Beschreibung
Verfahren zur Parametrierung von Automatisierungseinrichtungen sowie Automatisierungseinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Parametrierung von Automatisierungseinrichtungen sowie eine Automatisierungseinrichtung.
Automatisierungseinrichtungen kommen im gesamten Gebiet der industriellen Fertigung zur Anwendung. Mithilfe solcher Automatisierungseinrichtungen werden technische Prozesse bzw. technische Größen gemessen, überwacht, gesteuert bzw. geregelt. Bei derartigen Automatisierungseinrichtungen kann es sich zum Beispiel um Sensoren, wie zum Beispiel Drucksensoren, Temperatursensoren oder Wiegeeinrichtungen, und um Aktu- atoren, wie zum Bespiel Stellglieder oder Pumpen handeln. Es ist zu beobachten, dass nicht nur die Komplexität der zu steuernden bzw. zu regelnden Prozesse zunimmt, sondern dass auch die zum Einsatz kommenden Automatisierungseinrichtungen zunehmend komplexer werden. Hierdurch wird auch die Inbetriebnahme sowie der Betrieb von Automatisierungseinrichtungen zunehmend schwieriger.
Nach dem Stand der Technik wird zur Inbetriebnahme von Automatisierungseinrichtungen so vorgegangen, dass von einem In- betriebnehmer, der viel Wissen und Erfahrungen über den konkret zu steuernden Prozess sowie die konkrete Automatisierungseinrichtung aufweisen uss, die zur Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung erforderlichen, einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter bestimmt und diese an der Automatisierungseinrichtung manuell einstellt. Wie bereits erwähnt, ist hierzu ein sehr großes Wissen und ein enormer Erfahrungsschatz sowie Intuition auf Seiten des Inbetriebnehmers erforderlich, um die richtigen Parameter für die Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung zu finden. Die Optimierung der so intuitiv ermittelten Parameter wird
vo Inbetriebnehmer ebenfalls aufgrund seines Wissens und seiner Erfahrungen manuell vorgenommen. Dies kann nur von Spezialisten vorgenommen werden. Derartige Spezialisten sind jedoch teuer und nicht immer vor Ort verfügbar. Insofern ist die aus dem Stand der Technik bekannte Vorgehensweise zur Parametrierung von Automatisierungseinrichtungen nachteilhaft.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Parametrierung von Automatisierungseinrichtungen sowie eine entsprechende Automatisierungseinrichtung zu schaffen.
Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass das eingangs genannte Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 weitergebil- det ist.
Erfindungsgemäß werden die einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter von der oder in Verbindung mit der jeweiligen Automatisierungseinrichtung automatisch gene- riert.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zur Parametrierung einer Automatisierungseinrichtung von einer Bedienperson vorzugsweise vor Inbetriebnahme der Automa- tisierungseinrichtung ausschließlich technologische und/oder betriebswirtschaftliche Vorgabedaten vorgegeben, wobei aus diesen vorgegebenen technologischen und/oder betriebswirtschaftlichen Vorgabedaten die zur Inbetriebnahme erforderlichen einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter automatisch generiert werden. Die Automatisierungseinrichtung greift hierzu automatisch auf unterschiedliche Datenquellen zu, wobei vor Inbetriebnahme zur Generierung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter in erster Linie auf vor der Inbetriebnahme verfügbare Historiedaten anderer Automatisierungseinrichtungen und/oder Engineeringdaten und/oder Konstruktionsdaten zugegriffen wird. Nach Inbetriebnahme greift die Automatisierungseinrich-
tung in erster Linie auf während des Betriebs der Automatisierungseinrichtung anfallende Laufzeitdaten zu, und nutzt diese Daten zur automatischen Überprüfung und Aktualisierung bzw. Optimierung der einrichtungsspezifischen und/oder pro- zessspezifischen Parameter.
