HEISTERKAMP, Monika (Autenstrasse 12, Ditzingen, 71254, DE)
LOHMANN, Martin (Friedrich-Schaffert-Strasse 14, Gerlingen, 70839, DE)
HEISTERKAMP, Monika (Autenstrasse 12, Ditzingen, 71254, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zum Testen des Verhaltens einer Prozessanlage in Abhängigkeit der Signale eines Sensors, wobei die Prozessanlage mindestens eine Messkette mit einem Messumformer (3) zur Wandlung des Sensorsignals und Ausgabe eines Messwerts umfasst, der mindestens eine Sensorschnittstelle (11 ) zum Anschluss des Sensors aufweist, umfassend die Schritte: Anschließen eines Sensorsimulators (13) an die Sensorschnittstelle (11 ) zur Bildung einer Testanordnung (1 ); Auswählen eines zu simulierenden Sensorsignals oder einer Folge von zu simulierenden Sensorsignalen mittels einer Eingabefunktion (4, 5) am Messumformer (3); Übertragen eines dem zu simulierenden Sensorsignal oder der Folge von zu simulierenden Sensorsignalen entsprechenden Auswahlsignals vom Messumformer (3) an den Sensorsimuiator (13); Übertragen eines dem Auswahlsignal zugeordneten simulierten Sensorsignals oder einer dem Auswahlsignal zugeordneten Folge von simulierten Sensorsignalen vom Sensorsimulator (13) an den Messumformer (3). 2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Sensorsimulator (13) eine Messkettenschnittstelle (14) besitzt und die Messkettenschnittstelie (14) an die Sensorschnittstelie (11 ) des Messumformers (3) angeschlossen wird, wobei die Messkettenschnittstelle (11 ) eine induktive Schnittstelle zum Datenaustausch und/oder Energieaustausch mit einer komplementären induktiven Sensorschnittstelle (11 ) des Messumformers (3) umfasst. 3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Sensorsimulator (13) einen Mikroprozessor (15), einen Datenspeicher (19) und einen Programmspeicher (17) umfasst, und wobei das simulierte Sensorsignal oder die Folge von simulierten Sensorsignalen mittels eines im Programmspeicher (17) abgelegten Programms aus dem Auswahlsignal errechnet oder anhand des Auswahlsignals aus dem Datenspeicher (19) ausgelesen wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Sensorsimulator (13) über die Sensorschnittstelle (11 ) des Messumformers (3) mit Energie versorgt wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sowohl das Auswahlsignal als auch das simulierte Sensorsignal oder die Folge von simulierten Sensorsignalen ein digitales Signal ist/sind. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Sensorsimulator (13) über ein Display (7) verfügt, in dem das an den Sensorsimulator (13) vom Messumformer (3) übertragene Auswahlsignal oder ein diesem Auswahlsignal entsprechender Wert angezeigt wird. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Auswahl des zu simulierenden Sensorsignais am Messumformer (3) über ein Auswahlmenue erfolgt, insbesondere durch eine Eingabe mittels eines Dreh-Drück-Schalters (5). 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sowohl das jeweils ausgewählte zu simulierende Sensorsägnal als auch das vom Sensorsimulator (13) empfangene simulierte Sensorsignal oder ein daraus abgeleiteter Messwert auf einem Display (7) des Messumformers (3) angezeigt wird. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das simulierte Sensorsignal dem Signal eines pH-Sensors, eines Leitfähigkeitssensors oder eines Gassensors, insbesondere eines Sauerstoffsensors entspricht. 10. Testanordnung (1 ) zum Testen des Verhaltens einer Prozessanlage in Abhängigkeit der Signale eines Sensors, dessen Signale durch einen Sensorsämulator (13) simulierbar sind, wobei die Prozessanlage mindestens eine Messkette mit einem Messumformer (3) umfasst, der eine Sensorschnittstelle (11 ) zum Anschluss des Sensors aufweist, wobei der Sensorsimulator (13) eine Messkettenschnittstelle (14) aufweist, die an die Sensorschnittstelle (11 ) des Messumformers (3) zur Bildung der Testanordnung (1 ) anschließbar ist, wobei der Sensorsimulator dazu ausgelegt ist, Signale an die Messkette auszugeben und Signale von dem Messumformer (3) zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass der Messumformer (3) dazu ausgelegt ist, über seine Sensorschnittstelle (11 ) ein Auswahlsignal an den Sensorsimulator (13) auszugeben und der Sensorsimulator (13) dazu ausgelegt ist, anhand des über seine Messkettenschnittstelle (14) empfangenen Auswahlsignals ein simuliertes Sensorsägnal über seine Messkettenschnittstelle (14) an die Sensorschnittstelle (11 ) des Messumformers (3) auszugeben. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen des Verhaltens einer Prozessanlage in Abhängigkeit der Signale eines Sensors, wobei die Prozessanlage mindestens eine Messkette mit einem Messumformer zur Wandlung des Sensorsignals und Ausgabe eines Messwerts umfasst, und der mindestens eine Sensorschnittstelle zum Anschluss des Sensors aufweist.
