Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Modul zur analogen Messwerterfassung und ein System zur Datenverarbeitung mit dem Modul zur analogen Messwerterfassung, ein Verfahren zum Betreiben eines Moduls zur analogen Messwerterfassung, ein Computerprogramm für ein Modul zur analogen Messwerterfassung, ein computerlesbares Medium mit dem Computerprogramm, ein Verfahren zum Schreiben einer Vorgabe zum Verarbeiten einer Information in einem Speicher eines Moduls zur analogen Messwerterfassung, ein Verfahren zum Bestimmen einer Datei mit vordefiniertem internen Aufbau zum Verarbeiten einer Messgröße, die von einem Messumformer an einem Modul zur analogen Messwerterfassung empfangbar ist, eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die Mittel zur Ausführung eines Verfahrens zum Betreiben eines Moduls zur analogen Messwerterfassung aufweist, ein Computerprogramm zum Betreiben eines Moduls zur analogen Messwerterfassung, ein computerlesbares Medium mit dem Computerprogramm, eine Datei zur Verwendung in einem Modul zur analogen Messwerterfassung und/oder ein computerlesbares Medium mit der Datei.

Die Erörterung des Standes der Technik in der Beschreibung ist keinesfalls als Eingeständnis zu werten, dass dieser Stand der Technik allgemein bekannt ist oder zum allgemeinen Fachwissen auf dem Gebiet gehört.

In der US4403296A ist ein elektronisches Messgerät beschrieben, das mehrere verschiedene Messwandler verwendet, um Signale zu liefern, die vorbestimmte und typischerweise nichtlineare Beziehungen zu mehreren Eingangsvariablen aufweisen, die von den Messwandlern erfasst werden. Das Messgerät enthält einen Mikrocomputer, in dem Linearisierungsinformationen gespeichert sind, die sich auf die vorbestimmte nichtlineare Beziehung der von den Messwandlern gelieferten Signale und der von den Messwandlern erfassten Variablen beziehen. Der Mikrocomputer linearisiert jedes der von den Messwertaufnehmern gelieferten Signale und erhält dadurch hochgenaue Signale, die die erfassten Variablen anzeigen. Je nach der endgültigen Bestimmung, die durch das Gerät erreicht werden soll, können die linearisierten Signale, die für die Eingangsvariablen repräsentativ sind, in einer Polynomgleichungsberechnung verwendet werden, die von dem Computer durchgeführt wird, um die Ausgangsbestimmung zu erhalten. Die Polynomgleichung enthält eine Vielzahl von Konstanten, und für verschiedene Segmente der durch die Polynomgleichung definierten Kurve werden unterschiedliche Werte der Konstanten im Speicher abgelegt. Die Werte der Konstanten stellen auch gespeicherte Linearisierungsinformationen dar, und die verschiedenen Werte stehen zur Verwendung in der Berechnung zur Verfügung, um die beste Genauigkeit bei der Simulation der mathematischen Kurve der Polynomgleichung mit der tatsächlichen Kurve der zu bestimmenden Größe zu erzielen.

Die EP 0 692 160 B1 betrifft einen integrierenden Analog/Digital-Umsetzer zur Umwandlung eines Analogsignals in eine Digitaldarstellung, mit einem auf das Analogsignal ansprechenden Schaltkreis zur Lieferung eines ersten Ausgangssignals, welches sich wenigstens zwischen ersten und zweiten Pegeln ändert und eine Frequenzkennlinie als Funktion des Integrals des Analogsignals hat; wenigstens einem ersten auf das erste Ausgangssignal ansprechenden ersten Zähler zum Zählen der Signalpegeländerungen und Liefern eines den Zählstand darstellenden ersten Zählerausgangssignals; einer ersten Temperaturmesseinrichtung, welche ein Schaltkreistemperatur-Ausgangssignal liefert, das für die Temperatur einer ausgewählten Umgebungstemperaturregion in der Nähe des Schaltkreises repräsentativ ist; und einem Speicher zum Speichern erster die Temperaturkennlinie des Schaltkreises beschreibender Informationen, so dass der erste Zähler als Funktion des Schaltkreistemperatur-Ausgangssignals und der genannten Information korrigiert werden kann.

Die US 2005/0033540 A1 betrifft eine Sensoranordnung. Die Sensoranordnung umfasst einen Wandler, ein Speicherelement zum Speichern einer Vielzahl von Wandlersignaturen und einen Prozessor zum Identifizieren des Wandlers unter Verwendung der Wandlersignaturen, zum Verarbeiten der Umweltmerkmale unter Verwendung der identifizierten Wandlersignaturen und des adaptiven Algorithmus und zum Ausgeben der verarbeiteten Umweltmerkmale.

Die US 2019/095381 A1 betrifft ein elektronisches Gerät, das eine Kommunikationseinrichtung und einen Prozessor umfasst. Der Prozessor empfängt Sensorartinformationen über die Kommunikationsvorrichtung von mindestens einem Sensor oder einem elektronischen Messinstrument, mit dem der mindestens eine Sensor verbunden ist, überträgt die empfangenen Sensorartinformationen an eine Datenbank, die eine Kombination aus einer Sensorart und einem Messmodus speichert, in dem Messinhalte definiert sind, ermittelt aus der Datenbank den Messmodus in Übereinstimmung mit den übertragenen Sensorartinformationen und stellt den ermittelten Messmodus entsprechend dem mindestens einen Sensor oder dem mindestens einen mit dem elektronischen Messinstrument verbundenen Sensor ein.

Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, ein Verfahren und/oder eine Vorrichtung anzugeben, welche jeweils geeignet sind, den Stand der Technik zu bereichern.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die nebengeordneten Ansprüche und Unteransprüche haben optionale Weiterbildungen der Offenbarung zum Inhalt.

Danach wird die Aufgabe durch ein Modul zur analogen Messwerterfassung gelöst, wobei das Modul zur analogen Messwerterfassung (zumindest) zwei Anschlüsse, wobei je Anschluss (je) ein Messumformer, optional ein Temperatursensor und/oder ein Drucksensor, zu dem Modul zur analogen Messwerterfassung verbindbar ist, und einen Speicher, optional einen nichtflüchtigen Speicher, umfasst.

Unter einem Modul zur analogen Messwerterfassung kann vorliegend eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung verstanden werden, welche ausgestaltet ist, um über dafür vorgesehene Anschlüsse Informationen von Messumformer bzw. Sensoren zu empfangen, diese zu verarbeiten und, optional über ein Gateway, an ein (Prozess-) Leitsystem auszugeben.

