用于监视自动化系统的方法技术方案

一种用于监视自动化系统(500)的方法，该自动化系统(500)具有多个现场设备(101‑105)并且具有至少一个用于控制过程的上级过程控制单元(300)，该现场设备(101‑105)以空间分布的方式布置，并且每个现场设备被配置成获取和/或设置取决于该过程的主要过程变量(F、p、T、R、D)，并且还被配置成每一个获取至少一个次要环境变量(201‑205)，其中该方法至少包括以下步骤：‑将所获取的环境变量(201‑205)发送到上级数据库和分析平台(400)；‑通过数据库和分析平台(400)来监视自动化系统(500)，其中为了监视自动化系统(500)，数据库和分析平台(400)将所获取的发送的次要环境变量(201‑205)与表示自动化系统(500)的通常状态的比较环境变量(211‑215)进行比较，以由此检测自动化系统(500)中的异常状态(600)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监视自动化系统的方法
本专利技术涉及一种监视自动化系统的方法、自动化技术现场设备和自动化技术系统。
技术介绍
在自动化技术中，特别是在过程自动化技术中，用于获取和/或修改过程变量的现场设备经常用于所谓的自动化系统中。诸如填充水平测量装置、流量计、压力和温度测量装置、pH氧化还原电位计、电导率计等的传感器被用于记录相应过程变量，诸如填充水平、流量、压力、温度、pH水平和电导率。使用经由其能够修改管道中液体的流量或者水箱中的填充水平的诸如驱动器、集料、阀门、泵的致动器来影响过程变量。此外，在目前情况下，现场设备也被理解为基于拉曼光谱、可调谐二极管激光技术或者例如近红外或者紫外线技术的其他光学方法的所谓的分析器。此外，湿化学分析器也能够被用作现场设备。例如传感器可以是pH传感器、氧化还原电位或者ISFET传感器、温度传感器、电导率传感器、压力传感器、氧传感器特别是溶解氧传感器、或者二氧化碳传感器；离子选择性传感器；光学传感器，尤其是浊度传感器、用于光学测定氧浓度的传感器或者用于确定细胞的数量和细胞结构的传感器；用于监视某些有机或金属化合物的传感器；用于确定化学物质例如某一元素或某一化合物的浓度的传感器；或者生物传感器例如葡萄糖传感器。这些特别是pH值、氧化还原电位、温度、电导率、压力、流量、填充水平、密度、粘度、氧、二氧化碳或浊度传感器。现场设备通常指的是以面向过程的方式使用并且提供或者处理过程相关的信息即基本上处理所测量的值或者处理控制值的所有设备。除了上述传感器和执行器之外，直接连接到现场总线并用于与诸如远程I/O、网关、链接设备和无线适配器等的上级单元通信的单元也通常被称为现场设备。Endress+Hauser集团开发、生产和销售大量此类现场设备。如前所述，此类现场设备用于在很长一段时间内基本上自主地执行过程的自动化系统中。为了使自动化系统尽可能最佳地执行或控制过程，由系统操作员的熟练人员定期地对整个系统进行服务和/或维护是必要的。特别是对于使用炎性和/或爆炸性物质来执行或运行过程的系统，定期监视和/或维护是不可缺少的需求。所涉及的定期服务和/或者维护除其他外包括系统操作员的技术人员定期检查自动化系统，以搜索可能的异常情况，诸如泄漏管道段。由于自动化系统通常分布在相对广的区域内，因此这个措施非常复杂。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是证明自动化系统的监视能够被简化的可能性。通过用于监视自动化技术自动化系统的方法、自动化技术现场设备和自动化技术系统来实现该目的。关于该方法，该目的通过用于监视被配置成执行过程的自动化技术自动化系统的方法来实现，自动化系统至少包括：-在自动化系统中以空间分布方式布置的多个现场设备，每个现场设备被配置成获取和/或设置取决于该过程的主要过程变量，现场设备被进一步配置成每个获取至少一个次要环境变量，-用于控制该过程的至少一个上级过程控制单元，用于控制该过程的该过程控制单元与多个现场设备进行数据通信，使得至少主要过程变量能够在过程控制单元和多个现场设备之间被传送，以因此控制该过程。其中，该方法至少涉及以下步骤：-发送所获取的环境变量，其中，所获取的环境变量至少来自多个现场设备中的部分现场设备，所获取的环境变量被发送到上级数据库和分析平台，尤其是基于云计算的平台；-通过数据库和分析平台对自动化系统进行监视，其中为了监视自动化系统，数据库和分析平台将所获取的发送的次要环境变量与表示自动化系统的通常状态的比较环境变量进行比较，以因此检测自动化系统中的异常状态。根据本专利技术，提出为自动化系统配备现场设备，该现场设备一方面追求它们的实际目的即根据主要过程变量获取和/或设置过程，并且另一方面被设计成获取基本上独立于主要过程变量的次要环境变量，即，它与用于控制/设置过程的现场设备的测量值和/或控制值无关。由于现场设备在自动化系统中是空间分布的，获得空间分布的传感器阵列，其除了以测量值或控制值的形式的实际主要过程变量外，也获取次要环境变量。根据本专利技术，将由相应现场设备获取的次要环境变量发送到上级数据库和分析平台，上级数据库和分析平台优选为基于云计算的平台。为了本专利技术的目的，基于云计算的平台是用户经由互联网能够联系的数据库。在这种情况下，可以假设数据库具有应用，例如用于可视化存储在数据库中的数据。用户可以经由互联网从他的设备例如PC或移动终端访问数据库应用并且从而访问数据，并且将数据以可视化的形式显示在他的设备上。此外，在本专利技术的意义内，上级数据库和分析平台或基于云计算的平台被配置成基于所获取和所发送的次要环境变量来执行分析。