Mithilfe der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, die einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter für Automatisierungseinrichtungen automa- tisch zu ermitteln. Dies ist durch Vorgabe einiger weniger technologischer und/oder betriebswirtschaftlicher Vorgabedaten möglich.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass für die Generierung und Optimierung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter keine Kenntnisse über die Automatisierungseinrichtungen als solche notwendig sind, sondern nur die wichtigsten Prozesskenntnisse des zu steuernden bzw. zu regelnden Prozesses. Dadurch werden Engpässe bei der Bereitstellung entsprechend hochqualifizierten Personals weitestgehend vermieden. Die Inbetriebnahmezeit sowie Optimierungszeit der Parameter kann deutlich verkürzt werden, was insgesamt zu einer erheblichen Kosteneinsparung führt .
Die erfindungsgemäße Automatisierungseinrichtung ist im unabhängigen Patentanspruch 12 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung - ohne hierauf beschränkt zu sein - anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1: eine schematische Darstellung eines Automatisierungssystems,
Fig. 2: ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Parametrierung von Automatisierungseinrichtungen,
Fig. 3: ein gegenüber Fig. 2 detaillierteres Blockschaltbild,
Fig. 4: ein weiteres Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Parametrierung von Automatisierungseinrichtungen,
Fig. 5: ein weiteres Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Parametrierung von Automatisierungseinrichtungen,
Fig. 6: ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung eines Daten- sammelprozesses als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 7: ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung eines Daten- auswerteprozesses als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren 1 bis 7 in größerem Detail erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Automatisierungssystem 10 exemplarisch anhand eines Blockschaltbilds. Das dort gezeigte Automatisierungssystem 10 umfasst ein Leitsystem 11, an welchem zwei Steuerungseinrichtungen 12, 13 angeschlossen sind. Die Steuerungseinrichtungen 12, 13 sind über ein Bussystem 14, der auf dieser hierarchischen Stufe des Automatisierungssystems 10 als Anlagenbus bezeichnet wird, mit dem Leitsystem 11 verbunden und tauschen über diesen Anlagenbus Daten aus. Im gezeig- ten Ausführungsbeispiel sind an jeder Steuerungseinrichtung 12, 13 jeweils zwei Automatisierungseinrichtungen 15, 16 bzw. 17, 18 angeschlossen. Die Automatisierungseinrichtungen 15,
16, 17, 18 werden auch als Feldgeräte bezeichnet und sind wiederum über das Bussystem 14 mit den entsprechenden Steuerungseinrichtungen 12 bzw. 13 verbunden. Auf dieser Hierarchiestufe des Automatisierungssystems 10 bezeichnet man das Bussystem 14 auch als Feldbus.
Die Automatisierungseinrichtungen 15, 16, 17 bzw. 18 können zum Beispiel als Wiegeeinrichtung, Temperaturfühler, Pumpe oder sonstige Sensoren bzw. Aktuatoren ausgebildet sein. Bei den Steuerungseinrichtungen 12, 13 kann es sich zum Beispiel um eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) handeln. Das Leitsystem 11 ist gemäß Fig. 1 über ein offenes Kommunikationsnetz 19 zum Beispiel mit anderen Automatisierungssystemen, mit Datenbanken und dergleichen verbunden. Die anderen Ein- richtungen, die über das Kommunikationsnetz 19 mit dem Leitsystem 11 verbunden sind, können auch als Umgebung 20 des Leitsystems 11 bzw. des Automatisierungssystems 10 bezeichnet werden. So kann zum Beispiel das Leitsystem 11 über das Internet auf Datenbanken zugreifen.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, das eine besonders einfache und zuverlässige Parametrierung der Automatisierungseinrichtungen 15, 16, 17 sowie 18 eines Automatisierungssystems 10 ohne genaue. Kennt- nisse über die konkrete Automatisierungseinrichtung ermöglicht. Hierzu werden von der Automatisierungseinrichtung oder auch in Verbindung mit der Automatisierungseinrichtung die einrichtungsspezifischen sowie prozessspezifischen Parameter der Automatisierungseinrichtung automatisch ermittelt und vorzugsweise während des Betriebs derselben automatisch optimiert. Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel soll davon ausgegangen werden, dass die Automatisierungseinrichtung selbst die einrichtungsspezifischen sowie prozessspezifischen Parameter automatisch ermittelt und optimiert werden.
