用于過程儀表化的現(xiàn)場設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于過程儀表化的現(xiàn)場設(shè)備，其中對保持在給定區(qū)域內(nèi)的運行特征值進行監(jiān)控。當運行特征值偏離該區(qū)域時，現(xiàn)場設(shè)備(1)便失去其進行特殊運行的資格，尤其是在與安全相關(guān)的區(qū)域中。這通過現(xiàn)場設(shè)備中可讀取的存儲元件(5)的狀態(tài)的不斷改變而顯示出來。例如，在本質(zhì)安全的運行中，現(xiàn)場設(shè)備的端電壓最大值被限定為30V。在常規(guī)運行中端電壓可達44V?，F(xiàn)場設(shè)備(1)，其中超出所限定的30V的端電壓時，則不允許再應用于本質(zhì)安全運行。為了提升系統(tǒng)的安全性，可以通過存儲元件(5)來顯示現(xiàn)場設(shè)備(1)的安全性損耗或者給出相應的警示報告。
【專利說明】用于過程儀表化的現(xiàn)場設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的、用于過程儀表化的現(xiàn)場設(shè)備，該現(xiàn)場設(shè)備對保持在給定區(qū)域內(nèi)的運行特征值進行監(jiān)控，并且當偏離該區(qū)域時，可讀取的存儲元件的狀態(tài)不斷改變，用于記錄所發(fā)生事件。

【背景技術(shù)】
[0002]從W0 01/61362 A1已知了這類現(xiàn)場設(shè)備。
[0003]為了控制過程會在過程技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)應用各種各樣的用于過程儀表化的現(xiàn)場設(shè)備。測量變換器獲取過程變量，例如介質(zhì)的溫度、壓力、通流量、液位、密度或氣體濃度。通過調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，可以聯(lián)系相應于由上級控制裝置，例如可編程邏輯控制器或控制站給定的策略所獲取的過程變量來影響流程進程。舉例來說，調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)已知是控制閥、加熱裝置或泵?，F(xiàn)場設(shè)備與上級控制器之間通過自動化網(wǎng)絡(luò)彼此相連接以用于通訊。舉例來說，對于在自動化網(wǎng)絡(luò)中具有HART通訊的現(xiàn)場設(shè)備而言，通過將電源電壓施加在相同的雙線傳輸線上來實現(xiàn)給現(xiàn)場設(shè)備供給其運行所需能量的能量，該雙線傳輸線也用于數(shù)據(jù)傳輸。
[0004]當在具有爆炸隱患的區(qū)域中、例如在可燃物質(zhì)和氧氣形成易爆的混合物的區(qū)域中使用該現(xiàn)場設(shè)備時，為了人身安全及安全、無干擾的生產(chǎn)過程必須采取一定的爆炸保護措施。一種措施是通過在本質(zhì)安全的電路中使用現(xiàn)場設(shè)備而避免點火源。當這樣限制電流和電壓，即，使火花或熱效應不會將具有爆炸隱患的氣氛點燃時，該電路是本質(zhì)安全的。為了將火花的能量維持在周圍氣體所需的最低點火能量之下，一方面要對電壓進行限制。另一方面通過限制電流可以避免熱效應，或者說過熱的表面。這也適用于連接在所述本質(zhì)安全的電路上的現(xiàn)場設(shè)備。
[0005]依據(jù)相應的應用，由系統(tǒng)的操作者確定各個爆炸保護所需的相關(guān)證書，其必須滿足設(shè)置用于應用在具有爆炸隱患區(qū)域中的現(xiàn)場設(shè)備。因此在規(guī)劃系統(tǒng)時只應用如下的現(xiàn)場設(shè)備，即現(xiàn)場設(shè)備基于其認證而滿足所有爆炸保護需求。在此以不利的方式會出現(xiàn)的是，以充足的方式認證的現(xiàn)場設(shè)備在先前的應用中以某種方式和方法運行，由此致使現(xiàn)場設(shè)備在這期間失去了所期待的應用資格。