为此，基于云计算的平台将由现场设备获取和发送的次要环境变量与表示自动化系统通常状态的比较环境变量进行比较，以因此检测自动化系统中的异常状态。通过数据库和分析平台，异常状态随后可经由互联网在操作员—例如服务技术人员或维护人员—的设备上获得。例如，异常状态可以与自动化系统一起在操作员的设备上可视化。为了降低数据吞吐量，本专利技术的有利的实施例提供，以信息密度来发送所获取的环境变量，并且如果检测到异常状态，信息密度增加。特别地，该实施例能够通过增加或增强使所获取环境变量被发送到上级数据库和分析平台所利用的发送频率提供要增加的信息密度，例如，该实施例可以提供直到检测到异常状态为止以第一频率发送环境变量，并且随后以高于第一频率的第二频率发送环境变量。替选地或附加地，该实施例可以通过将所获取的环境变量从多个现场设备的进一步的部分发送到数据库和分析平台来提供要增加的信息密度。这意味着也发送从其还没有将环境变量发送到上级数据库和分析平台的现场设备的所获取的次要环境变量。本专利技术的另一个有利实施例提供了至少对于部分现场设备，为数据库和分析平台提供现场设备特定的比较变量，特别是现场设备特定的比较校准和/或启动变量，该现场设备特定的比较变量对于每个对应的现场设备特别地映射在标准条件下的次要环境变量，并且其中数据库和分析平台使用现场设备特定的比较变量将所获取的次要环境变量与比较环境变量进行比较。特别地，该实施例可以提供在启动自动化系统和/或校准对应的现场设备时，由对应的现场设备获取次要环境变量以由此生成现场设备特定的比较变量。本专利技术的另一个有利的实施例继而提供，如果检测到异常状态，在自动化系统中在空间或地理上隔离发生异常状态的位置。这样，用户使异常状态发生的位置在他的设备上显示是可能的。本专利技术的另一个有利的实施例提供，将标签号或测量点标识号分配给以分布式方式布置的多个现场设备，并且将相应现场设备向相应标签号或测量点标识号的分配提供给数据库和分析平台。特别地，该实施例可以提供，基于相应现场设备到相应标签号的分配，在自动化系统中在空间或地理上隔离发生异常状态的位置。本专利技术的另一个有利的实施例提供，基于关于相应标签号的相应现场设备以及异常状态发生的位置的空间或地理隔离来提供要增加的信息密度，特别地，通过从定位在所隔离的位置内的现场设备的进一步的部分向数据库和分析平台发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监视被配置成执行过程的自动化技术自动化系统(500)的方法，其中，所述自动化系统(500)至少包括：/n-多个现场设备(101-105)，所述多个现场设备(101-105)在所述自动化系统中以空间分布方式布置，每个现场设备被配置成获取和/或设置取决于所述过程的主要过程变量(F、p、T、R、D)，所述现场设备(101-105)被进一步配置成每个获取至少一个次要环境变量(201-205)，/n-至少一个用于控制所述过程的上级过程控制单元(300)，用于控制所述过程的所述过程控制单元(300)与所述多个现场设备(101-105)进行数据通信，以使得至少所述主要过程变量(F、p、T、R、D)能够在所述过程控制单元(300)和所述多个现场设备(101-105)之间被传送以由此控制所述过程，/n其中，所述方法包括至少以下步骤：/n-发送所获取的环境变量(201-205)，其中，至少从所述多个现场设备的一部分，将所获取的环境变量(201-205)发送到上级数据库和分析平台(400)，特别是，基于云计算的平台；/n-通过所述数据库和分析平台(400)监视所述自动化系统(500)，其中，为了监视所述自动化系统(500)，所述数据库和分析平台(400)将所获取的发送的次要环境变量(201-205)与表示所述自动化系统(500)的通常状态的比较环境变量(211-215)进行比较以由此检测所述自动化系统(500)中的异常状态(600)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170718 DE 102017116167.81.一种用于监视被配置成执行过程的自动化技术自动化系统(500)的方法，其中，所述自动化系统(500)至少包括：
-多个现场设备(101-105)，所述多个现场设备(101-105)在所述自动化系统中以空间分布方式布置，每个现场设备被配置成获取和/或设置取决于所述过程的主要过程变量(F、p、T、R、D)，所述现场设备(101-105)被进一步配置成每个获取至少一个次要环境变量(201-205)，
-至少一个用于控制所述过程的上级过程控制单元(300)，用于控制所述过程的所述过程控制单元(300)与所述多个现场设备(101-105)进行数据通信，以使得至少所述主要过程变量(F、p、T、R、D)能够在所述过程控制单元(300)和所述多个现场设备(101-105)之间被传送以由此控制所述过程，
其中，所述方法包括至少以下步骤：
-发送所获取的环境变量(201-205)，其中，至少从所述多个现场设备的一部分，将所获取的环境变量(201-205)发送到上级数据库和分析平台(400)，特别是，基于云计算的平台；
-通过所述数据库和分析平台(400)监视所述自动化系统(500)，其中，为了监视所述自动化系统(500)，所述数据库和分析平台(400)将所获取的发送的次要环境变量(201-205)与表示所述自动化系统(500)的通常状态的比较环境变量(211-215)进行比较以由此检测所述自动化系统(500)中的异常状态(600)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，以信息密度发送所获取的环境变量，并且在检测到所述异常状态(600)的情况下，所述信息密度增加。


