Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde,
ein neuartiges Verfahren zur Parametrierung von Automatisierungseinrichtungen
sowie eine entsprechende Automatisierungseinrichtung zu schaffen.
Dieses
Problem wird dadurch gelöst,
dass das eingangs genannte Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs
1 weitergebildet ist.
Erfindungsgemäß werden
die einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter
von der oder in Verbindung mit der jeweiligen Automatisierungseinrichtung
automatisch generiert.
Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zur Parametrierung
einer Automatisierungseinrichtung von einer Bedienperson vorzugsweise
vor Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung ausschließlich technologische
und/oder betriebswirtschaftliche Vorgabedaten vorgegeben, wobei
aus diesen vorgegebenen technologischen und/oder betriebswirtschaftlichen
Vorgabedaten die zur Inbetriebnahme erforderlichen einrichtungsspezifischen
und/oder prozessspezifischen Parameter automatisch generiert werden. Die
Automatisierungseinrichtung greift hierzu automatisch auf unterschiedliche
Datenquellen zu, wobei vor Inbetriebnahme zur Generierung der einrichtungsspezifischen
und/oder prozessspezifischen Parameter in erster Linie auf vor der
Inbetriebnahme verfügbare
Historiedaten anderer Automatisierungseinrichtungen und/oder Engineeringdaten
und/oder Konstruktionsdaten zugegriffen wird. Nach Inbetriebnahme
greift die Automatisierungseinrich tung in erster Linie auf während des
Betriebs der Automatisierungseinrichtung anfallende Laufzeitdaten
zu, und nutzt diese Daten zur automatischen Überprüfung und Aktualisierung bzw.
Optimierung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen
Parameter.
Mithilfe
der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, die
einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter
für Automatisierungseinrichtungen
automatisch zu ermitteln. Dies ist durch Vorgabe einiger weniger
technologischer und/oder betriebswirtschaftlicher Vorgabedaten möglich.
Der
wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass für die Generierung
und Optimierung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen
Parameter keine Kenntnisse über
die Automatisierungseinrichtungen als solche notwendig sind, sondern
nur die wichtigsten Prozesskenntnisse des zu steuernden bzw. zu
regelnden Prozesses. Dadurch werden Engpässe bei der Bereitstellung
entsprechend hochqualifizierten Personals weitestgehend vermieden.
Die Inbetriebnahmezeit sowie Optimierungszeit der Parameter kann
deutlich verkürzt
werden, was insgesamt zu einer erheblichen Kosteneinsparung führt.
Die
erfindungsgemäße Automatisierungseinrichtung
ist im unabhängigen
Patentanspruch 12 definiert.
Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung.
Nachfolgend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung – ohne
hierauf beschränkt
zu sein – anhand
der Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
1: eine schematische Darstellung
eines Automatisierungssystems,
2: ein Blockschaltbild zur
Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Parametrierung von Automatisierungseinrichtungen,
3: ein gegenüber 2 detaillierteres Blockschaltbild,
4: ein weiteres Blockschaltbild
zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Parametrierung
von Automatisierungseinrichtungen,
5: ein weiteres Blockschaltbild
zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Parametrierung
von Automatisierungseinrichtungen,
6: ein Blockschaltbild zur
Verdeutlichung eines Datensammelprozesses als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens,
und
7: ein Blockschaltbild zur
Verdeutlichung eines Datenauswerteprozesses als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 7 in
größerem Detail
erläutert.