例如在西門子公司出售的具有HART通訊的壓力測量變換器SITRANS P500中，當現(xiàn)場設(shè)備已經(jīng)在非本質(zhì)安全的電路運行過或者當未注意到運行特征值的說明時，具有點火保護類型本質(zhì)安全“Exi”的現(xiàn)場設(shè)備失去其安全性，其中該運行特征值是指在具有爆炸隱患的區(qū)域進行“特殊”運行時的特殊限定。在具有爆炸隱患區(qū)域以外的“常規(guī)”運行中，測量變換器的端電壓允許為10.6V至44V。相反地，當應用在具有爆炸隱患的區(qū)域內(nèi)時，端電壓的運行特征值被限定為10.6V至30V的區(qū)域內(nèi)。當在先前的應用中端電壓有一次大于30V并因此使具有點火保護類型本質(zhì)安全“Ex i”的現(xiàn)場設(shè)備失去其安全性時，則不允許將該現(xiàn)場設(shè)備用于具有爆炸隱患的區(qū)域。雖然根據(jù)所給出的證書顯現(xiàn)出安全性，這因此可以基于現(xiàn)場設(shè)備先前的運行方式而受到限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)一種用于過程儀表化的現(xiàn)場設(shè)備，通過該現(xiàn)場設(shè)備使得安全規(guī)范得到可靠的維持。
[0007]為了實現(xiàn)所述目的，開頭所述類型的新現(xiàn)場設(shè)備應具有權(quán)利要求1的特征部分所給出的特征。從屬權(quán)利要求中說明了有利的改進設(shè)計，在權(quán)利要求4中描述了一種用于運行過程儀表化的現(xiàn)場設(shè)備的方法，在權(quán)利要求5中描述了一種計算機程序模塊，并且在權(quán)利要求6中描述了一種執(zhí)行所述方法的計算機程序產(chǎn)品。
[0008]當將現(xiàn)場設(shè)備用在與安全相關(guān)的區(qū)域、例如具有爆炸隱患的區(qū)域中時，會存在某些限定的運行特征值，例如連接在電源輸入端的端電壓。對于現(xiàn)場設(shè)備的常規(guī)運行、對于所涉及的與安全相關(guān)的區(qū)域之外的運行而言，預先給定運行特征值的允許值范圍，其大于在為與安全相關(guān)的區(qū)域限制的規(guī)格，而在與安全相關(guān)的區(qū)域內(nèi)所限定的技術(shù)指標必須被遵守。在常規(guī)運行中當所述運行特征值偏離所限制的規(guī)格的所預先給定的區(qū)域時，如上述以端電壓作為運行特征值為例所闡述的那樣，可能會導致現(xiàn)場設(shè)備立刻并且永久地失去勝任特殊運行、例如將現(xiàn)場設(shè)備應用在具有爆炸隱患的區(qū)域中的資格。現(xiàn)在這種失效可以以一種有利的方式由可讀取的存儲元件顯示出來，當事件發(fā)生時存儲元件的狀態(tài)會不斷改變?？勺x取的存儲元件例如可以通過應用在現(xiàn)場設(shè)備中的狀態(tài)字節(jié)中的一個特殊比特位來實現(xiàn)，該狀態(tài)字節(jié)用于標識現(xiàn)場設(shè)備。通過存儲元件狀態(tài)的不斷改變使得過程技術(shù)系統(tǒng)的操作者始終能辨識出，現(xiàn)場設(shè)備的特殊運行不再被允許，即，例如現(xiàn)場設(shè)備不能再應用在具有爆炸隱患的區(qū)域中。因此可以降低不合理地應用在與安全相關(guān)的區(qū)域內(nèi)的風險，并且最后在將現(xiàn)場設(shè)備應用在具有爆炸隱患的區(qū)域中時可以進一步提高安全性。
[0009]例如通過現(xiàn)場設(shè)備的操作面板上的指示或者通過在遠程控制站上的輸出，操作者可以立即獲得關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的信息，該遠程控制站通過自動化網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場設(shè)備相連接。
[0010]本發(fā)明的一個實施例是特別有利的，在該實施例中運行特征值是電源輸入端的端電壓，對于在爆炸保護區(qū)域進行特殊運行的現(xiàn)場設(shè)備而專門限定該端電壓。當所限定的規(guī)格被超過時，具有點火保護類型本質(zhì)安全“Exi”的現(xiàn)場設(shè)備失去其安全性，并且通過可取的讀存儲元件以有利的方式使得在現(xiàn)場設(shè)備在具有爆炸隱患的區(qū)域內(nèi)運行之前就對安全性進行自動檢查。
[0011]由于無法完全避免發(fā)生故障的剩余風險，因此在現(xiàn)場設(shè)備進行特殊運行期間也可能會發(fā)生故障，即，僅僅在依據(jù)設(shè)備證書及設(shè)備狀態(tài)字節(jié)進行檢驗之后發(fā)生，由系統(tǒng)操作者優(yōu)選地在與安全相關(guān)的區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備啟動之前執(zhí)行該檢驗?，F(xiàn)場設(shè)備在其在具有爆炸隱患區(qū)域中運行期間發(fā)生故障時產(chǎn)生警示報告，通過該警示報告可以實現(xiàn)用適當?shù)墓收咸幚泶胧┭杆俜磻⑶夷苓M一步降低安全風險。
[0012]一種用于運行過程儀表化的現(xiàn)場設(shè)備的方法優(yōu)選地是以軟件或以軟/硬件結(jié)合來執(zhí)行，在該方法中當特征值偏離所限定的區(qū)域時，可讀取的存儲元件的狀態(tài)不斷改變，因此本發(fā)明也涉及了一種具有可由計算機執(zhí)行的用于實施所述方法的計算機代碼命令的計算機程序模塊。在此，本發(fā)明還涉及一種具有此類可由計算機執(zhí)行的計算機程序模塊的計算機程序產(chǎn)品，特別是一種數(shù)據(jù)載體或存儲介質(zhì)。這類計算機程序模塊優(yōu)選地是現(xiàn)場設(shè)備電子組件的組成部分，或被提前保持在現(xiàn)場設(shè)備電子組件的存儲器內(nèi)，或者使其可以裝載至該存儲器內(nèi)，因此在現(xiàn)場設(shè)備運行時在需要的情況下可讀取的存儲元件的狀態(tài)自動改變。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面根據(jù)示出本發(fā)明的一個實施例的附圖對本發(fā)明以及設(shè)計方案和優(yōu)點進行進一步闡述。

【具體實施方式】
[0014]唯一的附圖示出一個簡單的過程技術(shù)系統(tǒng)的框圖，其中該系統(tǒng)包括現(xiàn)場設(shè)備1和自動化設(shè)備2，它們通過自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3彼此相連接。示出的實例涉及具有HART通訊的現(xiàn)場設(shè)備1，該現(xiàn)場設(shè)備通過雙線傳輸線與自動化設(shè)備2相連接。現(xiàn)場設(shè)備1具有帶有可電子讀取的說明數(shù)據(jù)的存儲器，此外該存儲器中還存儲了證書4，該證書表征出現(xiàn)場設(shè)備可以用在具有爆炸隱患區(qū)域中的許可。附加地在現(xiàn)場設(shè)備1內(nèi)設(shè)置可讀取的存儲元件，該存儲元件作為狀態(tài)字節(jié)中的一個特殊比特位來實現(xiàn)。在常規(guī)運行中，即在具有爆炸隱患的區(qū)域以外，在現(xiàn)場設(shè)備與自動化網(wǎng)絡(luò)3相連接的網(wǎng)絡(luò)接口處，允許的端電壓位于10.6V和44V之間。相反在特殊運行中，即運行在具有爆炸隱患的區(qū)域中，所述端電壓不允許離開10.6V和30V之間的范圍。此外，現(xiàn)場設(shè)備有一次曾以高于30V的端電壓運行過，則該現(xiàn)場設(shè)備出于爆炸保護的緣故以后不允許再應用在具有爆炸隱患的區(qū)域中。在現(xiàn)場設(shè)備1中通過例如具有測量和比較器的監(jiān)控裝置6來監(jiān)控運行特征值端電壓保持在所限定的技術(shù)指標內(nèi)，并且只要發(fā)生端電壓超過30V的事件，無論在現(xiàn)場設(shè)備1的常規(guī)運行或在與安全相關(guān)的區(qū)域中的特殊運行中，所述可讀取的存儲元件5的狀態(tài)便不斷改變。監(jiān)控端電壓需要保持所在的區(qū)域如下地給出，即通過存儲元件改變了的狀態(tài)顯示出現(xiàn)場設(shè)備1失去進行具有以限定的端電壓為運行特征值的特殊運行的資格，然而該現(xiàn)場設(shè)備仍可以繼續(xù)勝任位于爆炸保護區(qū)域以外的常規(guī)運行。
