Beschreibung

Verfahren zur Erzeugung von konsistenten gerätespezifischen Softwarekomponenten für Feldgeräte der Automatisierungstechnik

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von konsistenten gerätespezifischen Softwarekomponenten für Feldgeräte der Automatisierungstechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massedurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte etc., die als Sensoren die entsprechenden Prozess variablen Füllstand, Durchfluss, Druck bzw. Temperatur erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, die zum Beispiel als Ventile den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt oder als Pumpen den Füllstand in einem Behälter beeinflussen.

[0003] Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firmengruppe Endress+Hauser hergestellt und vertrieben.

[0004] Bei einem bestimmten Sensortyp, zum Beispiel einem Füllstandssensor werden unterschiedliche Messprinzipien, wie Mikrowelle, geführte Mikrowelle, Ultraschall, Kapazität, hydrostatischer Druck, Differenzdruck, Radiometrie, Vibronik, Leitfähigkeit eingesetzt. Viele dieser Feldgeräte werden dem Anwender in unterschiedlichen Varianten zur Verfügung gestellt, um eine anwendungsspezifische Anpassung zu gewährleisten. Neben der anwendungsspezifischen Anpassung ist häufig auch noch die Integration in vorhandene Automatisierungssysteme notwendig.

[0005] In der Regel sind Feldgeräte in Automatisierungssystemen über

Kommunikationsnetzwerke, die auf der Basis von Profibus, Foundation Fieldbus, HART, etc. arbeiten mit übergeordneten Einheiten (zum Beispiel Leitsysteme, Steuereinheiten) verbunden. Diese übergeordneten Einheiten dienen zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme und zum Bedienen der Feldgeräte.

[0006] Zum Bedienen und zur Inbetriebnahme der Feldgeräte sind entsprechende

Bedienprogramme notwendig (zum Beispiel Fieldcare Endress+Hauser; Packware, AMS; Emerson; Simatic PDM; Siemens). Die Feldgeräte weisen hierfür offene Feldbusschnittstellen oder proprietäre Kommunikationsschnittstellen auf.

[0007] Zur Anlagensteuerung und -überwachung von größeren Anlagen dienen so genannte

Leitsysteme, wie Simatic PCS 7, Siemens; Freelance, ABB und Delta V, Emerson.

[0008] Feldgerätehersteller müssen eine Vielzahl unterschiedlicher Feldgerätevarianten anbieten, um den unterschiedlichen Kundenwünschen zu entsprechen.

[0009] Die grundsätzlichen Funktionsprinzipien bei Feldgeräten sind insbesondere bei den Sensoren gleich: Eine physikalische Messgröße wird ermittelt, umgerechnet und an eine übergeordnete Einheit weitergeleitet oder direkt am Feldgerät mittels einer Vorortanzeige angezeigt.

[0010] Aufgrund der verschiedenen Anwendungsfälle, der verschiedenen Messprinzipien, der unterschiedlichen Schnittstellen und der sprachlichen Vielfalt in der Menüführung der Bediensysteme gibt es eine relativ große Variantenvielzahl für jedes Feldgerät.

[0011] Diese Variantevielfalt bedeutet für einen Feldgerätehersteller insbesondere im

Bereich der Softwareentwicklung einen hohen Entwicklungsaufwand und auch über den gesamten Lebensdauerzyklus eines Gerätes einen erheblichen Pflegeaufwand der bereits eingesetzten Software.

[0012] Diese Softwareentwicklung betrifft neben den Gerätebeschreibungen für unterschiedliche Bussystem (HART, Profibus, Foundation Fieldbus) bzw. für unterschiedliche Bedienwerkzeuge (PDM, Siemens; AMS Emerson; FieldCare Endress + Hauser) auch gewisse Bereiche der Firmware (Parametereigenschaften, Menüstruktur, Funktionsblöcke), sowie die Dokumentation (Parameterliste, Alarmlisten, Betriebsanleitungen BA, Technische Information TI, etc.) und Test- /Entwicklungstools .

[0013] Alle diese unterschiedlichen Softwareentwicklungen werden nachfolgend unter dem Begriff Softwarekomponenten zusammengefasst.

[0014] Zu einer bestimmten Feldgerätevariante gibt es deshalb mehrere

Softwarekomponenten z. B. die Gerätebeschreibungen für die Bussysteme, die Menüstruktur des Bedienmenüs.

[0015]

[0016] Bei der Erzeugung dieser unterschiedlichen Softwarekomponenten werden heutzutage meist unterschiedliche Ausgangsdokumente eingesetzt.

[0017] Die Entwickler für die Gerätebeschreibungen arbeiten mit einer bestimmten

Spezifikation für eine Feldgerätevariante, die Entwickler für die Firmware verwenden eine andere Spezifikation für die gleiche Varianten und die Entwickler für die Tools verwenden wieder eine andere Spezifikation.

[0018] Dies hat zur Folge, dass die unterschiedlichen Softwarekomponenten nicht konsistent sind.

[0019] änderungen an einer Feldgerätevariante müssen bei jeder einzelnen

Softwarekomponente nachgepflegt werden. Fehler in einzelnen Softwarekomponenten müssen ebenfalls aufwendig von Hand einzeln behoben werden.

[0020] Dies bedeutet auf der Seite des Feldgeräteherstellers wie bereits erwähnt einen enormen Entwicklungsaufwand und Pflegeaufwand.

[0021] Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Erzeugung von konsistenten Softwarekomponenten anzugeben, das die oben genannten Nachteile nicht mehr aufweist, das insbesondere die Konsistenz der Softwarekomponenten gewährleistet, das einfach und kostengünstig durchführbar ist.

[0022] Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte.

[0023] Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, die Softwarekomponenten für eine Feldgerätevariante mit Hilfe eines Generatorprogramms für Softwarekomponenten aus einem Parametersatz, der die Funktionalität der entsprechenden Feldgerätevariante beschreibt, zu erzeugen.

[0024] Da die verschiedenen Softwarekomponenten von einer einzigen Quelle, dem entsprechenden Parametersatz für die Feldgerätevariante abgeleitet werden (Single Source-Prinzip), ist die Konsistenz der Softwarekomponenten gewährleistet.

[0025] Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0026] Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0027] Es zeigen:

[0028] Fig. 1 schematische Darstellung der Hardware und Softwarestruktur für das erfindungsgemäße Verfahren

[0029] Fig. 2 Browser-Eingabemaske für die Eingabe von Parametersätzen, die die Funktionalität von Feldgerätevariante beschreiben.

[0030] Fig. 3 Blockdiagramm eines Feldgerätes

[0031] In Fig. 1 ist als Basiskomponente die für die Erzeugung der konsistenten gerätespezifischen Softwarekomponenten benötigt wird, ein Server S 1 schematisch dargestellt. Der Server Sl umfasst einen Webserver WS, der mit einer Datenbank DB verbunden ist. Die Ausgabe der Datenbank DB erfolgt in einem Dateiserver DS. Auf einem weiteren Server S2, der mit dem Server Sl verbunden ist, ist ein Generatorprogramm GP installiert, dessen Ausgabe in eine Speichereinheit SP weitergeleitet wird.

[0032] Der Server S 1 ist mit mehreren PC-Einheiten PC 1 , PC2 und PC3 über ein Netzwerk

WAN z. B. das Internet verbunden.

[0033] Weiterhin ist der Server S 1 noch über ein Intranet mit weiteren PC-Einheiten verbunden.

[0034] An den Server S2 sind ebenfalls PC-Einheiten angeschlossen.

[0035] Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Gemäß

Verfahrens schritt a) erfolgt am Anfang des erfindungsgemäßen Verfahrens die Erstellung einer strukturierten Datenquelle mit gerätespezifischen Parametersätzen. Die Eingabe eines gerätespezifischen Parametersatzes, der die Funktionalität einer Feldgerätevariante bestimmt, erfolgt mit Hilfe einer Eingabemaske, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.

[0036] Das angegebene Beispiel M17D17 betrifft konkret das Produkt Prosonic M der Fa. Endress+Hauser. M 17Dl 7 ist die HART-Identifikation (HART-ID) des betreffenden Geräts.