In dem Speicher ist für jeden der zwei Anschlüsse jeweils ein Speicherbereich vorgesehen, der dem jeweiligen Anschluss fest zugeordnet ist.

Mit anderen Worten, für einen der zwei Anschlüsse kann ein erster Speicherbereich vorgesehen bzw. reserviert sein und für den anderen der zwei Anschlüsse kann ein zweiter, von dem ersten Speicherbereich verschiedener, Speicherbereich vorgesehen sein. Die Zuordnung kann beispielswiese in einer Software, optional einer Firmware, des Moduls zur analogen Messwerterfassung hinterlegt sein, d.h. die Software kann „wissen“ welcher Speicherbereich welchem Anschluss zuzuordnen ist. Dabei ist die Anzahl der Anschlüsse nicht auf zwei limitiert und es ist jede Anzahl von Anschlüssen und damit auch jede Anzahl von Speicherbereichen denkbar.

Unter einem Anschluss kann ein (Eingangs-) Kanal verstanden werden. Über den Anschluss können analoge und/oder digitale Signale von dem Modul zur analogen Messwerterfassung empfangen werden. Jeder Anschluss kann mehrere Anschlussklemmen, z.B. vier Stück, aufweisen.

Die Informationen der Messumformer können beispielsweise als analoge Signale an dem Modul zur analogen Messwerterfassung empfangen werden, von dem Modul zur analogen Messwerterfassung digitalisiert werden und anschließend können diese digitalisierten Signale verarbeitet werden.

Unter Verarbeiten kann vorliegend verstanden werden, dass die digitalisierten Signale als Eingangsdaten für einen Algorithmus dienen, der in dem Modul zur analogen Messwerterfassung hinterlegt ist. Bei dem Algorithmus kann es sich beispielsweise um eine sog. Firmware des Moduls zur analogen Messwerterfassung handeln.

Das Verarbeiten der Eingangsdaten kann in dem Fall, in dem die Signale zu einer Messgröße des Messumformers korrespondieren, also z.B. zu einer Temperatur und/oder einem Druck, so erfolgen, dass die Eingangsdaten gemäß der hinterlegten Vorgabe in einen Messwert, also der Temperatur und/oder dem Druck, umgerechnet werden.

Herkömmlich ist die Vorgabe bzw. die Rechenregel bzw. die Formel, mit der die Umrechnung bzw. Verarbeitung erfolgt, für verschiedene vordefinierte, meist genormte, Messumformer in dem Modul zur analogen Messwerterfassung hinterlegt. Das heißt, es können mit einem herkömmlichen Modul zur analogen Messwerterfassung lediglich vorbestimmte Typen von Messumformer betrieben werden. Weiterhin ist herkömmlich die Vorgabe mit der die Umrechnung bzw. Verarbeitung erfolgt, für die verschiedenen vordefinierten Messumformer in der Firmware des Moduls zur analogen Messwerterfassung fest hinterlegt. Das heißt, wenn ein Messumformer mit dem Modul zur analogen Messwerterfassung betrieben werden soll, für den die Vorgabe in der Firmware nicht hinterlegt ist, muss eine Anpassung der Firmware erfolgen. Dies erfordert oftmals, dass diese angepasst Firmware komplett neu validiert bzw. überprüft wird.

Dadurch, dass bei dem offenbarungsgemäßen Modul zur analogen Messwerterfassung die Vorgabe nicht mehr in der Firmware selbst, sondern in dem Speicher, optional dem Flash-Speicher, des Moduls zur analogen Messwerterfassung hinterlegt ist, kann diese Vorgabe im Bedarfsfall aktualisiert werden ohne die Firmware zu verändern. Dabei kann die Firmware im Vergleich zu einer herkömmlichen Firmware um die Funktion erweitert werden, im Feld eine kundenspezifische Vorgabe zum Verarbeiten von Sensordaten laden zu können. Denkbar ist, dass das zu dem Modul verbundene Gateway über Modulparameter bestimmt, welche Daten vom Modul zur analogen Messwerterfassung über das jeweilige Modul und ggf. zur Leitstelle übermittelt werden.

Mit anderen Worten, wenn ein Messumformer mit dem Modul zur analogen Messwerterfassung betrieben werden soll, dessen Vorgabe nicht in dem Modul zur analogen Messwerterfassung hinterlegt ist, kann die Vorgabe in den Speicher geschrieben werden und kann dann von der gleichbleibenden Firmware genutzt werden. Damit wird ein Adaptieren des Moduls zur analogen Messwerterfassung auf neue Sensortypen im Feld möglich.

Weiterhin vorteilhaft ist, dass die Vorgabe in einem Speicherbereich hinterlegt wird, der dem jeweiligen Anschluss fest zugeordnet ist. Dadurch kann die Firmware, ohne den Sensortyp bestimmen zu müssen, bestimmen welche Vorgabe zur Verarbeitung der empfangenen Sensordaten bzw. der von dem Messumformer empfangenen Information verwendet werden soll.

Nachfolgend werden mögliche Weiterbildungen des oben beschriebenen Moduls zur analogen Messwerterfassung im Detail erläutert. Das Modul zur analogen Messwerterfassung kann ausgestaltet sein, um zu bestimmen über welchen der zwei Anschlüsse eine Information, optional eine Messgröße, von dem zu dem jeweiligen Anschluss verbindbaren Messumformer empfangen wurde und basierend darauf auf den Speicherbereich zugreifen, der diesem Anschluss fest zugeordnet ist.

In dem Speicherbereich, auf den zugegriffen wird, kann eine Vorgabe zum Verarbeiten der empfangenen Informationen gespeichert sein und das Modul zur analogen Messwerterfassung kann ausgestaltet sein, um auf diese Vorgabe zuzugreifen.

Unter Zugreifen kann beispielsweise ein Aufrufen bzw. Laden der Vorgabe durch eine von dem Modul zur analogen Messwerterfassung ausgeführte Software, optional der Firmware, verstanden werden.

Das Modul zur analogen Messwerterfassung kann ausgestaltet sein, um unter Nutzung der Vorgabe zum Verarbeiten der empfangenen Information, auf die zugegriffen wurde, die empfangene Information zu verarbeiten und so eine Ausgabeinformation zu erzeugen.