Eine Messkette bezeichnet im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung den Übertragungsweg eines primären Sensorsignals, weiches von einem zu messenden Parameter abhängt, zu einem Messumformer, welcher das Sensorsignal oder ein aufbereitetes Sensorsignal empfängt, um dieses weiter zu verarbeiten, insbesondere um aus diesem einen Messwert zu ermitteln. Der Messumformer besitzt eine Sensorschnittstelle, über die er im Messbetrieb mit dem Sensor verbunden ist. Weiterhin kann der Messumformer mit einer übergeordneten Einheit verbunden sein, beispielsweise einer Leitstelle der Prozessanlage. Die Prozessanlage kann eine Vielzahl von Messketten für verschiedene Messaufgaben und für eine Vielzahl von Messgrößen umfassen.
Messumformer werden am Einbauort installiert und entsprechend der Messaufgabe konfiguriert und an die Prozessleitstelle angebunden. Zur Kontrolle, ob alle Einstellungen richtig vorgenommen wurden, wird häufig anstelle des Sensors ein Sensorsimulator mit dem Messumformer über die Sensorschnittstelle verbunden und der gewünschte Messbereich und gegebenenfalls Fehlerzustände durchfahren. So kann überprüft werden, ob die Konfiguration des Messumformers korrekt erfolgt ist, und ob insbesondere Fehlerzustände korrekt erkannt werden und entsprechende Alarmmeldungen korrekt generiert werden. Weiterhin kann auf diese Weise überprüft werden, ob die entsprechenden Signale korrekt an die Leitstelle weitergeleitet werden.
Aus DE 103 22 278 A1 ist ein Simulator zum Testen eines Messumformers mit einer Messumformerschnittstelle bekannt, wobei der Sensorsimulator an eine SimulatorschnittsteNe, die an die Messumformerschnittstelle anschließbar ist, und Signale an den Messumformer ausgibt und/oder Signale vom Umformer empfängt, aufweist. Der Sensorsimulator weist dabei weiterhin eine Steuerschaltung zur Simulation von Signalen auf, welche das Ausgangssignal an der Simulatorschnittstelle bilden. Der Simulator kann weiterhin einen Signaleingang umfassen, der an einen Kommunikatikonsausgang des Messumformers angeschlossen werden kann, um eine Rückkopplung der Umformersignale zu ermöglichen. Die simulierten Signale können Messwerte, Zustandsdaten oder Kalibrationsdaten simulieren. Der Simulator kann ein Speichermodul aufweisen, welches die Funktionalität eines Sensorspeichermoduls aufweist, wobei die Steuerschaltung geeignet ist, Signale zur Initialisierung von Lese- und/oder Schreibbefehlen seitens des Messumformers zu generieren.
in DE 10 2005 041427 A1 wird ein Sensorsimulator zum Testen des Verhaltens einer Prozessanlage in Abhängigkeit der Signale eines Sensors, dessen Signale durch den Sensorsimulator simuliert werden, beschrieben. Die Prozessanlage weist dabei mindestens eine Messkette mit einer Sensorschnittstelle zum Anschluss des Sensors auf, an welche der Sensorsimulator anschließbar ist, wobei der Simulator eine Messkettenschnittstelle aufweist, die an die Sensorschnittstelle der Messkette anschließbar ist, und Signale an die Messkette ausgibt und/oder Signale von der Messkette empfängt, und eine Steuerschaltung zur Simulation von Signalen, welche das Ausgangssignal der an der Messkettenschnittstelie bilden. Die Signale können auch zeitliche Verläufe von Messsignalen umfassen. Der Simulator kann verschiedene Testroutinen mit unterschiedlichen zeitlichen Verläufen umfassen, wobei die Testroutinen von einem Bediener wählbar oder sequentiell ausführbar sind.
Die Simulatoren dieser oder ähnlicher aus dem Stand der Technik bekannter Ausgestaltungen benötigen neben einer eigenständigen Stmulationsschaltung und/oder einer Steuerschaltung meist Eingabeelemente und ein Display, mittels derer eine Bedienperson, beispielsweise durch Eingabe eines gewünschten Messwerts, die Ausgabe eines dem Messwert entsprechenden simulierten Sensorsignais auslöst. Auf diese Weise können mittels ein und desselben Simulators eine Vielzahl verschiedener Prozessanlagen bzw. verschiedener Messketten mit unterschiedlichen Messaufgaben innerhalb einer Prozessaniage getestet werden. Andererseits ist eine solche Ausgestaltung verhältnismäßig aufwändig und damit kostspielig, insbesondere da derartige Simulatoren nur in geringen Stückzahlen hergestellt werden und gegebenenfalls auch eine Kalibrierung der Steuerschaltungen zur Simulation von Messsignalen erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung solcher Simulatoren zum Test von Prozessanlagen besteht darin, dass Eingabeelemente am Sensorsimulator bei widrigen Umgebungsbedingungen, beispielsweise in Außenanlagen bei schlechtem Wetter oder Kälte, anfällig für Beschädigungen sind,
Aus DE 103 44 262 A1 ist ein Steckmodul zur Messsignalsimulation bekannt, das auf einen Sensormodulkopf steckbar ist, der Bestandteil einer Sensorschnittstelle eines Messumformers ist. Das Steckmodul umfasst einen Mikrocontroller, der einen mit einem Digitai-Analog-Wandler verbundenen Schalter bedient. Mit Hilfe des Digital-Analog-Wandlers kann eine vorgegebene Spannung erzeugt werden, die einer Signaiverarbeitungseinheit innerhalb des Steckmoduls eine Messspannung vortäuscht. Über den Sensormodulkopf wird der so simulierte Messwert übertragen und gegebenenfalls an eine übergeordnete Einheit weitergeleitet. Das Steckmodul ist als Schlüsselanhänger ausgebildet und kann so einfach von einer Bedienperson mitgeführt werden. Ein derartiges Steckmodul als Sensorsimulator ist zwar verhältnismäßig einfach aufgebaut, jedoch kann hier nur das jeweils im MikroController gespeicherte Sensorsignal simuliert werden. Es gibt keine Möglichkeit für die Bedienperson, direkt am Einsatzort des Steckmoduls den simulierten Messwert zu verändern oder zwischen verschiedenen Arten von Signalen auszuwählen.