3.根据前一权利要求所述的方法，其中，通过增加或增强将所获取的环境变量(201-205)发送到所述上级数据库和分析平台(400)使用的发送频率来增加所述信息密度。


4.根据权利要求2和/或3中的一项所述的方法，其中，通过将所获取的环境变量(201-205)从所述多个现场设备的进一步的部分发送到所述数据库和分析平台(400)来增加所述信息密度。


5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，至少针对所述现场设备(101-106)的一部分，为所述数据库和分析平台(400)提供现场设备特定的比较变量(221-225)、特别是现场设备特定的比较校准和/或启动变量，所述现场设备特定的比较变量对于每个对应的现场设备(101-105)具体地映射在标准条件下的所述次要环境变量(201-205)，并且其中，由所述数据库和分析平台(400)使用所述现场设备特定的比较变量(221-225)来比较所获取的次级环境变量(201-205)和比较环境变量(211-215)。


6.根据前一权利要求所述的方法，其中，当所述自动化系统(500)被启动和/或所述对应的现场设备(101-105)被校准时，由所述对应的现场设备(101-105)获取所述次要环境变量(201-205)，从而生成所述现场设备特定的比较变量(221-225)。


7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，在检测到所述异常状态(600)的情况下，在所述自动化系统(500)中空间或地理隔离所述异常状态(600)发生的位置(700)。


8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，标签号或测量点识别号(231-235)被分配给以分布式方式布置的所述多个现场设备(101-105)，并且向所述数据库和分析平台(400)提供相应的所述现场设备(101-105)到相应所述标签号或测量点识别号(231-235)的分配。


9.根据前两项权利要求所述的方法，其中，基于相应的所述现场设备(101-105)到相应的所述标签号(231-235)的所述分配，在所述自动化系统(500)中空间或地理隔离发生所述异常状态(600)的所述位置(700)。


10.根据权利要求2、3和/或8所述的方法，其中，基于相对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马西亚斯·阿尔滕多夫，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔过程解决方案股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH