungseinrichtung 14 ähnlich wie andere Ereignisse, welche z. B. in einer Histo­ rie gespeichert sind, berichtet werden, mit der Ausnahme, dass sie ein zusätzliches Feld aufweisen können, welches anzeigt, dass es sich um SOE-Ereignisse handelt. Dar­ über hinaus kann der gleiche Speicher zum Speichern der SOE-Ereignisse und regulärer Ereignisse genutzt werden, wenn dies gewünscht ist.

Es wurde festgestellt, dass, wenn Zähler mit Taktraten von 10 und 8 µs in den entspre­ chenden Steuerungseinrichtungen 14 und SOE-Karten 50, 51 und 52, und Taktgeber und Synchronisierungssoftware mit Empfindlichkeiten von 5 ms genutzt werden, das hier beschriebene System eine systemweite SOE-Datenbank zur Verfügung stellen kann, welche wenigstens 5 ms Zeitdiskriminierungsfähigkeit aufweist. Jedoch können auch bessere Empfindlichkeiten erreicht werden.

In jedem Fall ermöglicht die Verwendung des vorliegenden SOE-Systems das Ausstat­ ten jeder der SOE-Einrichtungen mit billigen oder kostengünstigen Zählern (welche üb­ licherweise die größte Anzahl von Einrichtungen in dem SOE-Berichtssystem darstel­ len), einen einzelnen Taktgeber an jedem Knoten und einen einzelnen systemweiten Haupttaktgeber zum Bereitstellen eines hochgenauen und flexiblen SOE-Systems, an­ statt einen synchronisierten Taktgeber in jeder Steuerungseinrichtung und/oder SOE- Einrichtung zu erfordern.

Obwohl das hier beschriebenen Berichtssystem für eine Folge von Ereignissen vor­ zugsweise softwaretechnisch implementiert ist, kann es als Hardware, Firmware, usw. und durch jeden anderen dem Prozesssteuerungssystem 10 zugeordneten Prozessor implementiert sein. Deshalb können die hier beschriebenen Routinen in einer standar­ disierten Mehrzweck-CPU oder einer spezifisch gestalteten Hardware oder Firmware wie gewünscht implementiert sein. Beim Implementieren durch Software können die Soft­ wareroutinen in jedem computerlesbaren Speicher, wie einer magnetischen Disc, einer Laser-Disc, oder anderer Speichermedien, einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors, usw. gespeichert sein. Ebenso kann diese Software an einen Benutzer oder ein Prozesssteuerungssystem via jeder bekannter oder gewünschter Auslieferungsme­ thode ausgeliefert werden, umfassend z. B. eine computerlesbare Disc oder andere transportable Computerspeichermechanismen oder über einen Kommunikationskanal wie eine Telefonleitung, das Internet, usw. (welche als gleich oder austauschbar zum Bereitstellen solcher Software via eines transportablen Speichermediums betrachtet werden).

Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Beispiele be­ schrieben wurde, welche nur zur besseren Darstellung, nicht jedoch zur Begrenzung der Erfindung gewählt wurden, ist für den Fachmann demnach ersichtlich, dass Ände­ rungen, Zusätze oder Streichungen an den offenbarten Ausführungsformen durchge­ führt werden können, ohne den Gedanken und Umfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (36)

1. Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen, umfassend:
einen Haupttaktgeber;
eine mit dem Haupttaktgeber kommunizierend verbundene erste Einrichtung, umfassend einen ersten Zähler und eine mit dem Haupttaktgeber synchronisierte zweite Taktzeit; und
eine mit der ersten Einrichtung kommunizierend verbundene zweite Einrichtung, umfassend einen Ereignispuffer und einen zweiten Zähler;
bei dem die zweite Einrichtung einen derart programmierten Prozessor umfasst, dass bei der Erfassung eines Ereignisses ein Indikator desselben in dem Ereig­ nispuffer gespeichert wird und der Wert des zweiten Zählers im Zeitpunkt der Erfassung des Ereignisses als ein Ereigniszählwert in dem Ereignispuffer gespei­ chert wird, und weiterhin eine Ereignismeldung an den ersten Zähler gesendet wird, welche den Indikator des Ereignisses und einen Indikator des Ereignis­ zählwertes für das Ereignis umfasst; und
bei dem der erste Zähler einen zum Nutzen des ersten Zählers, des zweiten Taktgebers und des Indikators des Ereigniszählwertes in der Ereignismeldung programmierten Prozessor umfasst, um der Erfassung des Ereignisses eine abso­ lute Zeit zuzuordnen.

2. Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine mit der ersten Einrichtung kommunizierend verbundenen Datenbank, bei dem der Pro­ zessor der ersten Einrichtung zum Senden einer weiteren Ereignismeldung an die Datenbank programmiert ist, wobei die weitere Ereignismeldung den Indikator des Ereignisses und die dem Ereignis zugeordnete absolute Zeit umfasst.

3. Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 2, bei dem die Datenbank einen weite­ ren, zum Senden einer Bestätigungsmeldung, welche den Empfang der weiteren Ereignismeldung bestätigt, programmierten Prozessor umfasst.

4. Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 3, bei dem der Prozessor der zweiten Einrichtung weiterhin zum Halten des Ereignisindikators und des Ereigniszähl­ wertes in dem Ereignispuffer programmiert ist, bis die zweite Einrichtung eine Bestätigung empfängt, dass die Datenbank die weitere Ereignismeldung emp­ fangen hat.

5. Ereigniserfassungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Prozessor der zweiten Einrichtung zum Speichern eines Signalwertes für das er­ fasste Ereignis in dem Ereignispuffer und zum Senden des Signalwertes des er­ fassten Ereignisses als Teil der Ereignismeldung programmiert ist.

6. Ereigniserfassungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Prozessor der zweiten Einrichtung zum Senden des gespeicherten Ereigniszähl­ wertes als Indikator des Ereigniszählwertes in der Ereignismeldung und weiter­ hin zum Senden des Wertes des zweiten Zählers zu einer bestimmten Zeit als Teil der Ereignismeldung an die erste Einrichtung programmiert ist, und bei dem der erste Prozessor zum Speichern des Wertes des ersten Zählers zu der be­ stimmten Zeit und zum Nutzen des Wertes der ersten Zählers zu der bestimmten Zeit, des Wertes des zweiten Zählers zu einer bestimmten Zeit und des Ereignis­ zählwertes programmiert ist, um der Erfassung eines Ereignisses die absolute Zeit zuzuordnen.

7. Ereignis-Ereigniserfassungssystem gemäß Anspruch 6, bei dem die bestimmte Zeit der Beginn der Zeit ist, bei dem die zweite Einrichtung die Ereignismeldung an die erste Einrichtung sendet.

8. Ereigniserfassungssystem gemäß Anspruch 6 oder 7, bei dem der Prozessor der ersten Einrichtung zum Bestimmen eines Differenzwertes des zweiten Zählers als die Differenz zwischen dem Wert des zweiten Zählers zu der bestimmten Zeit und dem Ereigniszählwert programmiert ist, um den Differenzwert des zweiten Zählers in einen skalierten Differenzwert für den ersten Zähler umzuwandeln, und um einen absoluten Wert des ersten Zählers für das Ereignis durch Bestim­ men der Differenz zwischen dem skalierten Differenzwert für den ersten Zähler und dem Wert des ersten Zählers zu der bestimmten Zeit zu bestimmen und die der Erfassung des Ereignisses zugeordnete absolute Zeit als eine dem absoluten Wert des ersten Zählers zugeordnete absolute Zeit dem auf dem zweiten Takt­ geber basierenden Ereignis zuzuweisen.

9. Ereigniserfassungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Prozessor der zweiten Einrichtung zum Bestimmen eines Differenzwertes des zweiten Zählers als eine Differenz zwischen dem Wert des zweiten Zählers zu der bestimmten Zeit und dem Ereigniszählwert für das Ereignis und zum Senden des Differenzwertes des zweiten Zählers als Indikator des Ereigniszählwertes pro­ grammiert ist, und bei dem der Prozessor der ersten Einrichtung zum Zuweisen der absoluten Zeit zur Erfassung des auf dem zweiten Taktgeber basierenden Ereignisses, des Wertes des ersten Zählers zu der bestimmten Zeit und des Dif­ ferenzwertes des zweiten Zählers programmiert ist.

10. Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 9, bei dem der Prozessor der ersten Einrichtung zum Erzeugen eines skalierten Differenzwertes des ersten Zählers aus dem Differenzwert des zweiten Zählers programmiert ist.

11. Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die bestimmte Zeit der Beginn der Zeit ist, bei der die zweite Einrichtung die Ereignismeldung an die erste Einrichtung sendet.

12. Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem der Pro­ zessor der ersten Einrichtung zum Umwandeln des Differenzwertes des zweiten Zählers in einen skalierten Differenzwert für den ersten Zähler programmiert ist, um einen absoluten ersten Ereigniszählwert durch Bestimmen der Differenz zwi­ schen dem skalierten Differenzwert für den ersten Zähler und dem Wert des ers­ ten Zählers zu der bestimmten Zeit zu erhalten und die der Erfassung des Ereig­ nisses zugeordnete absolute Zeit auf Basis des zweiten Taktgebers als eine dem absoluten Wert des ersten Zählers zugeordnete absolute Zeit dem Ereignis zu­ zuweisen.

13. Ereigniserfassungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Haupttaktgeber einen Empfänger für ein globales Positionserkennungssystem umfasst.

14. Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen mit:
einer Datenbank;
einem Haupttaktgeber;
einer oder mehrerer mit dem Haupttaktgeber kommunizierend verbundenen Ein­ richtungen, wobei jede der ersten Einrichtungen einen ersten Zähler und eine zweite, mit dem Haupttaktgeber synchronisierte Taktzeit umfasst; und
einer Vielzahl jeweils mit einer der ersten Einrichtungen kommunizierend ver­ bundenen zweiten Einrichtungen, wobei jede zweite Einrichtung einen Ereignis­ puffer, einen zweiten Zähler und einen derart programmierten Prozessor um­ fasst, dass bei Erfassung eines Ereignisses eines Indikators des Ereignisses in dem Ereignispuffer gespeichert wird und der Wert des zweiten Zählers zur Zeit der Erfassung des Ereignisses als ein Ereigniszählwert in dem Ereignispuffer ge­ speichert wird und dass weiterhin eine Ereignismeldung an eine zugeordnete erste Einrichtung gesendet wird, wobei die Ereignismeldung den Indikator des Ereignisses und einen Indikator des Ereigniszählwertes für das Ereignis umfasst;
bei dem wenigstens eine der ersten Einrichtungen weiterhin einen Prozessor um­ fasst, welcher zur Nutzung des ersten Zählers, des zweiten Taktgebers und des Indikators des Ereigniszählwertes der Ereignismeldung programmiert ist, um der Erfassung des Ereignisses eine absolute Zeit zuzuweisen.

15. Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 14, bei dem der Prozessor von der we­ nigstens einen der ersten Einrichtungen zum Senden einer weiteren Ereignismel­ dung an die Datenbank, umfassend den Indikator des Ereignisses und die der Erfassung des Ereignisses zugeordnete absolute Zeit, programmiert ist.

16. Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 15, bei dem die Datenbank einen wei­ teren Prozessor umfasst, welcher zum Senden einer Bestätigungsmeldung, die den Empfang der weiteren Ereignismeldung bestätigt, programmiert ist.

17. Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 16, bei dem der Prozessor jeder der zweiten Einrichtungen weiterhin zum Halten eines zugeordneten Ereignisindika­ tors und eines Ereigniszählwertes in dem Ereignispuffer programmiert ist, bis die zweite Einrichtung eine Bestätigung empfängt, dass die Datenbank eine weitere, dem gespeicherten Ereignisindikator und dem Ereigniszählwert zugeordnete Er­ eignismeldung empfangen hat.

18. Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem der Pro­ zessor jeder der zweiten Einrichtungen zum Speichern eines Signalwertes für ein erfasstes Ereignis in dem zugeordneten Ereignispuffer und zum Senden des Sig­ nalwertes des erfassten Ereignisses als Teil der Ereignismeldung programmiert ist.

19. Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei dem der Pro­ zessor von jeder der zweiten Einrichtungen zum Senden eines zugeordneten Er­ eigniszählwertes als Indikator des Ereigniszählwertes in der Ereignismeldung und zum Senden eines Wertes des zweiten Zählers zu einer bestimmten Zeit an eine zugeordnete erste Einrichtung als Teil der Ereignismeldung programmiert ist, und bei dem der Prozessor einer der zugeordneten ersten Einrichtungen zum Speichern des Wertes des ersten Zählers zu der bestimmten Zeit und zur Ver­ wendung des Wertes des ersten Zählers zu der bestimmten Zeit, des Wertes des zweiten Zählers zu der bestimmten Zeit, des Ereigniszählwertes und des zweiten Taktgebers programmiert ist, um der Erfassung des Ereignisses die absolute Zeit zuzuweisen.

20. Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 19, bei dem die ers­ ten Einrichtungen Steuereinrichtungen und die zweiten Einrichtungen Eingabe- /Ausgabeeinrichtungen sind.