Obwohl derartige Steckmodule verhältnismäßig einfach aufgebaut sind, hat ihre Verwendung in einem Verfahren zum Testen des Verhaltens einer Prozessanfage gegenüber der Verwendung von Simulatoren, die über Eingabefunktionen verfügen, mittels derer eine Bedienperson direkt am Einsatzort des Steckmoduls den zu simulierenden Messwert festlegen kann, den Nachteil, dass nur für bestimmte Messketten mit einer eingeschränkten Anzahl von Messaufgaben ein Test durchgeführt werden kann. Zum Testen aller Messstrecken der Prozessanlage müssen daher in der Regel mehrere derartige Steckmodule vorgesehen werden, die jeweils unterschiedliche Arten von Sensorsignalen, z.B. Signale eines pH- Sensors und eines Gassensors, bzw. jeweils unterschiedliche Sensorsignale der gleichen Art, z.B. verschiedenen pH-Werten entsprechende Sensorsignale, simulieren.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das Verhalten einer Prozessanlage in Abhängigkeit der Signale eines Sensors zu testen, das die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll das Verfahren auf eine Vielzahl von Prozessanlagen bzw. eine Vielzahl von Messketten innerhalb einer Prozessanlage anwendbar sein, jedoch gleichzeitig mit einem möglichst einfach aufgebauten Sensorsimulator auskommen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Testen des Verhaltens einer Prozessanlage in Abhängigkeit der Signale eines Sensors, wobei die Prozessanlage mindestens eine Messkette mit einem Messumformer zur Wandlung des Sensorsignals und zur Ausgabe eines Messwerts umfasst, der mindestens eine Sensorschnittstelle zum Anschluss des Sensors aufweist, umfassend die Schritte:
Anschließen eines Sensorsimulators an die Sensorschnittstelle zur Bildung einer Testanordnung; Auswählen eines zu simulierenden Sensorsignals oder einer Folge von zu simulierenden Sensorsignalen mittels einer Eängabefunktion am Messumformer;
Übertragen eines dem ausgewählten zu simulierenden Sensorsigna! oder der ausgewählten Folge von zu simulierenden Sensorsignalen entsprechenden Auswahlsignals vom Messumformer an den Sensorsimulator;
Übertragen eines dem Auswahlsignal zugeordneten simulierten Sensorsignals oder einer dem Auswahlsignal zugeordneten Folge von simulierten Sensorsignalen vom Sensorsimulator an den Messumformer.
In diesem Verfahren wird das zu simulierende Sensorsignal also nicht durch eine Eingabe am Sensorsimulator oder durch eine im Sensorsimulator gespeicherte Programmroutine eingestellt. Stattdessen wird der Messumformer, der ohnehin über Eingabeeiemente, beispielsweise Tasten oder einen Dreh-Drück-Schalter, und ein Display verfügt, auch zur Eingabe zu simulierender Sensorsägnale genutzt. Auf diese Weise kann der Sensorsimulator selbst sehr einfach ausgestaltet werden, insbesondere kann auf Eingabeeiemente am Sensorsimulator selbst verzichtet werden. Der Sensorsämulator ist somit robust und gleichzeitig preisgünstig in der Herstellung, kann aber trotzdem zum Test einer Vielzahl von Messketten für viele unterschiedliche Messaufgaben in unterschiedlichen Prozessaniagen eingesetzt werden.
Die Übertragung des Auswahisignais erfolgt über die Sensorschnittsteile des Messumformers und wird vom Sensorsimulator über dessen Messkettenschnittstelle empfangen. Entsprechend erfolgt die Übertragung des simulierten Sensorsignals oder der Folge von simulierten Sensorsignalen vom Sensorsimulator über dessen Messkettenschnittsteile zurück an den Messumformer über dessen Sensorschnittstelle, Indem jeweils die gleiche Schnittstelle für die Übertragung des Auswahlsignals und die Übertragung des simulierten Sensorsignals oder der Folge von simulierten Sensorsignalen verwendet wird, vereinfacht sich der Aufbau des Sensorsimulators noch weiter gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Sensorsimulatoren.
