包括至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置、與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)傳感器單元或信號(hào)檢測(cè)單元和至少一個(gè) ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置、與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)傳感器或信號(hào)記錄單元和至少一個(gè)功能塊的布置；用于檢查在設(shè)施中的測(cè)量鏈的方法，該設(shè)施包括至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置，該至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置具有與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)傳感器或信號(hào)記錄單元和至少一個(gè)控制系統(tǒng)，其中，該控制系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)體與該現(xiàn)場(chǎng)裝置和該傳感器或信號(hào)記錄單元連接用于接收測(cè)量值；以及，一種用于在設(shè)施中實(shí)現(xiàn)SIL測(cè)量的方法，該設(shè)施包括至少兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置，該至少兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置具有至少一個(gè)各自的相關(guān)聯(lián)的傳感器或信號(hào)記錄單元和至少兩個(gè)功能塊。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中已知具有至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置和與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)傳感器或信號(hào)記錄單元的布置。該術(shù)語(yǔ)現(xiàn)場(chǎng)裝置表示與諸如傳感器、致動(dòng)器、特別是閥門(mén)、攪拌器、泵、電機(jī)、網(wǎng)關(guān)等的進(jìn)程接近地工作的所有可能類型的裝置和系統(tǒng)。為了確定它們的狀態(tài)，傳感器或信號(hào)記錄單元通常與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)聯(lián)。在具有一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置的設(shè)施中，需要進(jìn)行的是，檢查記錄的測(cè)量值或信號(hào)，以便早期檢測(cè)誤差。為此，已知從諸如控制室的中央站點(diǎn)檢查現(xiàn)場(chǎng)裝置的測(cè)量鏈。該檢查可以擴(kuò)展到控制室。而且，已知現(xiàn)場(chǎng)提供顯示部件，并且在傳感器或信號(hào)記錄單元處模擬該測(cè)量值。在相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)裝置上的現(xiàn)場(chǎng)的顯示部件的提供涉及大的精力和對(duì)應(yīng)的高成本。而且，要求相應(yīng)的顯示部件以及同樣的傳感器或在現(xiàn)場(chǎng)裝置處的傳感器或信號(hào)記錄單元的讀出，這是可以在交互系統(tǒng)分別對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)裝置的顯示部件或?qū)τ趥鞲衅骰蛐盘?hào)記錄單元的不良接入的情況下有問(wèn)題的任務(wù)。在此特別存在在傳感器或信號(hào)記錄單元處的測(cè)量值的模擬期間和之后的交互誤差的危險(xiǎn)。已知的布置進(jìn)一步缺少用于從諸如控制室的中心位置向現(xiàn)場(chǎng)裝置發(fā)回信息的機(jī)會(huì)。例如在產(chǎn)生誤差的情況下從控制室對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)裝置的尋址在已知布置和設(shè)施的情況下是不可能的，或者不被提供。
[0003]而且，已知的是，向現(xiàn)場(chǎng)裝置內(nèi)集成安全功能或所謂的SIL測(cè)量，因此用于將可以在處理或系統(tǒng)的故障的情況下發(fā)生的對(duì)于人、環(huán)境和有形資產(chǎn)的危險(xiǎn)減少為可表示的量度的測(cè)量。SIL功能向現(xiàn)場(chǎng)裝置內(nèi)的改進(jìn)僅以相當(dāng)大的開(kāi)發(fā)精力是可能的。在IEC 61508，即其中定義了與安全相關(guān)的電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)的功能安全的標(biāo)準(zhǔn)中，當(dāng)前，定義了四個(gè)SIL(安全完整性等級(jí))。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)裝置的復(fù)雜度、通過(guò)測(cè)量布置的架構(gòu)和通過(guò)使得安全功能變差的、未識(shí)別的誤差的發(fā)生的概率來(lái)定義SIL。安全參考系統(tǒng)的安全完整性等級(jí)越高，當(dāng)需要時(shí)將不執(zhí)行所需的安全功能的概率越小。在該標(biāo)準(zhǔn)中描述了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的類型以及關(guān)于系統(tǒng)誤差的防止和隨機(jī)誤差的包含的、用于傳感器、邏輯塊處理以及特別是致動(dòng)器的對(duì)應(yīng)的安全功能的設(shè)計(jì)的措施。
[0004]不利的是，大量的資源被需要并且必須使得在現(xiàn)場(chǎng)裝置中可獲得以用于SIL測(cè)量的整合。而且，一次整合的SIL測(cè)量的改變被證明極其復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的因此是提供一種布置，所述布置沒(méi)有所述缺點(diǎn)，并且包括具有至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)或可相關(guān)聯(lián)的傳感器或信號(hào)記錄單元和至少一個(gè)功能塊的至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置。而且，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于檢查在配備了這樣的布置的設(shè)施中的測(cè)量鏈的方法以及一種用于在配備了這樣的布置的設(shè)施中實(shí)現(xiàn)SIL測(cè)量的方法，其中，與現(xiàn)場(chǎng)裝置或與現(xiàn)場(chǎng)裝置的至少一個(gè)傳感器或信號(hào)記錄單元和/或功能塊的通信以簡(jiǎn)單的方式是可能的。