Die Vorgabe kann auf einer Messumformer- bzw. Sensorkennlinie basieren bzw. diese in digitaler Form darstellen. Mit anderen Worten, die Vorgabe kann die Sensorkennlinie in Formelschreibweise ausdrücken. Unter einer Sensorkennlinie kann ein Zusammenhang zwischen Messgröße und Messwert eines Sensors in Form der sog. Kennlinie verstanden werden. Dies kann bedeuten, dass ein Sensor mit seiner Kennlinie beschreibt, wie sich innerhalb eines Bereichs, der durch eine minimale und maximale Sensor-Ausgabegröße festgelegt ist, ein Spannungs- oderWiderstandswert in Abhängigkeit der Sensor-Ausgabegröße (in der Einheit der tatsächlichen Physikalischen Messgröße, also z.B. °C) und umgekehrt zu berechnen ist.

Denkbar ist, dass die Vorgabe nicht die zur Beschreibung der Sensorkennlinie selbst benötigte Funktion umfasst, sondern lediglich bzw. ausschließlich Konstanten zusammen mit einem Verweis auf eine in der Software, insbesondere Firmware, des Moduls zur analogen Messwerterfassung hinterlegte Funktion umfasst. Das heißt, in der Software des Moduls zur analogen Messwerterfassung können mehrere Funktionen hinterlegt sein, wobei die Firmware anhand des in der Vorgabe gespeicherten Verweises eine dieser Funktionen auswählt und in die ausgewählte Funktion die in der Vorgabe enthaltenen Konstanten einsetzt. Denkbar ist, dass nur eine einzige Konstante vorgesehen ist (z.B. die Steigung einer linearen Funktion). Da heißt, es können mehrere Konstanten in der Vorgabe enthalten sein, ausreichend kann aber in Abhängigkeit der im Modul zur analogen Messwerterfassung hinterlegten Funktion auch eine einzige Konstante sein.

Denkbar ist, dass die Kennlinie in mehrere Subbereiche mit verschiedenen Funktionen unterteilt wird. Das heißt, für jeden der Subbereiche kann eine die Sensorkennlinie in dem jeweiligen Subbereich beschreibende Funktion in dem Modul zur analogen Messwerterfassung aufgerufen werden. Denkbar ist auch hier, dass die Vorgabe nicht die in dem jeweiligen Subbereich zur Beschreibung der Sensorkennlinie selbst benötigte Funktion umfasst, sondern lediglich bzw. ausschließlich für jeden der Subbereiche jeweilige Konstanten zusammen mit einem Verweis auf eine der in der Software, insbesondere Firmware, des Moduls zur analogen Messwerterfassung hinterlegte Funktion umfasst. Das heißt, in der Software des Moduls zur analogen Messwerterfassung können mehrere Funktionen hinterlegt sein, wobei die Firmware anhand des in der Vorgabe gespeicherten Verweises eine dieser Funktionen für den jeweiligen Subbereich auswählt und in die ausgewählte Funktion die für den jeweiligen Subbereich in der Vorgabe enthaltenen Konstanten einsetzt.

Wenn es sich bei einer Messgröße um eine nicht elektrische Messgröße (z.B. Temperatur, Druck usw.) handelt, wird zunächst ein Sensor benötigt, der ein mit der Messgröße korreliertes elektrisches Primärsignal, z.B. eine elektrische Spannung, generiert. Dieses elektrische Primärsignal kann von dem Sensor an das Modul zur analogen Messwerterfassung ausgegeben werden, an dem es an dem Anschluss empfangen wird, der mit dem Sensor verbunden ist. Das Primärsignal kann mitunter relativ klein sein und kann deshalb teilweise noch verstärkt werden, bevor es einer Digitalisierung zugeführt wird. Die Digitalisierung wandelt das analog vorliegende elektrische Primärsignal in ein korrespondierendes digitales Signal um, das durch eine Algorithmik des Moduls zur analogen Messwerterfassung, insbesondere dessen Firmware, digital weiterverarbeitet werden kann. Oftmals dient die digitale Signalverarbeitung auch einer Korrektur von auf der Analogseite befindlichen Unzulänglichkeiten, insbesondere von nicht idealen Kennlinien. Ausgegeben kann schließlich ein Messwert werden, also z.B. eine Temperatur in °C und/oder ein Druck in Pa.

Das Modul zur analogen Messwerterfassung kann eine Schnittstelle aufweisen und ausgestaltet sein, um die erzeugte Ausgabeinformation über die Schnittstelle an eine externe, zur Schnittstelle verbindbare Datenverarbeitungsvorrichtung, optional ein Gateway, auszugeben.

Das Modul zur analogen Messwerterfassung kann einen Mikroprozessor aufweisen. Das Modul zur analogen Messwerterfassung kann eine intelligente prozessorgesteuerte Einheit sein, die z.B. über die Schnittstelle und ein Gateway mit anderen Modulen (optional zur analogen Messwerterfassung) und/oder einem Leitsystem kommunizieren kann.

Bei der Schnittstelle kann es sich um eine Input/Output (I/O) Schnittstelle handeln, d.h. um eine Schnittstelle, über die sowohl Informationen empfangen als auch gesendet werden können.

Die Vorgabe kann eine, optional binäre, Datei aufweisen oder daraus bestehen, die in einem Dateiformat mit einem vordefinierten (internen) Aufbau vorliegt.

In der elektronischen Datenverarbeitung ist der Inhalt jeder Datei zunächst eine eindimensionale Aneinanderreihung von Bits, die in Byte-Blöcken zusammengefasst interpretiert werden. Das Dateiformat definiert die Syntax (erlaubte Werte, formaler Aufbau/„Grammatik“) und Semantik (Bedeutung und Interpretation) von Daten innerhalb der Datei. Es stellt damit eine bidirektionale Abbildung von Information auf einen eindimensionalen binären Speicher dar. Dadurch, dass vorliegend ein Dateiformat bzw. eine (computerimplementierte) Dateistruktur mit einem vordefinierten Aufbau verwendet wird, wird die Datei für einen Anwender, hier z.B. eine von dem Modul zur analogen Messwerterfassung ausgeführte Software, interpretierbar. Unter einem vordefinierten Aufbau kann dabei verstanden werden, dass die Datei aus Byte- Blöcken vorbestimmter Größe (d.h. mit einer vorbestimmten Anzahl an Bytes) aufgebaut ist, die einer vordefinierten Reihenfolge aneinander gereiht sind und jedem der Byte-Blöcke eine vorbestimmte Informationsart zugeordnet ist. In einem oder mehreren dieser Byte-Blöcke kann die Vorgabe bzw. Kennlinie enthalten sein. Dabei kann auch der Aufbau der Byte-Blöcke festgelegt sein.

Das Modul zur analogen Messwerterfassung kann dazu eingerichtet sein, um Dateien, die in dem Dateiformat mit dem vordefinierten Aufbau vorliegen, zu verarbeiten.