In einer Ausgestaltung umfasst der Sensorsimulator eine Messkettenschnittstelie, wobei die Messkettenschnittstelle an die
Sensorschnittstelle des Messumformers angeschlossen wird, wobei die
Messkettenschnittsteile eine induktive Schnittstelle zum insbesondere bidirektionalen Datenaustausch und/oder Energieaustausch mit einer komplementären induktiven Sensorschnittstelle des Messumformers umfasst. Der Datenaustausch vom Messumformer zum Sensor bzw. zum
Sensorsimulator erfoigt beispielsweise durch umformerseitige Modulation des Energiesignais und die Datenübertragung vom Sensor zum
Messumformer bzw. vom Sensorsimulator zum Messumformer erfolgt beispielsweise durch sensorseitige bzw. sensorsimulatorseitige Lastmodulation des Energiesignals. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Sensorsimulator einen Mikroprozessor, einen Datenspeicher und einen Programmspeicher, wobei das simulierte Sensorsignal oder die Folge von Sensorsignalen mittels eines im Programmspeicher abgelegten Programms aus dem Auswahlsignal errechnet oder anhand des Auswahlsignals aus dem Datenspeicher ausgelesen wird, beispielsweise aus einer im Datenspeicher hinterlegten Tabelle.
In einer weiteren Ausgestaltung erfolgt die Energieversorgung des Sensorsimulators über die Sensorschnittstelle des Messumformers. Dies hat den Vorteil, dass der Sensorsimulator keine eigene Energieversorgung besitzen muss, und somit besonders einfach aufgebaut sein kann.
In einer weiteren Ausgestaltung ist sowohl das Auswahlsignal als auch das simulierte Sensorsignal oder die Folge von simulierten
Sensorsignalen ein digitales Signal. Auf diese Weise kann auf eine
Steuerschaltung zur Erzeugung eines simulierten Sensorsignals und insbesondere auf eine Umwandlung des zu simulierenden Sensorsignals zunächst in ein analoges Signal und in eine Rückumwandlung in ein digitales Signal, das über die Schnittstelle an den Messumformer übertragen werden kann, wie in DE 103 44 262 A1 beschrieben, verzichtet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung verfügt der Sensorsimulator über ein Display, in dem das an den Sensorsimulator vom Messumformer übertragene Auswahlsignal angezeigt wird. Dies kann zur einfachen
Funktionsprüfung, insbesondere zur Überprüfung, dass die
Auswahlsignale, die den am Messumformer ausgewählten zu simulierenden Signalen entsprechen, korrekt an den Sensorsimulator übertragen werden. Hierzu kann ein einfaches 7-Segment-Display verwendet werden, in dem beispielsweise der dem zu simulierenden Sensorsignai entsprechende Messwert angezeigt wird. !m Falle, dass ein pH-Sensorsignal simuliert wird, wäre dies beispielsweise ein pH-Wert.
In einer weiteren Ausgestaltung erfolgt die Auswahl des zu simulierenden Sensorsignals am Messumformer über ein Auswahlmenu, insbesondere mittels eines Dreh-Drück-Schalters am Messumformer.
In einer weiteren Ausgestaltung wird sowohl das jeweils ausgewählte zu simulierende Sensorsigna! als auch das vom Sensorsimulator empfangene simulierte Sensorsignal oder ein daraus abgeleiteter Messwert auf einem Display des Messumformers angezeigt. Dies ermöglicht es einer Bedienperson, gleichzeitig ein zu simulierendes Sensorsignal auszuwählen und den entsprechenden vom Messumformer aus dem simulierten Sensorsignal ermittelten und angezeigten Messwert zu überprüfen.
In einer Ausgestaltung kann das simulierte Sensorsignal dem Ausgabesignal eines pH-Sensors, eines Leitfähigkeitssensors oder eines Gassensors, insbesondere eines Sauerstoffsensors, entsprechen.
Das beschriebene Verfahren kann insbesondere mittels einer Testanordnung zum Testen des Verhaltens einer Prozessanlage in Abhängigkeit der Signale eines Sensors, dessen Signale durch einen Sensorsimuiator simulierbar sind, durchgeführt werden, wobei die Prozessanlage mindestens eine Messkette mit einem Messumformer umfasst, der eine Sensorschnittstelle zum Anschluss des Sensors aufweist, wobei der Sensorsimuiator eine Messkettenschnittstelle aufweist, die an die Sensorschnittsteile des Messumformers zur Bildung der Testanordnung anschließbar ist, und dazu ausgelegt ist Signale an die Messkette auszugeben und Signale von dem Messumformer zu empfangen, wobei der Messumformer dazu ausgelegt ist, über seine Sensorschnittstelle ein Auswahisignal an den Sensorsimulator auszugeben und der Sensorsimuiator dazu ausgelegt ist, anhand des über seine Messkettenschnittstelle empfangenen Auswahisignals ein simuliertes Sensorsignal über seine Messkettenschnittstelle an die Sensorschnittstele des Messumformers, und damit an den Messumformer, auszugeben.