1 zeigt ein Automatisierungssystem 10 exemplarisch
anhand eines Blockschaltbilds. Das dort gezeigte Automatisierungssystem 10 umfasst
ein Leitsystem 11, an welchem zwei Steuerungseinrichtungen 12, 13 angeschlossen
sind. Die Steuerungseinrichtungen 12, 13 sind über ein
Bussystem 14, der auf dieser hierarchischen Stufe des Automatisierungssystems 10 als
Anlagenbus bezeichnet wird, mit dem Leitsystem 11 verbunden
und tauschen über
diesen Anlagenbus Daten aus. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind an jeder Steuerungseinrichtung 12, 13 jeweils
zwei Automatisierungseinrichtungen 15, 16 bzw. 17, 18 angeschlossen. Die
Automatisierungseinrichtungen 15, 16, 17, 18 werden
auch als Feldgeräte
bezeichnet und sind wiederum über
das Bussystem 14 mit den entsprechenden Steuerungseinrichtungen 12 bzw. 13 verbunden.
Auf dieser Hierarchiestufe des Automatisierungssystems 10 bezeichnet
man das Bussystem 14 auch als Feldbus.
Die
Automatisierungseinrichtungen 15, 16, 17 bzw. 18 können zum
Beispiel als Wiegeeinrichtung, Temperaturfühler, Pumpe oder sonstige Sensoren
bzw. Aktuatoren ausgebildet sein. Bei den Steuerungseinrichtungen 12, 13 kann
es sich zum Beispiel um eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)
handeln. Das Leitsystem 11 ist gemäß 1 über
ein offenes Kommunikationsnetz 19 zum Beispiel mit anderen
Automatisierungssystemen, mit Datenbanken und dergleichen verbunden.
Die anderen Einrichtungen, die über
das Kommunikationsnetz 19 mit dem Leitsystem 11 verbunden
sind, können
auch als Umgebung 20 des Leitsystems 11 bzw. des
Automatisierungssystems 10 bezeichnet werden. So kann zum
Beispiel das Leitsystem 11 über das Internet auf Datenbanken
zugreifen.
Im
Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen,
das eine besonders einfache und zuverlässige Parametrierung der Automatisierungseinrichtungen 15, 16, 17 sowie 18 eines
Automatisierungssystems 10 ohne genaue Kenntnisse über die
konkrete Automatisierungseinrichtung ermöglicht. Hierzu werden von der
Automatisierungseinrichtung oder auch in Verbindung mit der Automatisierungseinrichtung
die einrichtungsspezifischen sowie prozessspezifischen Parameter
der Automatisierungseinrichtung automatisch ermittelt und vorzugsweise
während
des Betriebs derselben automatisch optimiert. Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel
soll davon ausgegangen werden, dass die Automatisierungseinrichtung
selbst die einrichtungsspezifischen sowie prozessspezifischen Parameter
automatisch ermittelt und optimiert werden.
Die
prinzipielle Vorgehensweise zur automatischen Generierung der einrichtungsspezifischen und/oder
prozessspezifischen Pa rameter für
die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 wird
nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 erläutert. So
werden von einer Bedienperson vor Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung
Vorgabedaten 21, die technologischer und ggf. betriebswirtschaftlicher
Natur sind, vorgegeben. Aus diesen Vorgabedaten werden von der jeweiligen
Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 die
einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter
erzeugt.
Hierzu
greift die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 auf
unterschiedliche Datenquellen 22, 23, 24 zu.
Bei der Datenquelle 22 handelt es sich um eine Datenquelle,
die Historiedaten bereitstellt. Die Datenquelle 23 stellt
so genannte Planungsdaten bereit. Die in den Datenquellen 22 und 23 bereitgestellten
Daten, nämlich
die Historiedaten sowie Planungsdaten, liegen bereits vor Inbetriebnahme
der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 vor.
Bei der Datenquelle 24 handelt es sich hingegen um eine
Datenquelle, die so genannte Laufzeitdaten bereitstellt, die erst
während
des Betriebs der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw.
18 gemessen werden und erst während
des Betriebs derselben vorliegen. Zur Generierung der einrichtungsspezifischen
und/oder prozessspezifischen Parameter vor Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 greift
dieselbe demnach in erster Linie auf die Datenquellen 22 und 23 und
damit auf Historiedaten und Planungsdaten zu. Zur Optimierung der
einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter
wird hingegen während
des Betriebs in erster Linie auf die Laufzeitdaten und damit auf die
Datenquelle 24 zugegriffen.