Die prinzipielle Vorgehensweise zur automatischen Generierung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Pa-
rameter für die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. So werden von einer Bedienperson vor Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung Vorgabedaten 21, die technologischer und ggf. betriebswirtschaftlicher Natur sind, vorgegeben. Aus diesen Vorgabedaten werden von der jeweiligen Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 die einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter erzeugt.
Hierzu greift die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 auf unterschiedliche Datenquellen 22, 23, 24 zu. Bei der Datenquelle 22 handelt es sich um eine Datenquelle, die Historiedaten bereitstellt. Die Datenquelle 23 stellt so genannte Planungsdaten bereit. Die in den Datenquellen 22 und 23 bereitgestellten Daten, nämlich die Historiedaten sowie Planungsdaten, liegen bereits vor Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 vor. Bei der Datenquelle 24 handelt es sich hingegen um eine Datenquelle, die so genannte Laufzeitdaten bereitstellt, die erst während des Betriebs der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 gemessen werden und erst während des Betriebs derselben vorliegen. Zur Generierung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter vor Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 greift dieselbe dem- nach in erster Linie auf die Datenquellen 22 und 23 und damit auf Historiedaten und Planungsdaten zu. Zur Optimierung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter wird hingegen während des Betriebs in erster Linie auf die Laufzeitdaten und damit auf die Datenquelle 24 zugegrif- fen.
Im Sinne der Erfindung greift demnach vor Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 dieselbe einerseits auf die von einer Bedienperson vorgegebenen Vorgabe- daten 21 und weiterhin auf Historiedaten und Planungsdaten der Datenquellen 22 bzw. 23 zu, wobei aus all diesen Daten dann automatisch die einrichtungsspezifischen und/oder pro-
zessspezifischen Parameter generiert werden. Während des Betriebs der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 werden die so ermittelten Parameter fortlaufend überprüft, indem die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 auch auf Laufzeitdaten der Datenquelle 24 zugreift. Die fortlaufende Neugenerierung der Parameter während des Betriebs und der Vergleich derselben mit den zuvor ermittelten Parametern und gegebenenfalls Daten der Datenquellen 22 und 23, also zum Beispiel mit Historiedaten und Planungsdaten, erlaubt eine kontinuierliche, automatische Optimierung der einrichtu gs- spezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter.
Fig. 3 verdeutlicht die in Zusammenhang mit Fig. 2 dargestellten Zusammenhänge in größerem Detail. So zeigt Fig. 3 wiederum die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18, die Vorgabedaten 21 sowie die drei Datenquellen 22, 23 und 24. Die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 um- fasst einerseits Zugriffsmittel 25, um auf die unterschiedlichen Datenquellen 22, 23 und 24 automatisch zuzugreifen und andererseits Auswertemittel 26, um die Vorgabedaten 21 sowie die von unterschiedlichen Datenquellen 22, 23 und 24 abgegriffenen Daten auszuwerten. Zur Eingabe bzw. Vorgabe der technologischen und betriebswirtschaftlichen Vorgabedaten 21 verfügt die Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 über Eingabemittel 27. Auf die Funktion und Wirkungsweise der Zugriffsmittel 25 sowie Auswertemittel 26 wird weiter unten in größerem Detail eingegangen. An dieser Stelle sei lediglich bereits darauf hingewiesen, dass die Zugriffsmittel 25 Sammelmechanismen für Daten und die Auswertemittel 26 Auswer- temechanismen für Daten bereitstellen.
Gemäß Fig. 3 können die von der Datenquelle 22 bereitgestellten Historiedaten in eine Vielzahl von Unterdaten unterteilt werden. So umfassen die Historiedaten der Datenquelle 22 Da- ten 28 über andere Automatisierungssysteme bzw. andere Automatisierungseinrichtungen, die zum Beispiel von einem Hersteller bereitgestellt oder über, das Internet abrufbar sind.
Weiterhin umfasst die Datenquelle 22 Daten 29 über Materialien, so zum Beispiel physikalische oder chemische Daten über Werkstoffe und dergleichen. Weitere Daten 30, die von der Datenquelle 22 bereitgestellt werden, können zum Beispiel Da- tenblätter über Hardwarekomponenten des Automatisierungssystems sein.
Die Datenquelle 23, welche der Bereitstellung von Planungsdaten dient, lässt sich ebenfalls weiter untergliedern. So stellt die Datenquelle 23 als Planungsdaten zum Beispiel Daten 31 bereit, die Engineeringdaten, Konstruktionsdaten sowie technologische und betriebswirtschaftliche Planungsdaten enthalten. Weiterhin werden von der Datenquelle 23 Daten 32 über Konfigurationsparameter, statische Daten von anderen Automa- tisierungseinrichtungen des Automatisierungssystems und dergleichen bereitgestellt.
Bei den während des Betriebs von der Datenquelle 24 bereitgestellten Laufzeitdaten handelt es sich um Betriebsparameter, Streckenparameter, Messwerte und alle Daten, die von Sensoren des Automatisierungssystems bereitgestellt werden.
Die Vorgabedaten 21 können in Daten 33 dynamischer Natur sowie in Daten 34 statischer Natur untergliedert werden. Bei den Daten 34 statischer Natur handelt es sich um feste Vorgaben der Bedienperson. Bei den dynamischen Daten 33 hingegen handelt es sich um solche Vorgaben, die von der Bedienperson während des Betriebs der Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18 interaktiv angepasst werden.
Die in Fig. 2 und 3 aus Datensicht dargestellten Zusammenhänge sind in Fig. 4 aus Kommunikationssicht bzw. Vernetzungssicht dargestellt. Die Darstellung der Fig. 4 entspricht in dieser Hinsicht der Darstellung der Fig. 1. So zeigt Fig. 4 wiederum eine zu parametrierende Automatisierungseinrichtung 15, 16, 17 bzw. 18, die am so genannten Feldbus 14 angeschlossen ist und über den Feldbus 14 einerseits mit der ent-
sprechenden Steuerungseinrichtung 12 bzw. 13 und mit den anderen Automatisierungseinrichtungen 16, 17, 18 bzw. 15 kommuniziert bzw. Daten austauscht. Auf dieser Hierarchiestufe des Automatisierungssystems 10 liegen in erster Linie die Lauf- zeitdaten 24 vor. Das übergeordnete Leitsystem 11 ist am so genannten Anlagenbus 14 angeschlossen und hält die Planungsdaten 23 bereit. Historiedaten 22, so zum Beispiel Daten 28 über andere Automatisierungssysteme sowie Daten 29 aus Materialdatenbanken sind über das offene Kommunikationsnetz 19, zum Beispiel das Internet verfügbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Parametrierung einer Automatisierungseinrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 5 detailliert beschrieben. So zeigt Fig. 5 ein Block- Schaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei in der linken Spalte 35 des Blockschaltbilds Mechanismen bzw. Mittel zur Ermittlung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parameter dargestellt sind, wobei die rechte Spalte 37 Daten bzw. Datenquellen zeigt, auf die von den Mechanismen bzw. Mitteln zugegriffen wird, und wobei die mittlere Spalte 36 Ergebnisse bzw. Zwischenergebnisse der mithilfe der Mechanismen bzw. Mittel erzielten Datenabfragen sowie Datenzugriffe sowie Datenauswertungen zeigt.