[0015]在對設(shè)備進行規(guī)劃和啟動時，將工程工具7連接在所述自動化設(shè)備2上，該自動化設(shè)備可以設(shè)計為可編程邏輯控制器。至今在規(guī)劃中僅需要注意以下內(nèi)容，即以適當?shù)姆绞结槍ο鄳膽脤迷谙到y(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)備、在這里為現(xiàn)場設(shè)備1進行認證。證書4例如用于借助于檢驗工具8進行的自動化檢查。另外，現(xiàn)在需要檢查由于現(xiàn)場設(shè)備之前的運行方式是否會失去進行特殊運行的資格，所述的特殊運行是根據(jù)想的應用而確定的。如果發(fā)生這類失效，可以通過存儲元件5的改變的狀態(tài)顯示出。上述檢驗同樣可以通過檢驗工具8借助個自動化網(wǎng)絡(luò)3的通訊以自動化的方式實現(xiàn)。作為替代地，可以將檢驗工具8裝載至自動化設(shè)備2上并且在啟動時作為程序來運行。
[0016]一旦在進行特殊運行時，即在啟動后，作為限定的運行特征值的端電壓偏離所預定的區(qū)域，該事件同樣可以由監(jiān)控裝置6識別出并且可讀取的存儲元件5的狀態(tài)不斷地改變。同時通過自動化網(wǎng)絡(luò)3向作為上級控制器的自動化設(shè)備2發(fā)送用于顯示故障的警示報告，由此可以采取適當?shù)拇胧┯糜谔幚砉收稀＿m當?shù)拇胧?根據(jù)安全重要性-例如是停止各個被操控的生產(chǎn)過程，以避免對人和設(shè)備的不必要的損傷。
【權(quán)利要求】
1.一種用于過程儀表化中的現(xiàn)場設(shè)備，具有用于監(jiān)控保持在給定區(qū)域內(nèi)的運行特征值的裝置(6)和能讀取的存儲元件(5)，在偏離所述區(qū)域時，所述存儲元件的狀態(tài)不斷改變，其特征在于，所述區(qū)域如下地給定，即通過所述存儲元件(5)改變了的所述狀態(tài)顯示出所述現(xiàn)場設(shè)備(I)失去進行具有限定運行特征值的特殊運行的資格，但不顯示不能勝任具有較少限定的運行特征值的常規(guī)運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的現(xiàn)場設(shè)備，其特征在于，所述運行特征值是所述現(xiàn)場設(shè)備(I)的電源電壓，并且通過具有點火保護類型本質(zhì)安全“Exi”的所述現(xiàn)場設(shè)備(I)的安全性失效而得出所述現(xiàn)場設(shè)備的失效。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的現(xiàn)場設(shè)備，其特征在于，當所述存儲元件(5)的所述狀態(tài)在所述現(xiàn)場設(shè)備(I)在具有爆炸隱患區(qū)域中運行期間改變時能產(chǎn)生警示報告。
4.一種運行用于過程儀表化的現(xiàn)場設(shè)備(I)的方法，所述現(xiàn)場設(shè)備對保持在給定區(qū)域內(nèi)的運行特征值進行監(jiān)控，并且當偏離所述區(qū)域時，能讀取的存儲元件(5)的狀態(tài)不斷改變，其特征在于，所述區(qū)域如下地給定，即通過所述存儲元件(5)改變了的所述狀態(tài)顯示所述出現(xiàn)場設(shè)備(I)失去進行具有限定的所述運行特征值的特殊運行的資格，但不顯示不能勝任具有較少限定的所述運行特征值的常規(guī)運行。
5.一種計算機程序模塊，當所述計算機程序模塊在計算機上運行時，所述計算機程序模塊具有能由計算機執(zhí)行的、用于實施根據(jù)權(quán)利要求4的方法的程序代碼指令。
6.一種計算機程序產(chǎn)品，特別是數(shù)據(jù)載體或存儲介質(zhì)，具有能由計算機執(zhí)行的、根據(jù)權(quán)利要求5的計算機程序模塊。
【文檔編號】G05B19/418GK104345712SQ201410361586
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】米夏埃爾·格佩特 申請人:西門子公司