Im Gegensatz zu den in DE 103 22 278 A1 und DE 10 2005 041427 A1 beschriebenen Testanordnungen, bei denen der Sensorsimulator ebenfalls über einen mit einem Kommunikationsausgang des Messumformers bzw. der Messkette verbindbaren Signaleingang verfügt, wird hier nur eine einzige Sensorschnittstelle auf Seiten des Messumformers und eine einzige Messkettenschnittstelle, d.h. kein zusätzlicher Signaleingang, auf Seiten des Sensorsimulators für die Auswahl und Ausgabe eines simulierten Sensorsignals benötigt. Selbstverständlich schließt dies nicht aus, dass der Sensorsimulator oder der Messumformer über weitere Schnittstellen zum Datenaustausch mit anderen Geräten oder zur Verwendung in anderen Anwendungen verfügt.
Die Erfindung wird nun anhand des in der Zeichnung dargesteilten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Testanordnung zur
Durchführung eines Verfahrens zum Testen des Verhaltens einer Prozessanlage mitteis eines Sensorsimulators.
In Fig. 1 ist eine Testanordnung 1 gezeigt, mittels derer eine Messkette einer Prozessanlage getestet werden kann. Im Folgenden wird das entsprechende Testverfahren anhand einer Messkette zur pH-Messung erläutert, ohne dass jedoch die Erfindung auf Messketten zur pH-Messung beschränkt sein soll. Wie weiter oben ausgeführt, kann das Verfahren gleichermaßen auf Messketten für weitere Messgrößen und Messaufgaben, beispielsweise Leitfähigkeitsmessung, Gassensorik, oder Temperaturmessung angewendet werden, soweit ein Messumformer mit einer entsprechenden Sensorschnittstelle vorliegt.
Der Messumformer 3 verfügt über ein Gehäuse mit Druckschaltern 4 und einem Dreh-Drück-Schalter 5 (einem so genannten Jog-Schaiter) als
Eingabeelementen, sowie einem Display 7. Mit Hilfe der Schalter 4 und 5 kann eine Bedienperson verschiedene Menüs auf dem Display 7 anwählen. Der Messumformer 3 kann weiterhin mit einer übergeordneten
Einheit (nicht eingezeichnet), beispielsweise einer Prozessleitstelfe, verbunden sein.
Der Messumformer 3 ist über ein Sensorkabel 9 mit einem ersten Element 11 einer Steckverbinderkupplung verbunden, weiches eine Sensorschnittstelle des Messumformers 3 bildet, an die im Messbetrieb ein Sensor angeschlossen ist. Im Testbetrieb ist an das erste Element 11 der Steckverbinderkupplung ein Sensorsimulator 13 über eine Messkettenschnittstelie in Form eines zweiten, zum ersten Element 11 komplementären, Elements 14 der Steckverbinderkupplung angeschlossen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Steckverbinderkupplung zwischen Messumformer 3 und Sensorsimulator 13 bzw. Sensor (nicht in Fig. 1 dargestellt) als galvanisch getrennte, induktiv koppelnde Steckverbindung ausgeführt. Eine derartige Steckverbinderkuppiung ist beispielsweise in EP 1206012 A2 beschrieben. Prinzipiell sind andere Schnittstellen denkbar, sofern Daten und bevorzugt auch Energie in beide Richtungen über die Schnittstelle übertragen werden können.