Wie bereits mehrfach erwähnt, werden von einer Betriebsperson die Vorgabedaten 21, die technologischer und ggf. betriebswirtschaftlicher Natur sind, der zu parametrierenden Automatisierungseinrichtung bereitgestellt. Die Zugriffsmittel 25 der Automatisierungseinrichtung greifen die Vorgabedaten 21 zu und stellen diese als Zwischenergebnis 38 bereit. Die Vorgabedaten 21 legen für die Zugriffsmittel 25 die Datenquellen fest, auf welche die Zugriffsmittel 25 zur Generierung der einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parame- ter weiter zugreifen müssen. Auf Basis der vorgegebenen technologischen und betriebswirtschaftlichen Vorgabedaten 21 wird demnach automatisch entschieden, auf welche weitere Daten-
quellen zugegriffen wird. Im in Fig. 5 gezeigten Ausführungs- beispiel greifen die Zugriffsmittel 25 veranlasst durch die Vorgabedaten 21 zuerst auf die Daten 31 der Datenquelle 23 zu, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel auf Konstrukti- onsdaten sowie Engineeringdaten. Diese werden mit den Vorgabedaten 21 verknüpft und als Zwischenergebnis 39 dargestellt. Ausgehend vom Zwischenergebnis 39 wird weiterhin auf die Daten 29 der Datenquelle 22 über das Internet zugegriffen, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel zum Beispiel auf natio- nal geltende Normungsdaten. Diese Daten werden mit dem Zwischenergebnis 39 verknüpft und als weiteres Zwischenergebnis 40 dargestellt. Beim Zwischenergebnis 40 handelt es sich um eine reine Datenzusammenstellung, die mithilfe der Zugriffsmittel 25 erzeugt wird.
Dieses Zwischenergebnis 40 wird sodann mithilfe der Auswertemittel 26 derart ausgewertet, dass aus den im Zwischenergebnis 40 zusammengestellten Daten ein erster Satz an einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parametern er- zeugt bzw. generiert wird, der dann als Zwischenergebnis 41 bereitgestellt wird. Dieser erste generierte Parametersatz wird sodann einer Plausibilitätsprüfung unterzogen, wobei bei der Plausibilitätsprüfung in ersten Linie auf die Datenquelle 22 zugegriffen wird, die Daten über bereits realisierte, vergleichbare Automatisierungssysteme und Standardparameter für derartige Automatisierungssysteme enthält. Das Ergebnis dieser Plausibilitätsprüfung wird als Zwischenergebnis 42 bereitgestellt. Abhängig vom Zwischenergebnis 42 der Plausibilitätsprüfung greifen im gezeigten Ausführungsbeispiel die Zugriffsmittel 25 auf weitere Datenquellen zu, nämlich in einem ersten Schritt auf die Datenquelle 22 und in einem zweiten nachgeschalteten Schritt auf die Datenquelle 23. Beim Zugriff auf die Datenquelle 22 werden im gezeigten Ausführungsbeispiel Materialdaten ermittelt und diese Daten werden mit dem Teilparametersatz gemäß Zwischenergebnis 41 verknüpft und als neues Zwischenergebnis 43 abgelegt. Darauffolgend werden aus der Datenbank 23 mithilfe der Zugriffsmittel 25
Daten anderer Automatisierungseinrichtungen des Automatisierungssystems zugegriffen, die als Engineeringdaten und Konstruktionsdaten bereitgestellt werden. Auch diese Daten werden mit den vorigen Zwischenergebnissen verknüpft und als weiteres Zwischenergebnis 44 abgelegt. Das Zwischenergebnis 44 stellt demnach eine Kombination des als Zwischenergebnis 41 generierten Teilparametersatzes, ergänzt um die nach der Plausibilitätsprüfung abgefragten weiteren Daten dar.
Aus dem Zwischenergebnis 44 wird sodann mithilfe der Auswertemittel 26 ein kompletter Parametersatz an einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parametern für die zu parametrierende Automatisierungseinrichtung erzeugt. Dieser kompletter Parametersatz wird als Ergebnis 45 abgelegt bzw. bereitgestellt. Aus der obigen Beschreibung folgt unmittelbar, dass der Parametersatz aus einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parametern für die Automatisierungseinrichtung nach Vorgabe der Vorgabedaten 21, die lediglich allgemeine technologische und betriebswirtschaftliche Daten enthalten, automatisch unter Zugriff auf unterschiedliche Datenquellen generiert wird. Dies erlaubt eine besonders schnelle Ermittlung der einrichtungsspezifischen sowie prozessspezifischen Parameter. Auf den Einsatz von hochqualifizierten Personal mit speziellem Wissen kann verzichtet wer- den.