Mit anderen Worten, das Modul zur analogen Messwerterfassung, optional die von dem Modul zur analogen Messwerterfassung ausgeführte Software (z.B. die Firmware), kann „wissen“ an welcher Stelle in der Datei welche Information gespeichert ist. Dies bietet eine Reihe von Vorteilen, wobei einer davon ist, dass sichergestellt ist, dass das Modul zur analogen Messwerterfassung Sensordaten jedes beliebigen Sensors verarbeiten kann, solange dessen Kennlinie in dem vorgegebenen Dateiformat hinterlegt ist.

Das oben Beschriebene lässt sich mit anderen Worten und auf eine konkrete Ausgestaltung bezogen wie nachfolgend beschrieben zusammenfassen, wobei diese nachfolgende Beschreibung lediglich beispielhaft und damit für die Offenbarung als solche nicht einschränkend beschrieben wird: Es kann eine Sensor-Beschreibung umfassend eine Sensor-Kennlinie in einem, für nicht flüchtige Variablen reservierten, hinteren Teil des Flashs des als Temperatureingangsmoduls ausgeführten Moduls zur analogen Messwerterfassung abgelegt sein bzw. werden. Polynome, die die Kennlinie eines bis dato dem Modul zur analogen Messwerterfassung nicht bekannten Sensors beschreiben, können im gleichen Aufbau wie die bereits hinterlegten Kennlinien abgelegt werden. Die Sensor-Beschreibung kann neben der Kennlinie eine Identifikationsnummer für den Sensor, einen String zur Benennung des Sensors, (optional Parametrierungen) und/oder einen CRC-Wert zur Verifikation einer gültigen Sensorbeschreibung aufweisen. Im Falle von vier Anschlüssen für Temperatursensoren können vier identische Flash-Bereiche für die Sensor- Beschreibung reserviert werden, wobei jeder dabei für einen Kanal bzw. Anschluss zählt. So kann für jeden Kanal und damit für jeden Sensor eine individuelle Kennlinie eingestellt werden. Ferner betrifft die Offenbarung ein System zur Datenverarbeitung, wobei das System zur Datenverarbeitung ein Leitsystem, ein zu dem Leitsystem verbundenes Gateway, und das oben Beschriebene umfasst, das über das Gateway zu dem Leitsystem verbunden ist.

Unter einem Gateway kann vorliegend eine Komponente umfassend Hard- und Software verstanden werden, welche zwischen dem Modul zur analogen Messwerterfassung und dem (Prozess-) Leitsystem eine, insbesondere bidirektionale, Verbindung herstellt. Dabei stellt das Gateway eine Interkompatibilität zwischen Kommunikationsstandards fest. So kann das Gateway beispielsweise über Ethernet mit dem Leitsystem und über eine CAN Schnittstelle unter Verwendung des CANopen Protokolls mit dem Modul zur analogen Messwerterfassung kommunizieren, wobei die von dem jeweiligen Gerät empfangenen Daten in den jeweils anderen Kommunikationsstandard transformiert bzw. übersetzt werden.

Das oben mit Bezug zum Modul zur analogen Messwerterfassung Beschriebene gilt analog auch für das System zur Datenverarbeitung und umgekehrt.

Ferner betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Betreiben eines Moduls zur analogen Messwerterfassung, wobei das Modul zur analogen Messwerterfassung zwei Anschlüsse, wobei je Anschluss ein Messumformer, optional ein Temperatursensor, zu dem Modul zur analogen Messwerterfassung verbindbar ist, und einen Speicher, optional einen nichtflüchtigen Speicher, umfasst.

Das Verfahren umfasst ein Empfangen einer Information von einem der Messumformer über einen der zwei Anschlüsse, ein Bestimmen, über welchen der zwei Anschlüsse die Information empfangen wurde, und ein Zugreifen auf einen Speicherbereich des Speichers, der dem Anschluss, über den die Information empfangen wurde, fest zugeordnet ist.

Bei dem Verfahren kann es sich um ein computer-implementiertes Verfahren handeln, d.h. einer, mehrere oder alle Schritte des Verfahrens können zumindest teilweise von einem Computer bzw. einer Vorrichtung zur Datenverarbeitung ausgeführt werden. Nachfolgend werden mögliche Weiterbildungen des oben beschriebenen Verfahrens im Detail erläutert.

In dem Speicherbereich, auf den zugegriffen wird, kann eine Vorgabe zum Verarbeiten der empfangenen Informationen gespeichert sein und das Verfahren kann ein Zugreifen auf diese Vorgabe umfassen.

Das Verfahren kann ein Verarbeiten der empfangenen Information unter Nutzung der Vorgabe zum Verarbeiten der empfangenen Information, auf die zugegriffen wurde, umfassen, um so eine Ausgabeinformation zu erzeugen.

Das Verfahren kann ein Ausgeben der erzeugten Ausgabeinformation über eine Schnittstelle des Moduls zur analogen Messwerterfassung an eine externe, zur Schnittstelle verbundene Datenverarbeitungsvorrichtung umfassen.

Die Vorgabe kann eine (digitale) Datei aufweisen oder daraus bestehen, die in einem Dateiformat mit einem vordefinierten internen Aufbau vorliegt.

Die Vorgabe kann mittels eines von dem Modul zur analogen Messwerterfassung ausgeführten Computerprogramms aufgerufen werden, welches dazu eingerichtet ist, um Dateien, die in dem Dateiformat mit dem vordefinierten internen Aufbau vorliegen, zu verarbeiten.

Das oben mit Bezug zum Modul zur analogen Messwerterfassung und dem System zur Datenverarbeitung Beschriebene gilt analog auch für das Verfahren zum Betreiben des Moduls zur analogen Messwerterfassung und umgekehrt.

Ferner wird ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch das oben beschriebene Modul zur analogen Messwerterfassung dieses veranlassen, ein Verfahren auszuführen, das ein Bestimmen, über weichen der zumindest zwei Anschlüsse eine Information empfangen wurde und ein Zugreifen auf den Speicherbereich, der dem Anschluss, über den die Information empfangen wurde, fest zugeordnet ist. Ein Programmcode des Computerprogramms kann in einem beliebigen Code vorliegen, insbesondere in einem Code, der für Steuerungen von Modulen zur analogen Messwerterfassung geeignet ist (z.B. in einer hardwarenahen Programmiersprache, wie der Programmiersprache C).

In dem Speicherbereich, auf den zugegriffen wird, kann eine Vorgabe zum Verarbeiten der empfangenen Informationen gespeichert sein und das Verfahren kann ein Zugreifen auf diese Vorgabe umfassen.