Der Sensorsimulator 13 umfasst einen Mikrocontroller 15, einen Programmspeicher 17 und einen Datenspeicher 19. Ein Verfahren zum Testen der Prozessanlage, deren Teil die Messkette bestehend aus Sensor, Sensorschnittstelle, Messumformer 3 und Prozessleitsystem bildet, wird nun im Folgenden beschrieben:
Am Messumformer 3 kann ein Simulationsmodus aufgerufen werden, beispielsweise durch Betätigen einer der Tasten 4. Auf dem Display 7 erscheinen in diesem Modus zwei Felder, wobei in einem ersten Feld der vom Messumformer 3 aus dem über die Sensorschnittstelle 11 gelieferten Signal bestimmten Messwert 21 dargestellt wird. Im vorliegenden Fall handelt es sich um einen pH-Wert. In einem zweiten Feld des Displays 7 wird gleichzeitig ein Simuiations-Menu dargestellt, in dem eine Bedienperson, beispielsweise durch Betätigen des Dreh-Drück-Schalters 5 ein zu simulierendes Sensorsignal auswählen kann. Vorteil hafterweise kann der Simulationsmodus so ausgelegt sein, dass im Simulationsmenu nicht das eigentliche Sensorsignal - beispielsweise bei einem pH-Sensor eine Spannung - auswählbar ist, sondern stattdessen der zugehörige zu simulierende Messwert 23, im vorliegenden Beispiel der pH-Wert.
Ist ein zu simulierender Messwert 23 ausgewählt worden, beispielsweise durch Drücken des Dreh-Drück-Schalters, wird ein zugehöriges
Auswahlsignal über das Sensorkabel 9 und die Sensorschnittstelle 11 ,14 an den Sensorsimulator 13 übertragen und in den Datenspeicher 19 geschrieben. Das zum zu simulierende Messwert zugehörige
Auswahisignal kann beispielsweise in einem Speicher des Messumformers 3 hinterlegt sein. Mittels eines im Programmspeicher 17 abgelegten Programms kann der Mikroprozessor 15 des Sensorsimulators 13 aus dem Auswahlsignal das zu simulierende Sensorsignai berechnen. Alternativ können auch für jedes mögliche auswählbare Auswahlsignal in einer Tabelle im Datenspeicher 19 die entsprechenden zu simulierenden Sensorsignale hinterlegt sein. Das dem Auswahlsignal entsprechende zu simulierende Sensorsigna! wird dann vom Sensorsimulator 13 über die Messkettenschnittsteile 11 , 13 zurück an den Messumformer 3 übertragen. Der Messumformer 3 bestimmt aus dem simulierten Sensorsignal, ganz analog wie im Messbetrieb aus dem Ausgabesignal des Sensors, einen Messwert und zeigt diesen als Messwert 21 im ersten Feld des Displays 7 an. Der Messumformer 3 kann aus dem simulierten Sensorsignal weitere Informationen ableiten und diese, gegebenenfalls zusammen mit dem Messwert und/oder dem simulierten Sensorsigna! weiter an die Prozessleitstelle übertragen. Zur Überprüfung der korrekten Funktion der Übertragung des Auswahlsignals kann der Sensorsimulator mit einem Display (nicht dargestellt) ausgestattet werden, in dem das vom Messumformer 3 an den Sensorsimulator 13 übertragene Auswahlsignal oder ein diesem Auswahlsignal entsprechender Wert, beispielsweise ein pH-Wert, der dem im Simuiationsmenu ausgewählten pH-Wert 23 entspricht, angezeigt wird.