[0006]對(duì)于在權(quán)利要求1的前序中限定的布置，通過(guò)包括下述部分的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的:至少一個(gè)移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元被提供用于執(zhí)行計(jì)算和/或評(píng)估，并且所述至少一個(gè)傳感器或信號(hào)記錄單元和至少一個(gè)移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元為了在各種情況下彼此進(jìn)行無(wú)線通信而包括用于無(wú)線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)和/或信號(hào)的至少一個(gè)系統(tǒng)。在權(quán)利要求6的前序中限定的用于檢查在設(shè)施中的測(cè)量鏈的方法的情況下，通過(guò)包括下述部分的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的:傳感器或信號(hào)記錄單元記錄現(xiàn)場(chǎng)裝置的信號(hào)，將信號(hào)無(wú)線地發(fā)射到移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元，并且移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元從其計(jì)算理論測(cè)量值，并且將理論測(cè)量值與在控制系統(tǒng)處接收的現(xiàn)場(chǎng)裝置的當(dāng)前測(cè)量值作比較。對(duì)于在權(quán)利要求9的前序中限定的用于在設(shè)施中實(shí)現(xiàn)SIL測(cè)量的方法，本發(fā)明的目的通過(guò)包括下述部分的特征實(shí)現(xiàn):用于功能塊的信號(hào)的無(wú)線發(fā)送和接收的系統(tǒng)無(wú)線地向移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元發(fā)射，并且移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元從其計(jì)算實(shí)際值，并且將實(shí)際值與可預(yù)定或預(yù)定的期望值作比較。在從屬權(quán)利要求中闡述了權(quán)利要求的進(jìn)一步的發(fā)展。
[0007]以這種方式，建立了一種布置，所述布置具有至少一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置、與其相關(guān)聯(lián)或可與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)傳感器或信號(hào)記錄單元和至少一個(gè)功能塊，所述移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元可以無(wú)線地接入布置。因此，與傳感器或信號(hào)記錄單元和/或至少一個(gè)功能塊的通信可以發(fā)生，以便能夠在兩個(gè)方向上，因此從移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元接收數(shù)據(jù)和/或信號(hào)和向移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元發(fā)射數(shù)據(jù)和/或信號(hào)。以這種方式，有可能檢測(cè)在信號(hào)發(fā)射或測(cè)量鏈內(nèi)的誤差，諸如信號(hào)發(fā)射或測(cè)量鏈的中斷以及裝置或測(cè)量誤差或者在信號(hào)發(fā)射或測(cè)量鏈的兩端處的誤差。而且，信號(hào)或數(shù)據(jù)可以經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)裝置的相應(yīng)的傳感器或信號(hào)記錄單元和/或功能塊被饋送到現(xiàn)場(chǎng)裝置內(nèi)。在移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元中，有可能在傳感器或信號(hào)記錄單元的記錄數(shù)據(jù)和信號(hào)后現(xiàn)場(chǎng)直接地執(zhí)行計(jì)算和評(píng)估，使得可以計(jì)算理論測(cè)量值。有益的是，移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元包括用于與控制系統(tǒng)、特別是控制室進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)通信的至少一個(gè)系統(tǒng)。這通過(guò)線路從相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)裝置接收當(dāng)前的測(cè)量值?？梢詮目刂剖蚁蛞苿?dòng)計(jì)算機(jī)單元無(wú)線地發(fā)送所接收的當(dāng)前測(cè)量值，使得有可能在移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元中將其中計(jì)算的理論測(cè)量值與在控制室處接收的是現(xiàn)場(chǎng)裝置的當(dāng)前測(cè)量值作比較，并且由此作出關(guān)于在是現(xiàn)場(chǎng)裝置和控制室之間的在測(cè)量鏈中的可能誤差的推演。為了能夠從傳感器或信號(hào)記錄單元讀出信號(hào)，因此不再需要在設(shè)施中現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)地接入現(xiàn)場(chǎng)裝置或在其中設(shè)置顯示系統(tǒng)。