21. Ereigniserfassungssysteme nach einem der Ansprüche 14 bis 20, bei dem der Prozessor von jeder der zweiten Einrichtungen zum Berechnen eines Differenz­ wertes als die Differenz zwischen einem der Ereigniszählwerte und einem Wert des zweiten Zählers zu einer bestimmten Zeit und zum Senden des Differenzwer­ tes als Indikator des Ereigniszählwertes in der Ereignismeldung programmiert ist und bei dem der Prozessor einer der zugeordneten ersten Einrichtungen zum Speichern des Wertes des ersten Zählers zu der bestimmten Zeit und zur Nut­ zung des Wertes des ersten Zählers zu einer bestimmten Zeit, des Differenzwer­ tes und des zweiten Taktgebers programmiert ist, um der Erfassung des Ereig­ nisses die absolute Zeit zuzuweisen.

22. Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen zur Verwendung in ei­ nem Prozesssteuersystem mit einer Datenbank, einem Haupttaktgeber, einer mit dem Haupttaktgeber kommunizierend verbundenen ersten Einrichtung, welche einen ersten Prozessor, einen ersten Speicher, einen ersten Zähler und eine mit dem Haupttaktgeber synchronisierte zweite Taktzeit umfasst, und mit einer mit der ersten Einrichtung kommunizierend verbundenen zweiten Einrichtung, wel­ che einen zweiten Prozessor, einen zweiten Speicher, einen Ereignispuffer und einen zweiten Zähler umfasst, mit:
einer in dem ersten Speicher gespeicherten und zum Ausführen auf dem ersten Prozessor ausgebildeten ersten Routine; und
einer in dem zweiten Speicher gespeicherten und zum Ausführen auf dem zwei­ ten Prozessor ausgebildeten zweite Routine, welche bei Erfassung eines Ereig­ nisses durch die zweite Einrichtung einen Indikator des Ereignisses und den Wert des zweiten Zählers zur Zeit der Erfassung des Ereignisses als einen Ereig­ niszählwert in dem Ereignispuffer speichert, und welche weiterhin eine Ereignis­ meldung an die erste Einrichtung sendet, wobei die Ereignismeldung den Indika­ tor des Ereignisses und einen Indikator des Ereigniszählwertes für das Ereignis umfasst;
bei dem die erste Routine zur Nutzung des ersten Zählers, des zweiten Taktge­ bers und des Indikators des Ereigniszählwertes ausgebildet ist, um der Erfas­ sung des Ereignisses eine absolute Zeit zuzuweisen.

23. Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 22, bei dem die erste Routine zum Senden einer weiteren Ereignismeldung an die Datenbank, umfassend den Indi­ kator des Ereignisses und die dem Ereignis zugewiesene absolute Zeit, angepaßt ist.

24. Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 23, bei dem die Datenbank einen drit­ ten Prozessor und einen dritten Speicher und weiterhin eine in dem dritten Spei­ cher gespeicherte dritte Routine umfasst, die zum Ausführen auf dem dritten Prozessor so ausgebildet ist, dass eine Bestätigungsmeldung gesendet wird, welche den Empfang der weiteren Ereignismeldung bestätigt.

25. Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem die zweite Routine zum Senden des Ereigniszählwertes als Indikator des Ereignis­ zählwertes und zum Senden des Wertes des zweiten Zählers zu einer bestimm­ ten Zeit an die erste Einrichtung als Teil der Ereignismeldung ausgebildet ist und bei dem die erste Routine zum Speichern des Wertes des ersten Zählers zu einer bestimmten Zeit und zur Nutzung des Wertes des ersten Zählers zu der be­ stimmten Zeit, des Wertes des zweiten Zählers zu der bestimmten Zeit und des Ereigniszählwertes und des zweiten Taktgebers ausgebildet ist, um der Erfas­ sung des Ereignisses die absolute Zeit zuzuweisen.

26. Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei dem die zweite Routine zum Bestimmen eines Differenzwertes als Differenz zwischen dem Ereigniszählwert und einem Wert des zweiten Zählers zu einer bestimmten Zeit und zum Senden des Differenzwertes als Indikator des Ereigniszählwertes aus­ gebildet ist und bei dem die erste Routine zum Speichern des Wertes des ersten Zählers zu einer bestimmten Zeit und zur Nutzung des Wertes des ersten Zählers zu einer bestimmten Zeit, des Differenzwertes und des zweiten Taktgebers aus­ gebildet ist, um der Erfassung des Ereignisses die absolute Zeit zuzuweisen.