Im
Sinne der Erfindung greift demnach vor Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 dieselbe
einerseits auf die von einer Bedienperson vorgegebenen Vorgabedaten 21 und
weiterhin auf Historiedaten und Planungsdaten der Datenquellen 22 bzw. 23 zu,
wobei aus all diesen Daten dann automatisch die einrichtungsspezifischen
und/oder pro zessspezifischen Parameter generiert werden. Während des
Betriebs der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 werden
die so ermittelten Parameter fortlaufend überprüft, indem die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 auch
auf Laufzeitdaten der Datenquelle 24 zugreift. Die fortlaufende
Neugenerierung der Parameter während
des Betriebs und der Vergleich derselben mit den zuvor ermittelten
Parametern und gegebenenfalls Daten der Datenquellen 22 und 23,
also zum Beispiel mit Historiedaten und Planungsdaten, erlaubt eine
kontinuierliche, automatische Optimierung der einrichtungsspezifischen
und/oder prozessspezifischen Parameter.
3 verdeutlicht die in Zusammenhang
mit 2 dargestellten
Zusammenhänge
in größerem Detail.
So zeigt 3 wiederum
die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18,
die Vorgabedaten 21 sowie die drei Datenquellen 22, 23 und 24.
Die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 umfasst
einerseits Zugriffsmittel 25, um auf die unterschiedlichen
Datenquellen 22, 23 und 24 automatisch
zuzugreifen und andererseits Auswertemittel 26, um die
Vorgabedaten 21 sowie die von unterschiedlichen Datenquellen 22, 23 und 24 abgegriffenen
Daten auszuwerten. Zur Eingabe bzw. Vorgabe der technologischen
und betriebswirtschaftlichen Vorgabedaten 21 verfügt die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 über Eingabemittel 27.
Auf die Funktion und Wirkungsweise der Zugriffsmittel 25 sowie
Auswertemittel 26 wird weiter unten in größerem Detail
eingegangen. An dieser Stelle sei lediglich bereits darauf hingewiesen,
dass die Zugriffsmittel 25 Sammelmechanismen für Daten
und die Auswertemittel 26 Auswertemechanismen für Daten
bereitstellen.
Gemäß 3 können die von der Datenquelle 22 bereitgestellten
Historiedaten in eine Vielzahl von Unterdaten unterteilt werden.
So umfassen die Historiedaten der Datenquelle 22 Daten 28 über andere
Automatisierungssysteme bzw. andere Automatisierungseinrichtungen,
die zum Beispiel von einem Hersteller bereitgestellt oder über das
Internet abrufbar sind.
Weiterhin
umfasst die Datenquelle 22 Daten 29 über Materialien,
so zum Beispiel physikalische oder chemische Daten über Werkstoffe
und dergleichen. Weitere Daten 30, die von der Datenquelle 22 bereitgestellt
werden, können
zum Beispiel Datenblätter über Hardwarekomponenten
des Automatisierungssystems sein.
Die
Datenquelle 23, welche der Bereitstellung von Planungsdaten
dient, lässt
sich ebenfalls weiter untergliedern. So stellt die Datenquelle 23 als
Planungsdaten zum Beispiel Daten 31 bereit, die Engineeringdaten,
Konstruktionsdaten sowie technologische und betriebswirtschaftliche
Planungsdaten enthalten. Weiterhin werden von der Datenquelle 23 Daten 32 über Konfigurationsparameter,
statische Daten von anderen Automatisierungseinrichtungen des Automatisierungssystems
und dergleichen bereitgestellt.
Bei
den während
des Betriebs von der Datenquelle 24 bereitgestellten Laufzeitdaten
handelt es sich um Betriebsparameter, Streckenparameter, Messwerte
und alle Daten, die von Sensoren des Automatisierungssystems bereitgestellt
werden.
