专利名称：用于与自动化系统中的现场设备交换信息的操作设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于与自动化系统中的现场设备交换信息的
操作设备。
背景技术：
在用于(例如过程控制工业的、生产和制造工业的、建筑^支术 的或者网络技术的)技术装置的或者工业装置的自动化系统中，在 所涉及到的装置中位置分散的、非中央布置的现场设备(过程设备) 在设备自动化的框架内执行预定的功能，并且如果需要同时在彼此 之间交换与过程、装置和/或i殳备相关的信息并总是与自动化系统的 上一级组件尤其是其控制系统或工艺管理系统交换与过程、装置和 /或设备相关的信息。此外用于压力、温度、流量、液位等等的测量 变换器、用于气体或者液体分析的分析设备、用于阀的称量系统、 调节驱动装置、位置调节器、其他的用于电动驱动装置的非中央设 置的(或者说分散的)调节器和变频器属于现场设备。为了交换在 自动化系统中的数据，在非中央设置(或者说分散的)的外围区域 中的现场i殳备如果需要通过现场总线或者其^也通信^各径与非中央 设置的控制系统、调节系统、操作系统和监控系统连接起来，其中 不同的现场总线通过总线联4妄器^皮此连接起来。现场总线又可以通 过控制装置诸如有存储器可编程自动化设备连接至中央设备总线，在该中央i殳备总线上也可以连4妾控制系统或工艺管理系统、即中央 控制系统、调节系统、才喿作系统和监控系统。
通常，现场设备具有可调整的设备参数，例如报警或警告的极 限值、校正曲线、用于信号处理的评估算法的参数，等等。设备参 数可以视设备类型或者生产商来调整或改变成不同的类型和方式，
4象通过输入装置如直接安装在现场i殳备上的例如按4建面纟反和/或特 定的软件-程序，该软件-程序安装在主4几上并通过现场i殳备的通信 -接口与该现场i殳备进^f亍通信。越来越多地，为现场i殳备的现场才喿作 (或者称为就地控制Vorortbedienung )而应用的才喿作i殳备例如所谓 的手提型设备被使用，该操作设备优选地与现场设备无线通信。在 输入和改变设备参凄t时，该设备参lt通过，喿作i殳备和/或现场i殳备上 的显示装置来显示，其中，通过显示装置通常还可以显示其他过程 信息、设备信息和装置信息例如过程测量参数。利用操作设备也可 以操作多个现场设备，这些现场设备可以是不同类型或不同的生产 商的。
对于在现场设备和操作设备之间的复杂的信息交换，当经常利 用复杂的传输协议例如从操作设备向现场设备传输指令和参数以 及相反从现场设备向#喿作i殳备传输反々贵或者应答以及过程测量值 和设备数据时，在现场设备中必须l是供一个对附加的处理器功率和 能量的方面的非常可观的标准。这尤其在例如将现场设备的全部显 示器内容传输给操作设备时出现上述情况。
发明内容
因此，本发明的目的在于，降低操作设备和现场设备之间进行
信息交换的花费。根据本发明，该目的通过一种用于与自动化系统的现场设备交 换信息的操作设备来实现，其中，该操作设备包括状态单元，状态
态单元可以通过该状态机这样地进行同步化，即操作设备的当前状 态对应于现场i殳备的当前状态。
由于通过状态机对状态单元进行同步化，因此，操作设备总是 采取例如与现场设备相同的状态，从而操作设备获知现场设备的当 前状态。因此，仅仅相关于状态的信息不再需要在两个设备之间进 行交换，从而由此显著地降低了需要交换的信息量。当现场设备例 如处于一种状态中时(在该状态中，压力测量值应该被传输给才喿作 设备)，传输纯数字值就足够了，这是因为操作设备知道所接收的 数字值是压力测量值而不是流量测量值或者参数值。
因此相应根据本发明的操作设备的优选的改进方案，在操作设 备和现场设备之间交换的信息在各自接收的设备中可以与在那里
存在的与状态相关的附加信息相结合(或者说相关联verknuepfbar ) 和/或进一步处理。这尤其适合于例如接收的信息要被显示的方式和 方法。其不需要传输整个显示内容而是只传输要显示的值，然后该 值由接收的设备与状态相关地进行再处理以用于显示器，即例如被 显示在由接收设备状态相关地产生的掩模(显示屏)(Maske)中。
如果例如需要在现场设备中调整(或者说设定)一个确定的参 数，那么接下来该现场设备由操作设备获得一个指令，该指令使现 场设备中的状态机转换成一个状态，该状态被设置用于调整或改变 参数。这样的指令可以是具有安全保护的，例如是密码保护的，从 而阻止未授权地改变参数。现在仅仅需要向现场设备传输参数的类 型和它的值，但不是包括应该被输入或改变的参数的命令。此夕卜，如果为不同的参数类型设置不同的状态，那么同样也不需要传输各 个参数类型，这是因为，这些参数类型基于状态是已知的。
在操作设备中的状态单元的同步化可以取决于时间地通过周 期性地向操作设备传输现场设备的各个当前状态的识别码来实现。
优选的是，在现场设备的每一个状态转换时，通过向操作设备 传输新的状态的识别码来以受事件控制的方式实现同步化。
识别码的接收优选由操作设备来应答，其中，在未发生应答的
情况或者在现场i殳备的错-i吴的应答状态时，当前状态的识别码被再 一次传输给操作设备。
_接下来参照附图对本发明进一步描述，图中示出
图1是具有现场设备和操纵设备的自动化系统的一个实例。