[0037]

[0038] In einem Verfahrens schritt b) wird ein einem gerätespezifischen Parametersatz zugeordneter gerätespezifischer Datensatz an das Generatorprogramm GP übertragen. Dabei kann der gerätespezifische Datensatz mit dem gerätespezifischen Parametersatz identisch sein, oder ein XML-Datensatz sein, der über eine entsprechende Umwandlung gewonnen wurde.

[0039] In einem Verfahrens schritt c) wird der Datensatz mit Hilfe des Generatorprogramm GP verarbeitet. Das Generatorprogramm GP erzeugt dabei mehrere gerätespezifische Softwarekomponenten aus dem angegebenen Datensatz. In einem letzten Verfahrens schritt d) werden die gerätespezifischen Softwarekomponenten in einer Speichereinheit SP abgespeichert.

[0040] Dadurch, dass die Softwarekomponenten aus einem Parametersatz für eine ganz spezifische Feldgerätevariante erzeugt werden, ist die Konsistenz aller Softwarekomponenten mit Sicherheit gegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren vereinfacht die Arbeit bei der Erstellung der gerätespezifischen Softwarekomponenten erheblich. Insbesondere die Fehlerbehebung sowie die Pflege der Softwarekomponenten über die Lebensdauer eines Feldgerätes werden dadurch erheblich vereinfacht.

[0041] Bei der strukturierten Datenquelle kann es sich zum Beispiel um eine Datenbank handeln.

[0042] In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist der Datenbank DB ein Webserver vorgeschaltet. Somit kann die in Fig. 2 dargestellte Eingabemaske

verschiedenen Anwendern (User) über ein Netzwerk (zum Beispiel das Internet WAN Wide Area Network) zur Verfügung gestellt werden.

[0043] In Fig. 3 ist die Verwendung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Softwarekomponenten in einem schematisch dargestellten Feldgerät erläutert.

[0044] Das Feldgerät weist verschiedene Funktionsblöcke auf. Neben anwendungsorientierten Funktionsblöcken sind noch ein Anzeigefunktionsblock (Display), ein Kommunikationsfunktionsblock (Fieldbus Communication) und ein Service-, Entwicklungs- und Herstellungsfunktionsblock (Service, Development, Manufacturing) auf. Die Funktionsblöcke Fl, F2, F3 bestimmen die Funktionalität des Gerätes. Die Steuerung erfolgt über einen Funktionsblock F4 (Function block shell)

[0045] Die aus der Speichereinheit SP entnommenen Softwarekomponenten SKl- SK7 für die betreffende Feldgerätevariante sind gestrichelt dargestellt. Die unterschiedliche Schraffur der Softwarekomponenten SK4 bis SK8 ist darin begründet, dass Teile dieser Softwarekomponenten plattformspezifisch sind und andere Teile tatsächlich auf die entsprechende Gerätevariante abgestimmt sind.

[0046] Weiterhin ist Service-Funktionseinheit (Plattform-Services) dargestellt, die für eine Feldgeräte-Plattform identisch sind.

[0047] Als Basis-Software wird im Feldgerät ein Betriebssystem OS, zum Beispiel embOS, eingesetzt.

[0048] Weiterhin ist noch ein Abstraction-Layer AL vorgesehen, über den der Zugriff auf die Hardware HW des Feldgerätes folgt.

[0049] Weiterhin sind in Fig. 3 nochmals die wesentlichen Merkmale und die Gründe die für das erfindungsgemäße Verfahren sprechen stichpunktartig angegeben.

[0050] Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist bei einem Feldgerätehersteller die

Variantenvielfalt bei der Geräte Software besser zu handhaben außerdem wird die Komplexität bei der Entwicklung der Geräte Software erheblich verringert. Mit dem verfahren ist eine schnellere Markteinführung von Feldgeräten möglich. Außerdem erlaubt es eine einfachere und schnellere Anpassung von Feldgeräten an kundenspezifische Wünsche.

[0051] Auch unter Sicherheitsaspekten weist das Verfahren erhebliche Vorteile auf. Fehler können schneller behoben werden. Fehlfunktionen in der Menüführung, die zu einer fehlerhaften Bedienung führen können, können besser und zuverlässiger behoben werden. Eine fehlerhafte Bedienung aufgrund einer fehlerhaften Software könnte bei bestimmten Anwendungen unter Umständen sogar zu einem Anlagestillstand führen.