Die
Vorgabedaten 21 können
in Daten 33 dynamischer Natur sowie in Daten 34 statischer
Natur untergliedert werden. Bei den Daten 34 statischer
Natur handelt es sich um feste Vorgaben der Bedienperson. Bei den
dynamischen Daten 33 hingegen handelt es sich um solche
Vorgaben, die von der Bedienperson während des Betriebs der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 interaktiv
angepasst werden.
Die
in 2 und 3 aus Datensicht dargestellten Zusammenhänge sind
in 4 aus Kommunikationssicht
bzw. Vernetzungssicht dargestellt. Die Darstellung der 4 entspricht in dieser Hinsicht
der Darstellung der 1.
So zeigt 4 wiederum
eine zu parametrierende Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18, die
am so genannten Feldbus 14 angeschlossen ist und über den
Feldbus 14 einerseits mit der ent sprechenden Steuerungseinrichtung 12 bzw. 13 und
mit den anderen Automatisierungseinrichtungen 16, 17, 18 bzw. 15 kommuniziert
bzw. Daten austauscht. Auf dieser Hierarchiestufe des Automatisierungssystems 10 liegen
in erster Linie die Laufzeitdaten 24 vor. Das übergeordnete
Leitsystem 11 ist am so genannten Anlagenbus 14 angeschlossen
und hält
die Planungsdaten 23 bereit. Historiedaten 22,
so zum Beispiel Daten 28 über andere Automatisierungssysteme
sowie Daten 29 aus Materialdatenbanken sind über das
offene Kommunikationsnetz 19, zum Beispiel das Internet
verfügbar.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Parametrierung einer Automatisierungseinrichtung wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf 5 detailliert
beschrieben. So zeigt 5 ein
Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wobei in der linken Spalte 35 des Blockschaltbilds Mechanismen bzw.
Mittel zur Ermittlung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen
Parameter dargestellt sind, wobei die rechte Spalte 37 Daten
bzw. Datenquellen zeigt, auf die von den Mechanismen bzw. Mitteln zugegriffen
wird, und wobei die mittlere Spalte 36 Ergebnisse bzw.
Zwischenergebnisse der mithilfe der Mechanismen bzw. Mittel erzielten
Datenabfragen sowie Datenzugriffe sowie Datenauswertungen zeigt.
Wie
bereits mehrfach erwähnt,
werden von einer Betriebsperson die Vorgabedaten 21, die
technologischer und ggf. betriebswirtschaftlicher Natur sind, der
zu parametrierenden Automatisierungseinrichtung bereitgestellt.
Die Zugriffsmittel 25 der Automatisierungseinrichtung greifen
die Vorgabedaten 21 zu und stellen diese als Zwischenergebnis 38 bereit.
Die Vorgabedaten 21 legen für die Zugriffsmittel 25 die
Datenquellen fest, auf welche die Zugriffsmittel 25 zur
Generierung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen
Parameter weiter zugreifen müssen.
Auf Basis der vorgegebenen technologischen und betriebswirtschaftlichen
Vorgabedaten 21 wird demnach automatisch entschieden, auf
welche weitere Daten quellen zugegriffen wird. Im in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel greifen die
Zugriffsmittel 25 veranlasst durch die Vorgabedaten 21 zuerst
auf die Daten 31 der Datenquelle 23 zu, nämlich im
gezeigten Ausführungsbeispiel
auf Konstruktionsdaten sowie Engineeringdaten. Diese werden mit
den Vorgabedaten 21 verknüpft und als Zwischenergebnis 39 dargestellt.
Ausgehend vom Zwischenergebnis 39 wird weiterhin auf die
Daten 29 der Datenquelle 22 über das Internet zugegriffen,
nämlich
im gezeigten Ausführungsbeispiel
zum Beispiel auf national geltende Normungsdaten. Diese Daten werden
mit dem Zwischenergebnis 39 verknüpft und als weiteres Zwischenergebnis 40 dargestellt.
