专利名称：用于确定自动化系统现场设备的维护间隔的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定自动化系统现场设备的维护间隔的方法。
背景技术：
自动化系统上使用各种各样用于测定或者影响过程变化的现场设备。
这类现场设备例如有料位测量仪、质量流量测量仪、压力和温度测量仪等，它们作为传感器测定料位、流量、压力或温度等相应的过程变化。
为影响过程变化使用例如像阀门或者泵等执行器，它们可以改变管线段内液体的流量或者容器内的料位。
大量这种现场设备由Endress+Hauser公司制造和销售。
一般情况下，现场设备通过现场总线系统(Profibus、Foundation、Fieldbus、HART等)与例如控制装置或控制单元等上级单元连接。这些单元用于过程控制、过程可视化、过程监测或者用于现场设备的运行。
保证现场设备或现场总线系统上连接的所有单元的正常功能对一家企业无损耗和可靠的过程运行来说至关重要。过程运行中由于各现场设备的功能缺陷造成的故障会明显增加成本。
对保证现场设备的正常功能其中重要的是与预先规定的维护间隔相应对其进行定期检查。在一般由维护技术人员进行这些定期维护工作时，更换磨损件和特别是仔细检查容易出现故障的部件。
在确定情况下还需要重新校验仪器，例如在必须修理或者更换现场设备的主要功能部件情况下。
如果现场设备物理损坏或者其校验封记损伤的话，也需要进行重新校验。
现场设备的外观也是维护技术人员进行重新校验的原因之一。
智能化现场设备具有诊断功能，它们发出必须重新校验的信号并在需要时进行显示。
现场设备在极其不同的使用/过程条件下使用。稳定的过程条件例如存在于温度不变的均质液体中。腐蚀或者侵蚀性液体或者可能形成沉淀物则是人们所说的造成困难的过程条件。
正常的环境条件为低空气湿度、没有喷溅水、正常温度、没有粉尘也没有振动。
极端的环境条件为户外使用，也就是现场设备承受不同的天气条件，高空气湿度和强振动。
各现场设备因此需要在相当短的间隔(例如维护间隔＝6个月)内进行维护，在某些情况下较长的维护间隔例如2-6年则足够。
维护间隔的最佳长度取决于大量因素。
一般情况下现场设备的维护间隔由制造商推荐。但在这种情况下应用特殊的因素却考虑不周。
有些现场设备仅用于过程变化的可视化(例如温度传感器)。
这种现场设备的失灵当然不会像可能导致全部停产的充气设备流量计那样对生产过程造成严重后果。
因为与维护相关的始终是用户的成本问题，所以应尽可能地避免不必要的维护。
若维护间隔时间过长，不排除在极端情况下现场设备失灵导致全线停产。与停产相关的则始终是更高的成本。
因此对于设备运营商来说非常重要的是，为其各现场设备最佳，也就是既不过长也不过短选择维护间隔。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于确定维护间隔没有上述缺陷的方法。
该目的通过权利要求1所述的方法得以实现。
本发明具有优点的进一步构成在从属权利要求中予以说明。
本发明的主导思想在于，在一种用于确定自动化系统现场设备维护间隔的方法中，借助于预定目录选定仪器特有参数和使用特有参数并利用在计算机单元上运行的计算机程序为预先规定的现场设备确定维护间隔。
相关的现场设备的维护间隔因此也专门与应用特别是与环境条件相配合。
在本发明一种特别具有优点的进一步构成中，对早期维护工作时所记录的维护信息(历史数据)进行分析，以确定各现场设备维护间隔长度上的变化。
这些维护信息例如可以是各校验数据或者也可以是校验数据组。
下面借助附图所示的实施例对本发明进行详细说明。其中图1示出自动化系统的通信网络；图2示出用于确定维护间隔的程序屏面格式；图3示出在选定特有参数的参数时依据图2的屏面格式；图4示出流程图；图5示出流程图。
具体实施例方式
图1详细示出自动化系统的通信网络KN。数据总线D1上连接多个计算机单元(工作站，Workstation)WS1、WS2。这些计算机单元作为上级单元(控制装置或控制单元)用于过程可视化、过程监测和工程应用以及现场设备的操作和监测。数据总线D1例如按照过程现场总线系统DP标准或者按照Foundation Fieldbus的HSE(高速以太网标准，High Speed Ethernet-Standard)工作。数据总线D1通过也称为链接设备或者片段耦合器的网关G1与现场总线片段SM1连接。现场总线片段SM1由通过现场总线FB相互连接的多个现场设备F1、F2、F3、F4组成。现场设备F1、F2、F3、F4既是传感器也是执行器。现场总线FB相应按照公知的现场总线标准Profibus、Foundation Fieldbus或者HART之一工作。
图2详细示出用于确定现场设备维护间隔长度的程序屏面格式。该程序在具有用于数据输入的输入单元(例如键盘)和用于数据输出的输出单元(例如LCD显示器)的计算机单元上运行。
该程序作为独立的“stand alone”应用程序在便携式计算机单元(膝上型电脑)上例如作为Microsoft Access应用程序运行。但也毫无问题地与范围更广泛的设备监测应用程序例如像Endress+Hauser公司销售的W@M(Web Enabled Asset Management)或者IMS(InstrumentManagement Solution)一体化。
对依据发明的方法来说，现在研究在自动化过程中使用并确定其维护间隔的特有现场设备。