Im Sinne des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 wird das Ergebnis 45 des kompletten Parametersatzes noch einer nachgeschalteten Plausibilitätsprüfung unterzogen, wobei die Plau- sibilitätsprüfung ein Zwischenergebnis 46 liefert. Abhängig vom Ergebnis dieser Plausibilitätsprüfung wird eventuell in den Parametergenerierungsprozess zurückgesprungen und ein neuer Parametersatz ermittelt.
Weiterhin visualisiert Fig. 5, dass während des Betriebs und damit nach der Inbetriebnahme der Automatisierungseinrichtung von den Zugriffsmitteln 25 fortlaufend auf aktuell ermittelte
Laufzeitdaten 24 zugegriffen wird, wobei diese Laufzeitdaten 24 zur Neugenerierung und Optimierung des Parametersatzes für die Automatisierungseinrichtung verwendet werden kann. Das Ergebnis dieser Neugenerierung unter Berücksichtung der Laufzeitdaten 24 ist in Fig. 5 als Zwischenergebnis 47 dargestellt.
Wie bereits erwähnt, wird aufgrund der von einer Bedienperson vorgegebenen Vorgabedaten 21 automatisch entschieden, auf welche weitere Datenquellen die zu parametrierende Automatisierungseinrichtung zur Generierung des entsprechenden Parametersatzes aus einrichtungsspezifischen und/oder prozessspezifischen Parametern zugreifen muss. Hierzu umfassen die Zugriffsmittel 25 mindestens eine Tabelle 48 (siehe Fig. 6) , die auch als Zuordnungstabelle bezeichnet werden kann. Diese Tabelle 48 gibt an, zu welchen technologischen sowie betriebswirtschaftlichen Vorgabedaten welche zusätzlichen Daten benötigt werden. Diese Verknüpfung zwischen den Vorgabedaten und den von den Vorgabedaten benötigten weiteren Daten wird als Basisabhängigkeit bezeichnet.
Eine weitere Tabelle 49 der Zugriffsmittel 25 enthält Informationen darüber, auf welche weitere Daten aufgrund der vorgegebenen Vorgabedaten zuerst bzw. in welcher zeitlichen Ab- folge auf die weiteren Daten zugegriffen werden muss. In Abhängigkeit der in den Tabelle 48 und 49 enthaltenen Informationen über die Art und Reihenfolge der benötigten Daten wird von den Zugriffsmitteln 25 automatisch der erforderliche Datensatz ermittelt. Hierzu sind in einer weiteren Tabelle 50 Adressen, Zugriffcodes und Suchfunktionen abgelegt, mithilfe derer die Zugriffsmittel 25 auf die relevanten Daten zugreifen können. Die Tabellen 48, 49 und 50 geben demnach an, auf welche Daten zu welchem Zeitpunkt mithilfe welcher Adressen, Suchfunktionen oder dergleichen aufgrund der Vorgabedaten zu- zugreifen ist.
Die Zugriffsmittel 25 umfassen weiterhin Mittel 51 zur Plausibilitätsprüfung und Mittel 52 zur Synchronisation des Da- tensammelmechanismus. Die Mittel 51 zur Plausibilitätsprüfung überprüfen, ob die zusammengestellten Daten im Hinblick auf die Vorgabedaten plausibel sind. Die Mittel 52 zur Synchronisation des Datensammelmechanismus steuern die zeitliche Abfolge des Datenzugriffs und entscheiden, welche Daten aktuell sind bzw. welche Daten aufgrund häufiger Aktualisierungen mehrfach geladen bzw. auf welche Daten mehrfach zugegriffen werden muss.