Beim Zwischenergebnis 40 handelt es sich um eine reine
Datenzusammenstellung, die mithilfe der Zugriffsmittel 25 erzeugt
wird.
Dieses
Zwischenergebnis 40 wird sodann mithilfe der Auswertemittel 26 derart
ausgewertet, dass aus den im Zwischenergebnis 40 zusammengestellten
Daten ein erster Satz an einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen
Parametern erzeugt bzw. generiert wird, der dann als Zwischenergebnis 41 bereitgestellt wird.
Dieser erste generierte Parametersatz wird sodann einer Plausibilitätsprüfung unterzogen,
wobei bei der Plausibilitätsprüfung in
ersten Linie auf die Datenquelle 22 zugegriffen wird, die
Daten über
bereits realisierte, vergleichbare Automatisierungssysteme und Standardparameter
für derartige
Automatisierungssysteme enthält.
Das Ergebnis dieser Plausibilitätsprüfung wird
als Zwischenergebnis 42 bereitgestellt. Abhängig vom
Zwischenergebnis 42 der Plausibilitätsprüfung greifen im gezeigten Ausführungsbeispiel
die Zugriffsmittel 25 auf weitere Datenquellen zu, nämlich in
einem ersten Schritt auf die Datenquelle 22 und in einem
zweiten nachgeschalteten Schritt auf die Datenquelle 23.
Beim Zugriff auf die Datenquelle 22 werden im gezeigten
Ausführungsbeispiel
Materialdaten ermittelt und diese Daten werden mit dem Teilparametersatz
gemäß Zwischenergebnis 41 verknüpft und
als neues Zwischenergebnis 43 abgelegt. Darauffolgend werden
aus der Datenbank 23 mithilfe der Zugriffsmittel 25 Daten
anderer Automatisierungseinrichtungen des Automatisierungssystems zugegriffen,
die als Engineeringdaten und Konstruktionsdaten bereitgestellt werden.
Auch diese Daten werden mit den vorigen Zwischenergebnissen verknüpft und
als weiteres Zwischenergebnis 44 abgelegt. Das Zwischenergebnis 44 stellt
demnach eine Kombination des als Zwischenergebnis 41 generierten
Teilparametersatzes, ergänzt
um die nach der Plausibilitätsprüfung abgefragten
weiteren Daten dar.
Aus
dem Zwischenergebnis 44 wird sodann mithilfe der Auswertemittel 26 ein
kompletter Parametersatz an einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen
Parametern für
die zu parametrierende Automatisierungseinrichtung erzeugt. Dieser
kompletter Parametersatz wird als Ergebnis 45 abgelegt
bzw. bereitgestellt. Aus der obigen Beschreibung folgt unmittelbar,
dass der Parametersatz aus einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen
Parametern für
die Automatisierungseinrichtung nach Vorgabe der Vorgabedaten 21,
die lediglich allgemeine technologische und betriebswirtschaftliche
Daten enthalten, automatisch unter Zugriff auf unterschiedliche
Datenquellen generiert wird. Dies erlaubt eine besonders schnelle
Ermittlung der einrichtungsspezifischen sowie prozessspezifischen
Parameter. Auf den Einsatz von hochqualifizierten Personal mit speziellem
Wissen kann verzichtet werden.
Im
Sinne des Ausführungsbeispiels
gemäß 5 wird das Ergebnis 45 des
kompletten Parametersatzes noch einer nachgeschalteten Plausibilitätsprüfung unterzogen,
wobei die Plausibilitätsprüfung ein
Zwischenergebnis 46 liefert. Abhängig vom Ergebnis dieser Plausibilitätsprüfung wird
eventuell in den Parametergenerierungsprozess zurückgesprungen
und ein neuer Parametersatz ermittelt.