Das Verfahren kann ein Verarbeiten der empfangenen Information unter Nutzung der Vorgabe zum Verarbeiten der empfangenen Information, auf die zugegriffen wurde, umfassen, um so eine Ausgabeinformation zu erzeugen.

Das Verfahren kann ein Ausgeben der erzeugten Ausgabeinformation über eine Schnittstelle des Moduls zur analogen Messwerterfassung an eine externe, zur Schnittstelle verbundene Datenverarbeitungsvorrichtung umfassen.

Die Vorgabe kann eine Datei aufweisen oder daraus bestehen, die in einem Dateiformat mit einem vordefinierten internen Aufbau vorliegt.

Das Computerprogramm kann dazu eingerichtet sein, um Dateien, die in dem Dateiformat mit dem vordefinierten internen Aufbau vorliegen, zu verarbeiten.

Bei dem Computerprogramm kann es sich um eine Firmware des Moduls zur analogen Messwerterfassung handeln. Unter Firmware kann eine Software verstanden werden, die in elektronischen Geräten, wie hier dem Modul zur analogen Messwerterfassung, (fest) eingebettet ist und dort grundlegende Funktionen leistet. Die Firmware kann eine Zwischenstellung zwischen einer Hardware des Moduls zur analogen Messwerterfassung (also den physischen Anteilen des Moduls zur analogen Messwerterfassung) und einer etwaig vorhandenen Anwendungssoftware (den ggf. austauschbaren Programmen des Moduls zur analogen Messwerterfassung) einnehmen. Die Firmware kann in dem Speicher des Moduls zur analogen Messwerterfassung gespeichert sein. Bei dem Speicher kann es sich um einen Flash- Speicher, einen EPROM, einen EEPROM oder einen ROM handeln. Das oben mit Bezug zum Modul zur analogen Messwerterfassung, Verfahren zum Betreiben des Moduls zur analogen Messwerterfassung und System zur Datenverarbeitung Beschriebene gilt analog auch für das Computerprogramm und umgekehrt.

Ferner betrifft die Offenbarung ein computerlesbares Medium, insbesondere ein computerlesbares Speichermedium, umfassend das oben beschriebene Computerprogramm.

Bei dem computerlesbaren Medium kann es sich um ein beliebiges digitales Datenspeichergerät handeln, wie zum Beispiel einen USB-Stick, eine Festplatte, einen Flash-Speicher, eine CD-ROM, eine SD-Karte oder eine SSD-Karte.

Das Computerprogramm muss nicht zwingend auf einem solchen computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, um dem Modul zur analogen Messwerterfassung zur Verfügung gestellt zu werden, sondern kann auch über das Internet oder anderweitig extern bezogen werden.

Das oben mit Bezug zum Modul zur analogen Messwerterfassung, Verfahren zum Betreiben des Moduls zur analogen Messwerterfassung, System zur Datenverarbeitung und Computerprogramm Beschriebene gilt analog auch für das computerlesbare Medium und umgekehrt.

Ferner betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Schreiben einer Vorgabe zum Verarbeiten einer Information in den Speicher des oben beschriebenen Moduls zur analogen Messwerterfassung.

Auch bei diesem Verfahren kann es sich um ein computer-implementiertes Verfahren handeln.

Das Verfahren umfasst ein Festlegen welchem Anschluss der zumindest zwei Anschlüsse des Moduls zur analogen Messwerterfassung die Vorgabe zuzuordnen ist, und ein Schreiben der Vorgabe in den Speicherbereich des Speichers des Moduls zur analogen Messwerterfassung, der diesem Anschluss fest zugeordnet ist. Das Festlegen des Anschlusses kann beispielsweise über einen Webserver des Gateways erfolgen. Die Information, welchem Kanal bzw. Anschluss die Vorgabe zuzuordnen ist, wird dann beim Senden Vorgabe vom Gateway zum Modul zur analogen Messwerterfassung mit übertragen. In dem Fall, in dem die Vorgabe auf mehrere Datenpakete aufgeteilt gesendet wird, kann eines der oder können mehrere, optional alle Datenpakete diese Information umfassen. Dies kann im Falle der Nutzung von SDO (weiter unten im Detail beschrieben) bedeuten, dass jedem SDO-Transfer ein sogenannter Sub-Index (=1 Byte) vorangestellt wird, welcher bestimmt, an welchen Kanal bzw. Anschluss das Datenpaket gerichtet ist bzw. für welchen Anschluss es verwendet werden soll.

Insofern von einem Zugreifen auf den Speicher gesprochen wird, wird darunter ein Speicherzugriff verstanden. Die Art und Weise des Speicherzugriffs wird als Zugriffsart bezeichnet. Das obige Zugreifen auf den Speicher zum Zwecke des Zugriffs auf die Vorgabe bzw. Kennlinie (ndaten) ist dabei ein Lesezugriff. Das Schreiben der Vorgabe kann hingegen auch als Schreibzugriff bezeichnet werden.

Das Verfahren kann ein Senden der Vorgabe von einer externen Datenverarbeitungsvorrichtung, optional einem Gateway, zu einer Schnittstelle des Moduls zur analogen Messwerterfassung, und ein Empfangen der Vorgabe an der Schnittstelle des Moduls zur analogen Messwerterfassung umfassen. Die Vorgabe kann dazu in mehreren, optional gleich großen, Datenpaketen an die Schnittstelle gesendet werden.

Das Aufteilen der Nachricht in mehrere Datenpakete bietet den Vorteil, dass dadurch ein Nachrichtenbus vom Gateway zum Modul zur analogen Messwerterfassung nicht überlastet wird.

Denkbar ist, dass das Schreiben der Vorgabe in den Speicherbereich des Speichers erst (dann) erfolgt, wenn die gesamte Vorgabe an der Schnittstelle empfangen wurde.

Die Vorgabe kann eine Datei aufweisen oder daraus bestehen, die in einem Dateiformat mit einem vordefinierten internen Aufbau vorliegt. Mit anderen Worten, die einzelnen Datenpakete können in dem Modul zur analogen Messwerterfassung zu der Datei so zusammengesetzt werden, dass diese das oben beschriebene Dateiformat aufweist und dann kann diese Datei an den dafür vorgesehenen Platz in den Speicher geschrieben werden.

Das oben mit Bezug zum Modul zur analogen Messwerterfassung, Verfahren zum Betreiben des Moduls zur analogen Messwerterfassung, System zur Datenverarbeitung, Computerprogramm und computerlesbaren Medium Beschriebene gilt analog auch für das Verfahren zum Schreiben der Vorgabe und umgekehrt.