图2以图表示出在其中 一个现场设备中的状态机和在操作设备 中的状态单元的实例。
具体实施例方式
图1示出了具有例如测量变换器的现场设备1的自动化系统， 该现场设备与另外的现场设备和自动化设备2、 3和4通过通信总 线5与上级的控制装置6连接。在自动化系统的生产运行中，通过 通信总线5来实现在组件1至4和6之间的有效数据的交换。
为此，设计具有操作元件8和显示装置9的可携带的操作设备 7 (所谓的手提型设备)通过无线线路10与各个现场设备1至4通信。该通信可以直接利用现场i殳备l至4或者通过访问点(Access Point) ll来实现，该访问点同样连4妻至总线5。
现场设备1至4可通过操作设备7调整参数，该操作设备为此 通过操作元件8和显示装置9来实现现场设备1至4的参数的输入、 改变和才交正以及指令的输入。在显示装置9上除了可以显示可变4匕 的参数之外，还可以显示过程测量值和来自自动化系统的其他/f言 息，这些信息由现场设备1至4传输给操作设备7。
如在现场i殳备1的实例中看出，该现场i殳备分别包括一个状态 机12,该状态机监控通过操作设备7执行的相关于顺序和时间的操 作者行为或动作，自动地激活写保护或密码保护，促使操作者确认 进行的调整，并且只有在确定的预定动作结束时才接受现场设备1 的生产运行，也就是与自动化系统的另外的组件2至4和6的有效 数据的交换。
操作设备7包括状态单元13，其通过现场设备1的状态机12 来同步，也就是说利用现场i殳备1的状态才几12来进行才史准。
如图2根据一个非常简化的实例所示，现场设备l的状态机12 具有预i殳lt量的状态Zl至Z4以及在这些a犬态Zl至Z4之间的予贞 i殳的转换部Ul至U6。在操作设备7中的状态单元13具有在凄t量 和类型上都对应的状态Zl'至Z2'。如通过双箭头14所示，通过在 每个状态转换(例如现场"i殳备1的U4 )时，新的状态(例如Zl ) 的识别码通过无线线^各10传输给4喿作设备7，而纟喿作i殳备之后对识 别码的接收做出应答并采用状态Zl',通过这种方式状态单元13利 用状态机12进行同步。
在本实例中可以假设，即在状态zi或zr中来自现场设备i的
确定的测量值(例如温度测量值)在掩模(显示屏)(Maske)中被显示在操作设备7的显示装置9上。纯测量值(数字值)15通过无 线线路10传输给操作设备7并在那里与存储在操作设备7中的或 者由该才喿作设备通过访问点11从自动化系统中所请求的附加信息 (例如掩模(显示屏)(Maske)和测量值类型-在此温度)相结合 并用于显示。
在现场i殳备1中的状态转变可以通过在现场i殳备1或者，乘作"i殳 备7上进行输入来实现，其中在后一种情况下操作设备7产生相应 的指令并传输给现场设备1。
权利要求
1. 一种操作设备，用于与自动化系统中的现场设备(1)之间进行信息交换，其中，所述操作设备(7)包括状态单元(13)，所述状态单元的各个状态(Z1′至Z4′)对应于包含在所述现场设备(1)中的状态机(12)的状态(Z1至Z4)，并且所述状态单元可以通过所述状态机(12)这样地进行同步化，即所述操作设备(7)的当前状态(例如Z1′)对应于所述现场设备(1)的当前状态(例如Z1)。
2. 根据权利要求1所述的操作设备，其特征在于，所述状态单元(13)可以取决于时间地通过周期性地向所述操作设备(7) 传输所述现场i殳备(1 )的各个当前状态(例如Zl )的识别码 来进行同步化。
3. 根据权利要求1所述的操作设备，其特征在于，所述状态单元(13 )可以在所述现场i殳备(1 )的每一个状态转4灸(Ul至 U6)时通过向所述操作设备(7)传输所述现场设备(1 )的 各个新状态(例如Zl)的识别码来以受事件控制的方式实现同步化。
4. 根据权利要求1或2所述的操作设备，其特征在于，所述识别 码的接收可通过所述操作设备(7)来应答。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的操作设备，其特征在于，在 所述操作设备(7 )和所述现场设备(1 )之间交换的信息(15 ) 在各自的4妄收设备(1、 7)中可以与在那里存在的与状态相关 的附加信息(16)相结合和/或进一步处理。
6. 根据权利要求5所述的操作设备，其特征在于，所述附加信息 (16)包括用于待显示信息的显示方式和方法。
全文摘要
为了降低操作设备和自动化系统中的现场设备之间进行信息交换的花费，本发明提出一种操作设备(7)，包括状态单元(13)，其各个状态对应于包含在现场设备(1)中的状态机(12)的状态，并且状态单元可以通过该状态机(12)这样地进行同步化，即操作设备(7)的当前状态对应于现场设备(1)的当前状态。因此，操作设备(7)总是采用例如与现场设备(1)相同的状态，从而使操作设备(7)获知现场设备(1)的当前状态。因此，仅仅相关于状态的信息不再需要在两个设备(1、7)之间进行交换，从而由此显著地降低了需要交换的信息量。
文档编号G05B19/045GK101443714SQ200780016884
公开日2009年5月27日 申请日期2007年5月10日 优先权日2006年5月10日
发明者斯特凡·格罗斯 申请人:西门子公司