Weiterhin
visualisiert 5, dass
während
des Betriebs und damit nach der Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung
von den Zugriffsmitteln 25 fortlaufend auf aktuell ermittelte Laufzeitdaten 24 zugegriffen
wird, wobei diese Laufzeitdaten 24 zur Neugenerierung und
Optimierung des Parametersatzes für die Automatisierungseinrichtung
verwendet werden kann. Das Ergebnis dieser Neugenerierung unter
Berücksichtung
der Laufzeitdaten 24 ist in 5 als
Zwischenergebnis 47 dargestellt.
Wie
bereits erwähnt,
wird aufgrund der von einer Bedienperson vorgegebenen Vorgabedaten 21 automatisch
entschieden, auf welche weitere Datenquellen die zu parametrierende
Automatisierungseinrichtung zur Generierung des entsprechenden Parametersatzes
aus einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parametern
zugreifen muss. Hierzu umfassen die Zugriffsmittel 25 mindestens
eine Tabelle 48 (siehe 6),
die auch als Zuordnungstabelle bezeichnet werden kann. Diese Tabelle
48 gibt an, zu welchen technologischen sowie betriebswirtschaftlichen
Vorgabedaten welche zusätzlichen
Daten benötigt
werden. Diese Verknüpfung
zwischen den Vorgabedaten und den von den Vorgabedaten benötigten weiteren
Daten wird als Basisabhängigkeit
bezeichnet.
Eine
weitere Tabelle 49 der Zugriffsmittel 25 enthält Informationen
darüber,
auf welche weitere Daten aufgrund der vorgegebenen Vorgabedaten
zuerst bzw. in welcher zeitlichen Abfolge auf die weiteren Daten
zugegriffen werden muss. In Abhängigkeit
der in den Tabelle 48 und 49 enthaltenen Informationen über die
Art und Reihenfolge der benötigten
Daten wird von den Zugriffsmitteln 25 automatisch der erforderliche
Datensatz ermittelt. Hierzu sind in einer weiteren Tabelle 50 Adressen,
Zugriffcodes und Suchfunktionen abgelegt, mithilfe derer die Zugriffsmittel 25 auf
die relevanten Daten zugreifen können.
Die Tabellen 48, 49 und 50 geben demnach
an, auf welche Daten zu welchem Zeitpunkt mithilfe welcher Adressen,
Suchfunktionen oder dergleichen aufgrund der Vorgabedaten zuzugreifen
ist.
Die
Zugriffsmittel 25 umfassen weiterhin Mittel 51 zur
Plausibilitätsprüfung und
Mittel 52 zur Synchronisation des Datensammelmechanismus.
Die Mittel 51 zur Plausibilitätsprüfung überprüfen, ob die zusammengestellten
Daten im Hinblick auf die Vorgabedaten plausibel sind. Die Mittel 52 zur
Synchronisation des Datensammelmechanismus steuern die zeitliche
Abfolge des Datenzugriffs und entscheiden, welche Daten aktuell sind
bzw. welche Daten aufgrund häufiger
Aktualisierungen mehrfach geladen bzw. auf welche Daten mehrfach
zugegriffen werden muss.
Die
Auswertemittel 26 stellen gemäß 7 unterschiedliche Auswertemechanismen
zur Verfügung. Ein
erster Auswertemechanismus 53 dient der Berücksichtung
linearer Abhängigkeiten.