Ferner betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Bestimmen einer Datei mit vordefiniertem internen Aufbau zum Verarbeiten einer Messgröße, die von einem Messumformer an einem Modul zur analogen Messwerterfassung empfangbar ist,

Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer Information, die einen Zusammenhang zwischen der Messgröße und einem Messwert des Messumformers charakterisiert, und ein Speichern der bestimmten Information an einer vordefinierten Stelle in der Datei.

Mit anderen Worten, die Datei umfassend die Vorgabe bzw. Kennlinie, die oben auch als Sensorbeschreibung bezeichnet wird, kann mit einem externen Tool generiert werden und anschließend als Binärdatei vorliegen. In einem Beispiel kann diese Binärdatei dann, beispielsweise im Rahmen des oben beschriebenen Verfahrens zum Schreiben der Vorgabe in den Speicher des Moduls zur analogen Messwerterfassung, über einen CAN-Bus mit SDOs (SDO für Servicedatenobjekt zur Parametrierung von Objektverzeichniseinträgen), zu dem Modul zur analogen Messwerterfassung übertragen werden.

Das Bestimmen der Information, die den Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Messwert des Messumformers charakterisiert, kann ein Empfangen einer Nutzereingabe betreffend den Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Messwert des Messumformers umfassen. Das Bestimmen der Information, die den Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Messwert des Messumformers charakterisiert, kann ein Anzeigen einer Eingabemaske, optional an einem Display eines Leitsystems, eines Personal Computers, eines Tablets und/oder eines Smartphones, umfassen, in der an vordefinierten Stellen die Nutzereingabe betreffend den Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Messwert des Messumformers eintragbar ist.

Unter einer Eingabemaske kann eine grafische Benutzeroberfläche verstanden werden, die Felder aufweist, in denen durch einen Nutzer Werte eintragbar oder auswählbar sind.

Die grafische Benutzeroberfläche oder auch grafische Benutzerschnittstelle oder Bedienoberfläche erfüllt die technische Aufgabe, eine (Anwendungs-) Software zum Erzeugen der Datei mit vordefiniertem internen Aufbau zum Verarbeiten einer Messgröße auf einem Rechner mittels grafischer Symbole, Steuerelemente oder auch Widgets genannt, durch einen Nutzer erstellbar zu machen. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass es die Wiedergabe von Informationen in Form der Eingabemaske einem Nutzer erlaubt aus einem Datenblatt eines beliebigen Messwandlers geführt, d.h. unter Anleitung, eine Information, die den Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Messwert des Messumformers charakterisiert, zu identifizieren und daraus durch Eingabe der Information in die graphische Benutzeroberfläche diese Information in das von dem Modul zur analogen Messwerterfassung benötigte Dateiformat zu bringen. Die Benutzeroberfläche ermöglicht es dem Nutzer des Moduls zur analogen Messwerterfassung, z.B. einem Prozessingenieur, von der technischen Wirkung des universell einsatzbaren Moduls zur analogen Messwerterfassung zu profitieren und dient damit dem technischen Zweck der softwareseitigen Einrichtung des Moduls zur analogen Messwerterfassung.

Wie oben beschrieben kann die Vorgabe Konstanten bzw. Koeffizienten zusammen mit einem Verweis auf eine in der Software, insbesondere Firmware, des Moduls zur analogen Messwerterfassung hinterlegte Funktion umfassen. Denkbar ist, dass diese Koeffizienten als Zahlenwerte mittels der Benutzeroberfläche abgefragt werden und optional auch, um welche Funktion es sich handelt. Die Zahlenwerte können dann mittels dem Verfahren automatisiert in das für die Datei benötigte Dateiformat gewandelt werden und an der dafür vorgesehen Stelle in der Datei hinterlegt werden. Basierend auf der Information, welche Funktion der Kennlinie zugrunde liegt, kann ein entsprechender Pointer bzw. eine entsprechende Information, welche in der Firmware des Moduls zur analogen Messwerterfassung hinterlegte Funktion auszurufen ist, in der Datei an der dafür vorgesehen Stelle in dem benötigten Dateiformat automatisiert hinterlegt werden.

Die Darstellung von Informationen kann dabei so erfolgen, dass mittels der Eingabemaske dem Nutzer angezeigt wird, welche Informationen aus einer Norm oder einem Datenblatt eines Messumformers benötigt werden und wo diese in der Eingabemaske einzutragen sind. Konkret kann dies bedeuten, dass eine Datei umfassend Koeffizienten x-ter Ordnung für eine (optional nichtlineare) (Sensor-) Kennlinie und mit einem „Beschreibungs-String“ in dem Modul zur analogen Messwerterfassung abgelegt werden soll.

Je nach Anzahl und Art der Koeffizienten (z.B. für eine Splinefunktion) sowie der benötigten Funktion kann dann ein Mikroprozessor des Moduls zur analogen Messwerterfassung einen Messwert (z.B. eine Temperaturwert in °C) auf Basis eines gemessenen Analogwertes, z.B. mit einem numerischen Verfahren, berechnen.

Denkbar ist auch, dass der Nutzer lediglich Stützpunkte der Kennlinie in die Eingabemaske eingibt und dann automatisiert darauf eine Funktion, z.B. eine Splinefunktion, bestimmt wird. Dann kann auch daraus voll automatisiert die Datei bzw. Byte-Struktur erzeugt werden.

Ohne Wissen über den Aufbau des Datenformats auf Seiten des Nutzers kann folglich mittels des Verfahrens die Datei voll automatisiert erzeugt werden, die das Modul zur analogen Messwerterfassung dann verarbeiten kann. Daher wird durch die Benutzeroberfläche eine technische Wirkung erzielt, da diese den Nutzer durch eine ständige und/oder geführte Mensch-Maschine-Interaktion glaubhaft bei der Ausführung einer technischen Aufgabe unterstützt, hier dem Erstellen der (digitalen) Datei zum Verarbeiten von Messgrößen eines Messumformers in einem dafür nötigen bzw. benötigten Dateiformat. Die technische Wirkung wird dabei glaubhaft erzielt, da die Unterstützung des Nutzers bei der Ausführung der technischen Aufgabe objektiv, zuverlässig und ursächlich mit dem Anzeigen der Eingabemaske bzw. Benutzeroberfläche verknüpft ist und nicht von subjektiven Interessen oder Präferenzen des Nutzers abhängt.