Neben dem Test, ob das simulierte Signal korrekt an den Messumformer 3 übertragen und von diesem weiterverarbeitet wird, kann weiterhin geprüft werden, ob vom Messumformer 3 aus dem Messsignal bzw. dem Messwert abzuleitende Signale, wie zum Beispiel die Ausgabe eines Alarms bei Überschreiten eines pH-Grenzwerts, sowie die Weiterleitung eines Alarmsignals oder anderer Signale an die Prozessleitstelle korrekt funktionieren. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der im Simuiationsmenu auswählbare pH-Wert 23 derart variiert werden, dass ein vorgegebener pH-Grenzwert überschritten wird, und geprüft werden, ob die Ausgabe des gewünschten Alarms erfolgt. In einer Weiterbildung können in einem Speicher des Messumformers 3 oder in der Prozessleitstelle, beispielsweise implementiert in ein Plant Asset Management Tool (PAM-Tool, d.h. eine Software zur Überwachung einer Prozessanlage) Testroutinen hinterlegt sein, die beispielsweise eine Simulation von unterschiedlichen zeitlichen Verläufen des zu simulierenden Signals vorsehen. Diese Routinen können beispielsweise im Simulationsmodus des Messumformers 3 über ein im Display 7 dargestelltes Menü mit Hilfe des Dreh-Drück-Schalters 5 ausgewählt werden. Der Messumformer 3 sendet dann gemäß der ausgewählten Routine ein einziges oder eine Folge von Auswahlsignajen an den Sensorsimulator 13, anhand dessen oder anhand derer der Mikrokontroller 15 unter Verwendung eines im Programmspeicher 17 hinterlegten Programmmoduls eine entsprechende Folge von simulierten Sensorsignalen mit dem gemäß der ausgewählten Testroutine vorgesehenen zeitlichen Verlauf generiert und an den Messumformer 3 gesendet.
Ist die Routine in der Prozessieitstelle in einer Software zur Überwachung der Prozessanlage implementiert, besteht die Möglichkeit, ein Testprotokoll zu generieren, in dem neben den vom Sensorsimulator 13 an den Messumformer 3 übertragenen und an die ProzessleitsteJIe weitergeleiteten simulierten Sensorsignalen auch aus den simulierten Sensorsignalen ermittelten weiteren Daten, wie z.B. Messwerte, abgeleitete Alarmsignale etc. festgehalten werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, im Datenspeicher 19 des Sensorsimulators 13 ein vorgegebenes festes Sensorsignal vorzusehen, dass beim Anschließen des Sensorsimulators an die Sensorschnittstelle 11 des Messumformers 3 und beim Starten der Testanordnung an den Messumformer 3 übertragen wird, solange der Sensorsimulator 13 kein Auswahlsignal vom Messumformer 3 empfängt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der Messumformer 3 bei angeschlossenem Sensorsimulator 13 jederzeit ein definiertes Signal empfängt.
Der Sensorsimulator kann auch mehrere Messkettenschnittstellen aufweisen, denen jeweils ein eigener Datenspeicher zugeordnet ist. Jeder Datenspeicher enthält ein vorgegebenes zu simulierendes Sensorsignal, wobei die in jedem Datenspeicher enthaltenen Sensorsignaie beispielsweise unterschiedliche der gleichen Messgröße, z.B. dem pH- Wert eines Mediums, zugeordnete Sensorsignale oder auch Sensorsignale unterschiedlicher Arten von Sensoren, beispielsweise eines pH-Sensors, eines Leitfähigkeitssensors und eines Sauerstoffsensors sein können. Im letzteren Fall kann der Sensorsimulator mit derjenigen Messkettenschnittstelle an eine Sensorschnittstelle des Messumformers angeschlossen werden, die demjenigen Datenspeicher des Sensorsimulators zugeordnet ist, der ein vorgegebenes simuliertes Sensorsignal enthält, das einem Sensorsignal des im Messbetrieb an derselben Sensorschnittstelle angeschlossenen Sensors entspricht.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und umfasst jede weitere technisch mögliche Realisierungsart, welche in die Reichweite der nachfolgenden Ansprüche fällt.
Insbesondere kann die Übertragung der Signale zwischen Messumformer und Sensor bzw. Sensorsimulator und die Übertragung der Signale zwischen Messumformer und Prozessleitsystem in beide Richtungen auch drahtlos, beispielsweise per Infrarot, Funk, GSM, ZigBee, Bluetooth,
UMTS, WLan erfolgen.
Next Patent: DATA PROCESSING SYSTEM FOR PROVIDING AUTHORIZATION KEYS