Ein zweiter Auswertemechanismus 54 dient der Berücksichtung
nicht-linearer Abhängigkeiten,
ein dritter Auswertemechanismus 55 stellt regelbasierte
Schlussfolgerungen bereit und ein vierter Auswertemechanismus 56 ermöglicht Vergleichsberechnungen
durch Abfrage von Daten anderer Automatisierungssystemen. Ein weiterer
Auswertemechanismus 57 dient der Vergleichsberechnung durch
Simulation und ein Auswertemechanismus 58 dient der Durchführung von
Korrekturrechnungen während
des Betriebs der Automatisierungseinrichtung. Alle Mechanismen sind
sehr unterschiedlich und können
entweder auf Formelberechnungen, auf dem Heranziehen von Wissen aus
Expertensystemen, auf Simulationen, auf Wahrscheinlichkeitsberechnungen,
auf Lösen
von Differenzialgleichungen und so weiter beruhen. Über ein
Mittel 59 der Auswertemittel 26 wird der Zugriff
auf die unterschiedlichen Auswertemechanismen gesteuert und ein
Vergleich der unterschiedlichen Auswertemechanismen durchgeführt.
Das
Grundprinzip der hier vorliegenden Erfindung liegt darin, dass zur
Ermittlung eines vollständigen Parametersatzes
aus einrichtungsspezifischen sowie prozessspezifischen Parametern
für eine
Automatisierungseinrichtung lediglich allgemeine technologische
sowie betriebswirtschaftliche Vorgabedaten be nötigt werden. Auf Basis dieser
Vorgabedaten wird automatisch auf unterschiedliche Datenquellen
zugegriffen und die Vorgabedaten werden zusammen mit den abgerufenen
Daten der weiteren Datenquellen in einen Parametersatz für die Automatisierungseinrichtung
umgesetzt. Hierzu werden Zugriffsmittel bzw. Zugriffsmechanismen
sowie Auswertemittel bzw. Auswertemechanismen bereitgestellt. Die
Auswertung und Generierung des Parametersatzes erfolgt einerseits
vor Inbetriebnahme und andererseits während des Betriebs zur Optimierung.
Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass die Generierung der Parameter
des Parametersatzes einerseits unmittelbar in der Automatisierungseinrichtung
selbst durchgeführt
werden kann oder in Verbindung mit derselben in einer separaten
Einrichtung.
Nachfolgend
soll zur Verdeutlichung der hier vorliegenden Erfindung angenommen
werden, dass es sich bei der zu parametrierenden Automatisierungseinrichtung
um eine industrielle Waage handelt. Nach dem Stand der Technik musste
zur Parametrierung einer solchen industriellen Waage ein kompletter
Parametersatz von einem Inbetriebnehmer eingegeben werden, wobei
dieser komplette Parametersatz einer Waage insbesondere folgende
Parameter für
die statische Bestimmung der Waage umfasst: Messbereich, Ziffernschritt, Höchstlast,
Stillstandszeit, Stillstandswert, Filterstufe, Mindestgewicht, Grenzwerte
und Leerbereich.
Weiterhin
musste der Inbetriebnehmer nach dem Stand der Technik folgende Parameter
der Waage für
den Betrieb im Prozess ermitteln: Betriebsart, Sollwerte, Toleranzgrenzen,
Feinstrom, Nachstrom, Dosierzeit, Beruhigungszeit, Entleerzeit sowie
Taragewicht. Zur Ermittlung all dieser Parameter ist nach dem Stand der
Technik ein enormes Anlagenwissen sowie Prozesswissen erforderlich.
Nach
der Erfindung ist es lediglich erforderlich, einfache sowie allgemeine
technologische und betriebswirtschaftliche Vorgabedaten zur Parametrierung
vorzugeben. Bei einer Waage handelt es sich hierbei um das herzustellende
bzw. zu wiegende Produkt, um Durchsatzmenge, zu wiegende Einzelmenge
und die Vorgabe, ob Eichpflicht besteht oder nicht. Aus diesen wenigen
Vorgabedaten, die kein Wissen über
die Waage benötigen,
werden die oben beschriebenen Parameter erfindungsgemäß automatische
ermittelt.
Ein
Beispiel für
Vorgabedaten kann wie folgt angegeben werden:
| - Sollwert: | Max.