Die Auswertemittel 26 stellen gemäß Fig. 7 unterschiedliche Auswertemechanismen zur Verfügung. Ein erster Auswertemechanismus 53 dient der Berücksichtung linearer Abhängigkeiten. Ein zweiter Auswertemechanismus 54 dient der Berücksichtung nicht-linearer Abhängigkeiten, ein dritter Auswertemechanismus 55 stellt regelbasierte Schlussfolgerungen bereit und ein vierter Auswertemechanismus 56 ermöglicht Vergleichsberechnungen durch Abfrage von Daten anderer Automatisierungssyste- men. Ein weiterer Auswertemechanismus 57 dient der Vergleichsberechnung durch Simulation und ein Auswertemechanismus 58 dient der Durchführung von Korrekturrechnungen während des Betriebs der Automatisierungseinrichtung. Alle Mechanismen sind sehr unterschiedlich und können entweder auf Formel- berechnungen, auf dem Heranziehen von Wissen aus Expertensystemen, auf Simulationen, auf Wahrscheinlichkeitsberechnungen, auf Lösen von Differenzialgleichungen und so weiter beruhen. Über ein Mittel 59 der Auswertemittel 26 wird der Zugriff auf die unterschiedlichen Auswertemechanismen gesteuert und ein Vergleich der unterschiedlichen Auswertemechanismen durchgeführt .
Das Grundprinzip der hier vorliegenden Erfindung liegt darin, dass zur Ermittlung eines vollständigen Parametersatzes aus einrichtungsspezifischen sowie prozessspezifischen Parametern für eine Automatisierungseinrichtung lediglich allgemeine technologische sowie betriebswirtschaftliche Vorgabedaten be-
nötigt werden. Auf Basis dieser Vorgabedaten wird automatisch auf unterschiedliche Datenquellen zugegriffen und die Vorgabedaten werden zusammen mit den abgerufenen Daten der weiteren Datenquellen in einen Parametersatz für die Automatisie- rungseinrichtung umgesetzt. Hierzu werden Zugriffsmittel bzw. Zugriffsmechanismen sowie Auswertemittel bzw. Auswertemechanismen bereitgestellt. Die Auswertung und Generierung des Parametersatzes erfolgt einerseits vor Inbetriebnahme und andererseits während des Betriebs zur Optimierung. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass die Generierung der Parameter des Parametersatzes einerseits unmittelbar in der Automatisierungseinrichtung selbst durchgeführt werden kann oder in Verbindung mit derselben in einer separaten Einrichtung.
Nachfolgend soll zur Verdeutlichung der hier vorliegenden Erfindung angenommen werden, dass es sich bei der zu paramet- rierenden Automatisierungseinrichtung um eine industrielle Waage handelt. Nach dem Stand der Technik usste zur Parametrierung einer solchen industriellen Waage ein kompletter Pa- rametersatz von einem Inbetriebnehmer eingegeben werden, wobei dieser komplette Parametersatz einer Waage insbesondere folgende Parameter für die statische Bestimmung der Waage um- fasst: Messbereich, Ziffernschritt, Höchstlast, Stillstandszeit, Stillstandswert, Filterstufe, Mindestgewicht, Grenzwer- te und Leerbereich.
Weiterhin musste der Inbetriebnehmer nach dem Stand der Technik folgende Parameter der Waage für den Betrieb im Prozess ermitteln: Betriebsart, Sollwerte, Toleranzgrenzen, Fein- ström, Nachstrom, Dosierzeit, Beruhigungszeit, Entleerzeit sowie Taragewicht. Zur Ermittlung all dieser Parameter ist nach dem Stand der Technik ein enormes Anlagenwissen sowie Prozesswissen erforderlich.