在第一方法步骤中，对于该程序需要这种现场设备的仪器特有参数。
为此在屏面格式上向用户显示现场设备的确定特性，例如像使用年限、对过程进行的重要性(criticability)、作为相应预定目录的测量原理。用户从预定目录中为特有现场设备选定相关的参数。
在本案例中，该现场设备使用不到一年，重要性评价为低(low)以及该现场设备为流量测量计(Measure principalFlow)。
相应地选定使用特有参数。所观察的现场设备在户外范围(outside)使用，与早期维护的结果比较置于相同(equal)和传感器污染为OK。
该程序建议维护间隔为18个月。该时间间隔长于制造商在SOPs(标准操作程序，Standard Operation Procedures)中所推荐的时间。
图3示出依据图2的屏面格式，用于在特性传感器污染(sensorpollution)方面选定参数传感器上的污染(deposition on sensor)这种情况。
在这种情况下其他参数通过附加选定目录显示。
选定参数现场设备测量接收器上的沉淀物、现场设备测量电路中放大器漂移、现场设备变形和连接线不密封。
此外，为使用设置极限并将与最后维护工作的结果比较置于较差(worse)。因此设置参数Damage caused by construction和Damagecaused by wiring and glands。
根据所输入的这些参数为相关的现场设备建议6个月的维护间隔。
所测定的该维护间隔因此最准确地既取决于特有现场设备也取决于使用。
与所测定的该维护间隔相应，对该现场设备实施维护和/或校验工作。
图4作为流程图再次示出依据本发明的方法。
在本发明的进一步构成中，进行维护间隔长度的配合。维护间隔大多为各现场设备或者为一种类型的现场设备预先规定。
为使维护间隔的长度更好地与相关的使用相配合，(或者为确定的现场设备或者为一种类型的现场设备)统计分析维护信息并与分析结果相应建议延长、缩短或者保持迄今为止的维护间隔。
为进行统计分析，为作为数据存在的维护信息确定公差范围。
如果数据(例如检验数据)的某个百分比(例如100％-x＝98％)处于预先规定的公差范围内，那么该维护间隔可以保持或者甚至也可以延长。
如果数据的某个百分比(例如x＝2％)处于预先规定的公差范围外，那么该维护间隔需要时必须缩短。
在实施维护工作之后，为至少一个现场设备提供一份证明报告或者报告。
图5作为流程图再次示出依据本发明的方法。
如果建议延长维护间隔，那么对于用户来说问题在于这种延长特别是在证明资料相对于受检装置的正确性方面。
因此依据本发明提出，当延长维护间隔时，对相关的现场设备根据迄今为止维护间隔的过程实施自检，以证明该相关的现场设备根据迄今为止维护间隔的过程仍能正常工作。自检需要时由该程序自动释放。
如果自检没有成功，那么本来就需要维护工作并应考虑是否不再缩短该维护工作。
权利要求
1.用于确定自动化系统现场设备的维护间隔的方法，利用具有输入和输出单元的计算机单元，其特征在于以下方法步骤借助于至少一个预定目录选定和输入预先规定的现场设备的仪器特有参数、借助于至少一个预定目录选定和输入预先规定的现场设备的使用特有参数、利用计算机单元上运行的计算机程序确定和输出预先规定的现场设备的维护间隔。
2.按权利要求1所述的方法，其中，仪器特有参数例如为预先规定的现场设备的使用年限或者测量原理。
3.按权利要求1或2所述的方法，其中，使用特有参数例如为相关现场设备上具有的测量值接收器的所在位置或者污染程度。
4.按前述权利要求之一所述的方法，其中，维护间隔确定维护工作，也就是确定预先规定的现场设备的维护和/或校验工作时间上的定期顺序。
5.用于确定自动化系统现场设备维护间隔的方法，利用具有输入和输出单元的计算机单元，其中，为现场设备或者为一种类型的现场设备预先规定维护间隔，其中，与预先规定的维护间隔相应地为过程设备的一个或者多个现场设备实施维护工作并统计分析在此方面获得的维护信息以及根据这种分析测定是否保留、加大或者缩小维护间隔。
6.按权利要求5所述的方法，其中，如果维护信息的数据处于公差范围内则加大维护间隔。
7.按权利要求5所述的方法，其中，如果维护信息的数据处于公差范围外则缩小维护间隔。
8.按权利要求5-7之一所述的方法，其中，预先规定的维护间隔借助经验值和/或借助制造商预定值确定。
9.按权利要求5-7之一所述的方法，其中，预先规定的维护间隔借助按权利要求1-4所述的方法确定。
10.按权利要求5-9之一所述的方法，其中，提供至少一个现场设备的证明报告。
11.按权利要求5-7之一所述的方法，其中，在延长维护间隔的情况中，现场设备与迄今为止预先规定的维护间隔相应地进行自检。
全文摘要
本发明涉及一种用于确定自动化系统现场设备的维护间隔的方法，利用计算机单元实施下列方法步骤。首先借助于至少一个预定目录选定和输入预先规定的现场设备的仪器特有参数。随后借助于至少另一个目录选定和说明该预先规定的现场设备的使用特有参数。计算机单元上运行的计算机程序然后根据该输入确定相关现场设备的维护间隔。
文档编号G05B19/418GK101069138SQ200580014400
公开日2007年11月7日 申请日期2005年5月4日 优先权日2004年5月5日
发明者道韦·德容, 约翰·索尔兹伯里, 雅基·多南 申请人:恩德莱斯和豪瑟尔(德国)有限商业两合公司