27. Verfahren zum Erkennen von Ereignissen in einem Prozesssteuersystem mit ei­ ner Datenbank, einem Haupttaktgeber, einer mit dem Haupttaktgeber kommuni­ zierend verbundenen ersten Einrichtung, welche einen ersten Prozessor, einen ersten Speicher, einen ersten Zähler und einen zweiten Taktgeber umfasst, und einer mit der ersten Einrichtung kommunizierend verbundenen zweiten Einrich­ tung, welche einen zweiten Prozessor, einen zweiten Speicher, einen Ereignis­ puffer und einen zweiten Zähler umfasst, mit folgenden Schritten:
Synchronisieren der Zeit des zweiten Taktgebers zu dem Haupttaktgeber;
Speichern eines Indikators eines Ereignisses in dem Ereignispuffer und Spei­ chern des Wertes des zweiten Zählers bei Erfassung des Ereignisses als einen Ereigniszählwert in dem Ereignispuffer;
Senden einer Ereignismeldung von der zweiten Einrichtung an die erste Einrich­ tung, welche den Indikator des Ereignisses und einen Indikator des Ereignis­ zählwertes umfasst; und
Nutzen des ersten Zählers, des zweiten Taktgebers und des Indikators des Er­ eigniszählwertes, um der Erfassung des Ereignisses eine absolute Zeit zuzuwei­ sen.

28. Verfahren nach Anspruch 27, welches weiterhin den Schritt des Sendens einer weiteren Ereignismeldung, welche den Indikator des Ereignisses und die dem Ereignis zugewiesene absolute Zeit umfasst, an die Datenbank umfasst.

29. Verfahren nach Anspruch 28, welches weiterhin den Schritt des Sendens einer Bestätigungsmeldung, welche den Empfang der weiteren Ereignismeldung durch die Datenbank an die zweite Einrichtung bestätigt, umfasst.

30. Verfahren nach Anspruch 29, welches weiterhin den Schritt des Haltens des Er­ eignisindikators und des Ereigniszählwertes in dem Ereignispuffer umfasst, bis die zweite Einrichtung eine Bestätigungsmeldung empfängt, welche anzeigt, dass die Datenbank die weitere Ereignismeldung empfangen hat.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, welches weiterhin den Schritt des Speicherns eines Signalwertes für das erfasste Ereignis in dem Ereignispuf­ fer und das Senden des Signalwertes für das erfasste Ereignis als Teil der Ereig­ nismeldung umfasst.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, welches weiterhin den Schritt des Speicherns des Wertes der ersten Zählers und des Wertes des zweiten Zäh­ lers zu einer bestimmten Zeit umfasst, und wobei der Schritt des Nutzens des ersten Zählers, des zweiten Taktgebers und des Indikators des Ereigniszählwer­ tes zum Zuweisen einer absoluten Zeit zu der Erfassung des Ereignisses den Schritt des Bestimmens der absoluten Zeit für die Erfassung des Ereignisses als die Zeit umfasst, welche durch den zweiten Taktgeber im Zusammenhang mit dem Wert des ersten Taktgebers zu der bestimmten Zeit abzüglich eines als die Differenz zwischen dem zweiten Zählwert zu der bestimmten Zeit und dem Er­ eigniszählwert festgelegten Zählwertes definiert ist, wobei diese Differenz von der Zeit-Referenz des zweiten Taktgebers auf die Zeit-Referenz des ersten Takt­ gebers skaliert ist.

33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem der Schritt des Sendens einer Ereignis­ meldung den Schritt des Sendens des Ereigniszählwertes und des Wertes des zweiten Zählers zu der bestimmten Zeit als Teil der Ereignismeldung umfasst.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 oder 33, bei dem die bestimmte Zeit der Beginn der Zeit ist, bei welcher die Ereignismeldung von der zweiten Einrich­ tung an die erste Einrichtung gesendet wird.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, bei dem der Schritt des Sendens der Ereignismeldung den Schritt des Sendens der Differenz zwischen dem Ereig­ niszählwert und dem Wert des zweiten Taktgebers zu der bestimmten Zeit als Teil der Ereignismeldung umfasst.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 35, bei dem der Schritt des Bestim­ mens der absoluten Zeit, welche der Erfassung des Ereignisses zugewiesen ist, die Schritte des Berechnens der Differenz zwischen dem Ereigniszählwert und dem Wert des zweiten Taktgebers zu der bestimmten Zeit als eine Differenzmes­ sung für den zweiten Taktgeber, wenn notwendig das Skalieren der Differenz­ messung für den zweiten Taktgeber in eine Differenzmessung für den ersten Taktgeber, basierend auf der Zeit-Referenz des ersten Zählers und des zweiten Zählers, und dem Berechnen der Differenz zwischen dem Wert des ersten Takt­ gebers zu einer vorbestimmten Zeit und der Differenzmessung für den ersten Taktgeber zum Festlegen eines der Erfassung des Ereignisses zugewiesenen ab­ soluten Wertes des ersten Taktgebers umfasst.