10 kg |
| - Durchsatz: | 2t/h |
| - Eichpficht: | ja |
Im
Sinne der Erfindung wird auf Basis dieser Vorgabedaten von der Automatisierungseinrichtung
bzw. in Verbindung mit der zu parametrierenden Automatisierungseinrichtung
automatisch auf Historiedaten zugegriffen, die einen vorgefertigten
Parametersatz einer vergleichbaren Wiegeeinrichtung bzw. Waage enthalten. Ein
Beispiel eines derartigen vorgefertigten Parametersatzes sieht wie
folgt aus:
| - Messbereich: | 30
kg |
| - Ziffernschritt: | 0,01
kg |
| - Höchstlast: | 30
kg |
| - Stillstandszeit: | 2
sec |
| - Stillstandswert: | 0,01
kg |
| - Filtergrenzfrequenz: | 2
Hz |
| - Mindestgewicht: | 0,2
kg |
| - Grenzwert
Max: | 20
kg |
| - Leerbereich: | 0,02
kg |
| - Anzahl
Sensoren: | 3 |
| - Nennlast
Sensor: | 10
kg |
| - Sensorkenndaten: | Prüfbericht |
| - Betriebsart: | abfüllen |
| - Sollwerte: | 10
kg |
| - Toleranzgrenzen: | 0,1
kg |
| - Feinstrom: | 0,9
kg |
| - Nachstrom: | 0,15
kg |
| - Dosierzeit: | 20
sec |
| - Beruhigungszeit: | 5
sec |
| - Entleerzeit: | 2
sec |
| - Taragewicht: | 0,25
kg |
Weiterhin
wird auf Datenquellen zugegriffen, die Materialdaten über das
konkret zu wiegende Produkt und Daten über Eichvorschriften enthalten.
Beispielhaft sei hier angegeben:
| - Materialname: | Speiseöl |
| - Spez.
Gewicht: | 0,87 |
| - Viskosität: | 100
mPa·s |
| - Verkehrsfehlergrenzen: | 0,05
kg |
| - Min.
nach Eichvorschriften: | 0,4
kg |
| - Max.
Sollwert: | 15
kg |
Weiterhin
wird auf Datenquellen zugegriffen, die Engineeringdaten, Planungsdaten
und Konstruktionsdaten enthalten:
| - Messbereich: | 15
kg |
| - max.
Durchsatz: | 3
t/h |
| - Max.
Sollwert: | 12
kg |
| - Min
Entleerungszeit: | 10
sec |
| - Max.
Dosierzeit: | 30
sec |
| - Fallhöhe: | 1,30
m |
Auch
wird auf Datenquellen zugegriffen, die Daten von anderen Geräten enthalten:
| - Min./Max.
Durchsatz im Prozess: | 0,8
bis 1,8 t/min |
| - Eingestellter
Grenzwert Min. Füllstand: | 15%
von 5 t |
| - Materialtemperatur: | 20 °C |
Aus
den Vorgabedaten und den automatisch zusammengestellten Daten wird
dann erfindungsgemäß automatisch
ein neuer Parametersatz für
die Waage ermittelt.
Weiterhin
wird im Sinne der Erfindung aufgrund aktuell gemessener Werte, so
genannter Laufzeitdaten, der Parametersatz stets überprüft und gegebenenfalls
optimiert. Bei diesen Laufzeitdaten handelt es sich zum Beispiel
um: Laufzeitdaten
der Waage:
| - Aktueller
Bruttowert: | 7
kg |
| - Aktueller
Nettowert: | 6,72
kg |
| - Aktueller
Durchsatz: | 1,2
t/h, und |
Laufzeitdaten
anderer Geräte:
| - Aktuelle
Leistung Antrieb Silobefüllung: | 7,6
kW |
| - Aktueller
Durchsatz Silobefüllung: | 2,2
t/h |
| - Aktueller
Füllstand
Vorratssilo: | 76% |