而是，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)裝置的傳感器或信號(hào)記錄單元或功能塊與移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元的無(wú)線通信，有可能實(shí)質(zhì)上讀出在設(shè)施中的不可接入的現(xiàn)場(chǎng)裝置，并且經(jīng)由移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元來(lái)服務(wù)于它們。經(jīng)由移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元，進(jìn)一步有可能不僅向控制系統(tǒng)發(fā)送通信，而且從控制系統(tǒng)向現(xiàn)場(chǎng)裝置發(fā)回通信。在移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元的無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)的范圍內(nèi)，因此，從現(xiàn)場(chǎng)裝置向控制系統(tǒng)、特別是控制室的總的測(cè)量鏈的檢查是可能的。在這樣的情況下，可以同樣檢查所有的參與組件，諸如隔離器、屏障物、耦合器等，以便檢測(cè)是否在信號(hào)發(fā)射或測(cè)量鏈中發(fā)生可能誤差和這些位于在信號(hào)發(fā)射或測(cè)量鏈的哪個(gè)組件的區(qū)域中。在這樣的情況下，不要求在特定現(xiàn)場(chǎng)裝置中的直接占用，而是替代地，僅要求提供用于與移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元進(jìn)行無(wú)線通信的系統(tǒng)。
[0008]所述移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元可以包括至少一個(gè)顯示部件和/或是一個(gè)存儲(chǔ)器部件和/或至少一個(gè)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)或WLAN連接系統(tǒng)。在提供存儲(chǔ)器部件的情況下，一種選項(xiàng)是存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果，并且存儲(chǔ)其來(lái)用于統(tǒng)計(jì)以及安全歸檔。通過(guò)提供顯示部件，進(jìn)一步有可能也在現(xiàn)場(chǎng)、因此不僅經(jīng)由與控制系統(tǒng)的通信從移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元讀出。替代地或補(bǔ)充地，經(jīng)由無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)或WLAN連接系統(tǒng)，可以建立經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元的接入，使得移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元也可以以這種方式被讀出，并且在給定的情況下，可以也可以尋址和/或編程所接入的特定現(xiàn)場(chǎng)裝置或其傳感器或信號(hào)記錄單元或功能塊。
[0009]所述系統(tǒng)另外有益于在傳感器或信號(hào)記錄單元的范圍中無(wú)線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)和/或信號(hào)，使得至少一個(gè)功能塊和/或傳感器部分可連接或連接來(lái)用于向功能塊和/或傳感器部分提供移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元的無(wú)線接入。以這種方式，移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元可以直接地接入現(xiàn)場(chǎng)裝置的至少一個(gè)功能塊，并且記錄信號(hào)和/或數(shù)據(jù)，或?qū)⑵浒l(fā)射到至少一個(gè)功能塊。因此，也在SIL應(yīng)用中，從現(xiàn)場(chǎng)裝置或現(xiàn)場(chǎng)裝置的傳感器或信號(hào)記錄單元或至少一個(gè)功能塊通過(guò)到控制系統(tǒng)的總的測(cè)量鏈的檢查是可能的。所有安全相關(guān)的布置可以因此以正在進(jìn)行的方式被檢查和監(jiān)控，以便在發(fā)生誤差的情況下能夠以其它方式關(guān)斷或影響所述現(xiàn)場(chǎng)裝置?？梢酝ㄟ^(guò)在現(xiàn)場(chǎng)裝置和移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元之間的正在進(jìn)行的通信來(lái)保證SIL安全，其中，例如，在其中移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元丟失與現(xiàn)場(chǎng)裝置的通信的情況下，自動(dòng)地發(fā)出誤差信號(hào)。而且，可以使得在與移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元的通信的丟失的情況下，現(xiàn)場(chǎng)裝置進(jìn)入較早限定的狀態(tài)內(nèi)，使得一方面可立即檢測(cè)到這樣的誤差，并且另一方面，沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)裝置，該限定的狀態(tài)是無(wú)風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。特別是，可以使得可以從移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元尋址的所有現(xiàn)場(chǎng)裝置在它們的取出后進(jìn)入預(yù)定義狀態(tài)內(nèi)。特定的預(yù)定義狀態(tài)特別是由SIL準(zhǔn)則對(duì)于特定現(xiàn)場(chǎng)裝置指定的狀態(tài)。
[0010]在用于實(shí)現(xiàn)在設(shè)施中的SIL測(cè)量的方法中，向移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)裝置的獨(dú)立的功能塊的信號(hào)。移動(dòng)計(jì)算機(jī)單元可以因此接入多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置的多個(gè)功能塊，并且無(wú)線地與它們進(jìn)行通信。實(shí)際值的計(jì)算基于從獨(dú)立的功能塊獲得的信號(hào)在移動(dòng)