Nach der Erfindung ist es lediglich erforderlich, einfache sowie allgemeine technologische und betriebswirtschaftliche Vorgabedaten zur Parametrierung vorzugeben. Bei einer Waage
handelt es sich hierbei um das herzustellende bzw. zu wiegende Produkt, um Durchsatzmenge, zu wiegende Einzelmenge und die Vorgabe, ob Eichpflicht besteht oder nicht. Aus diesen wenigen Vorgabedaten, die kein Wissen über die Waage benötigen, werden die oben beschriebenen Parameter erfindungsgemäß automatische ermittelt.
Ein Beispiel für Vorgabedaten kann wie folgt angegeben werden:
- Sollwert: Max. 10 kg
- Durchsatz: 2t/h
- Eichpficht: ja
Im Sinne der Erfindung wird auf Basis dieser Vorgabedaten von der Automatisierungseinrichtung bzw. in Verbindung mit der zu parametrierenden Automatisierungseinrichtung automatisch auf Historiedaten zugegriffen, die einen vorgefertigten Parametersatz einer vergleichbaren Wiegeeinrichtung bzw. Waage ent- halten. Ein Beispiel eines derartigen vorgefertigten Parametersatzes sieht wie folgt aus:
- Messbereich: 30 kg
- Ziffernschritt: 0,01 kg - Höchstlast: 30 kg
- Stillstandszeit: 2 sec
- Stillstandswert: 0,01 kg
- Filtergrenzfrequenz; 2 Hz
- Mindestgewicht: 0,2 kg - Grenzwert Max: 20 kg
- Leerbereich: 0,02 kg
- Anzahl Sensoren: 3
- Nennlast Sensor: 10kg
- Sensorkenndaten: Prüfbericht - Betriebsart: abfüllen
- Sollwerte: 10 kg
- Toleranzgrenzen: 0,1 kg
- Feinstrom: 0,9 kg
- Nachstrom: 0,15 kg
- Dosierzeit: 20 sec
- Beruhigungszeit: 5 sec - Entleerzeit: 2 sec
- Taragewicht: 0, 25 kg
Weiterhin wird auf Datenquellen zugegriffen, die Materialdaten über das konkret zu wiegende Produkt und Daten über Eich- Vorschriften enthalten. Beispielhaft sei hier angegeben:
- Materialname: Speiseöl
- Spez. Gewicht: 0,87
- Viskosität: 100 mPa*s
- Verkehrsfehlergrenzen: 0,05 kg
- Min. nach Eichvorschriften: 0,4 kg
- Max. Sollwert: 15 kg
Weiterhin wird auf Datenquellen zugegriffen, die Engineeringdaten, Planungsdaten und Konstruktionsdaten enthalten:
- Messbereich: 15 kg
- max. Durchsatz: 3 t/h - Max. Sollwert: 12 kg
- Min Entleerungszeit: 10 sec
- Max. Dosierzeit: 30 sec
- Fallhöhe: 1,30 m
Auch wird auf Datenquellen zugegriffen, die Daten von anderen Geräten enthalten:
- Min. /Max. Durchsatz im Prozess: 0,8 bis 1,8 t/min
- Eingestellter Grenzwert Min. Füllstand: 15 % von 5 t - Materialtemperatur: 20 °C
Aus den Vorgabedaten und den automatisch zusammengestellten Daten wird dann erfindungsgemäß automatisch ein neuer Parametersatz für die Waage ermittelt.
Weiterhin wird im Sinne der Erfindung aufgrund aktuell gemessener Werte, so genannter Laufzeitdaten, der Parametersatz stets überprüft und gegebenenfalls optimiert. Bei diesen Laufzeitdaten handelt es sich zum Beispiel um:
Laufzeitdaten der Waage:
- Aktueller Bruttowert: 7 kg
- Aktueller Nettowert: 6,72 kg
- Aktueller Durchsatz: 1,2 t/h, und
Laufzeitdaten anderer Geräte:
- Aktuelle Leistung Antrieb Silobefüllung: 7,6 kW
- Aktueller Durchsatz Silobefüllung: 2,2 t/h - Aktueller Füllstand Vorratssilo: 76 %