Die Eingabemaske kann Teil einer Webanwendung sein. Eine Webanwendung (auch Online-Anwendung, Webapplikation oder kurz Web-App) ist ein Anwendungsprogramm nach dem Client-Server-Modell. Anders als klassische Desktopanwendungen werden Webanwendungen nicht lokal auf dem Rechner des Benutzers installiert. Die Datenverarbeitung kann zumindest teilweise auf einem entfernten Webserver durchgeführt werden. Die Ergebnisse der Datenverarbeitung werden an den lokalen Client-Rechner des Benutzers übertragen (Thin Client). Genutzt wird eine Webanwendung dabei zumeist über einen Webbrowser. Anders als Desktopanwendungen erfordern Webanwendungen kein spezielles Betriebssystem auf dem Rechner des Benutzers. Vorteil an der Webanwendung im industriellen Kontext ist inter alia, dass ein Nutzer dafür keine Software auf seinem Rechner installieren muss und somit ein etwaiges Sicherheitsrisiko vermieden werden kann.

Das oben mit Bezug zum Modul zur analogen Messwerterfassung, Verfahren zum Betreiben des Moduls zur analogen Messwerterfassung, System zur Datenverarbeitung, Computerprogramm, computerlesbaren Medium und Verfahren zum Schreiben der Vorgabe Beschriebene gilt analog auch für das Verfahren zum Bestimmen der Datei und umgekehrt.

Ferner betrifft die Offenbarung eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung mit Mitteln zur Ausführung des Verfahrens zum Bestimmen der Datei und/oder Verfahren zum Schreiben der Vorgabe, ein Computerprogramm, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren zum Bestimmen der Datei und/oder das Verfahren zum Schreiben der Vorgabe auszuführen, und/oder ein computerlesbares Medium, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, Verfahren zum Schreiben der Vorgabe und/oder das Verfahren zum Bestimmen der Datei auszuführen. Das oben mit Bezug zum Modul zur analogen Messwerterfassung, Verfahren zum Betreiben des Moduls zur analogen Messwerterfassung, System zur Datenverarbeitung, Computerprogramm, computerlesbaren Medium, Verfahren zum Schreiben der Vorgabe und Verfahren zum Bestimmen der Datei Beschriebene gilt hier analog.

Ferner betrifft die Offenbarung eine Datei zur Verwendung in einem Modul zur analogen Messwerterfassung, wobei die Datei einen vordefinierten Aufbau aufweist und an einer vordefinierten Stelle der Datei eine Information zum Verarbeiten einer Messgröße, die von einem Messumformer an dem Modul zur analogen Messwerterfassung empfangbar ist, enthalten ist. Die Datei kann mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Bestimmen der Datei bestimmt werden bzw. worden sein. Das oben mit Bezug zum Modul zur analogen Messwerterfassung, Verfahren zum Betreiben des Moduls zur analogen Messwerterfassung, System zur Datenverarbeitung, Computerprogramm, computerlesbaren Medium, Verfahren zum Schreiben der Vorgabe und Verfahren zum Bestimmen der Datei Beschriebene gilt analog auch für die Datei zur Verwendung in dem Modul zur analogen Messwerterfassung und umgekehrt.

Die Datei weist damit eine Datenstruktur oder ein Datenformat auf, wobei eine beabsichtigte technische Verwendung davon eine Bestimmung von Messwerten basierend auf Messgrößen in einem Modul zur analogen Messwerterfassung ist, sodass infolge dieser beabsichtigten technischen Verwendung eine technische Wirkung erzeugt wird. Bei der die Datei definierenden Datenstruktur handelt es sich also um funktionelle Daten, d.h. die Struktur bzw. das Format der Datei hat eine technische Funktion in einem technischen System, hier die Steuerung des Betriebs der Vorrichtung, die die Daten verarbeitet. Als funktionelle Daten umfassende Datei reflektiert die Datei inhärent die entsprechenden technischen Merkmale des Moduls zur analogen Messwerterfassung.

Ferner betrifft die Offenbarung ein computerlesbares Medium mit der oben beschriebenen Datei zur Verwendung in dem Modul zur analogen Messwerterfassung. Das oben mit Bezug zum Modul zur analogen Messwerterfassung, Verfahren zum Betreiben des Moduls zur analogen Messwerterfassung, System zur Datenverarbeitung, Computerprogramm, computerlesbaren Medium, Verfahren zum Schreiben der Vorgabe, Verfahren zum Bestimmen der Datei und zur Datei zur Verwendung in dem Modul zur analogen Messwerterfassung Beschriebene gilt hier analog.

Sofern nicht anders definiert, weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung auf, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung gehört, allgemein verstanden wird. Gibt es für einen Begriff mehrere Definitionen, so sind, sofern nicht anders angegeben, die Definitionen in dieser Beschreibung maßgebend.

Wo immer die Ausdrücke "zum Beispiel", "wie", "einschließlich" und dergleichen verwendet werden, soll dies so ausgelegt werden, als würde der Ausdruck "und ohne Einschränkung" folgen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. In ähnlicher Weise sind "ein Beispiel", "beispielhaft" und dergleichen als nicht einschränkend bzw. als nicht abschließende Aufzählung zu verstehen. Gleiches gilt für Zahlenangaben, d.h. beispielsweise ist „umfassend zwei Anschlüsse“ als „umfassend zumindest zwei Anschlüsse“ zu verstehen.

Der Begriff "im Wesentlichen" lässt Abweichungen zu, die sich nicht nachteilig auf den beabsichtigten Zweck auswirken. Beschreibende Begriffe sind so zu verstehen, dass sie durch den Begriff "im Wesentlichen" modifiziert werden, auch wenn die Angabe "im Wesentlichen" nicht ausdrücklich erwähnt wird.

Die Begriffe "umfassend" und "einschließlich" und "aufweisend" und "einbeziehend" (und in ähnlicher Weise "umfasst", "schließt ein", "aufweist" bzw. "mit" und "bezieht ein") und dergleichen werden austauschbar verwendet und haben die gleiche Bedeutung. Insbesondere wird jeder der Begriffe als offener bzw. nicht abschließender Begriff ausgelegt, der "mindestens das Folgende" bedeutet, und er wird auch so ausgelegt, dass er zusätzliche Merkmale, Beschränkungen, Aspekte usw. nicht ausschließt. So bedeutet beispielsweise "eine Vorrichtung mit den Bestandteilen a, b und c", dass die Vorrichtung mindestens die Bestandteile a, b und c umfasst. Ebenso bedeutet die Formulierung "ein Verfahren mit den Schritten a, b und c", dass das Verfahren mindestens die Schritte a, b und c umfasst. Sofern der Kontext nicht eindeutig bzw. explizit etwas anderes erfordert, sind die Wörter "umfassen", "umfassend" und dergleichen in der Beschreibung und in den Ansprüchen folglich in einem einschließenden Sinne und nicht in einem ausschließenden oder erschöpfenden Sinne zu verstehen, d. h. im Sinne von "einschließlich, aber nicht beschränkt auf".

Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu Figuren 1 bis 7 beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch ein System zur Datenverarbeitung mit einem Modul zur analogen Messwerterfassung in einem Messbetrieb,

Fig. 2 zeigt schematisch das Modul zur analogen Messwerterfassung aus Figur 1 im Detail in dem Messbetrieb,

Fig. 3 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Systems zur Datenverarbeitung aus Figur 1 umfassend das Modul zur analogen Messwerterfassung aus Figur 2,

Fig. 4 zeigt schematisch das Modul zur analogen Messwerterfassung aus Figur 1 im Detail während einem Beschreiben bzw. Aufsetzen des Moduls zur analogen Messwerterfassung,

Fig. 5 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Schreiben einer Vorgabe in das Modul zur analogen Messwerterfassung aus Figur 4,

Fig. 6 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen der Vorgabe, und

Fig. 7 zeigt schematisch eine graphische Benutzeroberfläche zur Verwendung in dem Verfahren zum Bestimmen der Vorgabe. Das in Figur 1 lediglich schematisch dargestellte System zur Datenverarbeitung weist ein (Prozess-) Leitsystem 1 , ein zu dem Leitsystem 1 verbundenes Gateway 2, ein über das Gateway 2 zu dem Leitsystem 1 verbundenes Modul zur analogen Messwerterfassung und vier Sensoren 4 -7, vorliegend Temperatursensoren, auf, die jeweils über das Modul zur analogen Messwerterfassung 3 und das Gateway 2 zu dem Leitsystem 1 verbunden sind.

Das Modul zur analogen Messwerterfassung 2 umfasst vier Kanäle bzw. Anschlüsse 34 - 37, wobei jeder dieser Anschlüsse 34 - 37 für jeweils einen der Sensoren 4 - 7 vorgesehen ist bzw. zu jeweils einem Sensor 4 - 7 verbunden ist, einen zu den Anschlüssen 34 - 37 verbundenen (Mikro -) Prozessor 32, einen zu dem Prozessor 32 verbundenen nichtflüchtigen (Flash-) Speicher 38 und eine (Ausgabe-/Eingabe- bzw. I/O) Schnittstelle 33, über die das Modul zur analogen Messwerterfassung 3 bidirektional mit dem Gateway 2 kommunizieren kann.

Wie insbesondere aus Figur 4 ersichtlich ist, weist der Speicher 38 vier im Wesentlichen gleich große Speicherbereiche 381 - 384 auf. Jeder dieser vier Speicherbereiche 381 - 384 ist in einer von dem Prozessor 32 ausgeführten Firmware des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3 jeweils einem der vier Anschlüsse 34 - 37 fest zugeordnet.

Dies erlaubt die Ausführung eines Verfahrens zum Betreiben des Systems zur Datenverarbeitung, insbesondere des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3, dessen Ablaufdiagramm in Figur 3 dargestellt ist und welches nachfolgend im Detail beschrieben wird.

In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens misst bzw. sensiert der erste Messumformer 4 eine Umgebungsgröße, vorliegend eine Temperatur, und erzeugt in Abhängigkeit seiner Messumformer-Charakteristik ein dazu korrespondierendes elektrisches, analoges Signal A4 und gibt das erzeugte analoge Signal A4 zu dem ersten Anschluss 34 des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3 aus.

In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird die Information, d.h. das erste analoge Signal A4 an dem Anschluss 34 des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3 empfangen. Das Modul zur analogen Messwerterfassung 3 wandelt das in dem ersten Schritt S1 erzeugte erste analoge Signal A4 sodann in ein digitales Signal mittels eines (nicht dargestellten) A/D-Wandlers um und gibt dieses digitale Signal an den Prozessor 32 aus.

Der Prozessor 32 führt eine Software, vorliegend eine Firmware, aus, welche in dem dritten Schritt S3 des Verfahrens bestimmt über welchen der vier Anschlüsse 34 - 37 das zu dem ersten analogen Signal korrespondierende digitale Signal empfangen wurde. Denkbar ist dazu, dass die (digitalisierten) Messwerte der Anschlüsse 34 - 37 nacheinander von der Firmware in einer Endlosschleife und in einem bestimmten Intervall verarbeitet werden. Für den gerade in Bearbeitung befindlichen Anschluss 34 - 37 kann dann auf den entsprechenden Speicherbereich 381 - 384, z.B. über Software-Pointer, gezeigt bzw. verwiesen werden.

In dem vierten Schritt S4 erfolgt dann basierend auf dem in dem dritten Schritt S3 bestimmten Anschluss 34 - 37 mittels der Software ein Zugriff auf den Speicherbereich 381 - 384, der diesem bestimmten Anschluss 34 - 37 in der Software zugeordnet ist, d.h. vorliegend wird auf den ersten Speicherbereich 381 zugegriffen.

In jedem der Speicherbereiche 381 -384 ist jeweils eine Vorgabe K34 - K37 hinterlegt bzw. gespeichert, wie die Software das digitale Signal zu verarbeiten hat, das aus dem über den jeweiligen Anschluss 34 - 37 empfangenen analogen Signal A4 - A7 in oben beschriebener Weise gewonnen wurde.

Jede der Vorgaben K34 - K37 liegt jeweils als eine Datei mit einem Dateiformat mit einem vordefinierten internen Aufbau vor, wobei die von dem Prozessor 32 ausgeführte Software dazu eingerichtet ist, um Dateien, die in diesem speziellen Dateiformat vorliegen, zu verarbeiten. Dabei ist an einer vordefinierten Stelle der Datei eine Information zum Verarbeiten der Messgröße, hier dem digitalen Signal, das aus dem analogen Signal A34 - A37 von dem jeweiligen Messumformer 34 - 37 gewonnen wurde, enthalten. Zudem kann eine (individuell vergebbare) Identifikationsnummer für den jeweiligen Messumformer 34 - 37, ein (individuell vergebbarer) Name für den jeweiligen Messumformer 34 - 37, eine Information über eine Einheit, die einen Messwert (die sog. Ausgabeinformation, z.B. °C, K, Pa usw.) des jeweiligen Messumformers 34 - 37 aufweist, sonstige Informationen (s. „Reserviert in Tabelle“) und/oder einen CRC (code zur sog. zyklischen Redundanzprüfung) aufweisen.

Nachfolgend ist beispielhaft ein möglicher interner Aufbau des Dateiformats der Datei, welche auch als Sensorbeschreibung bezeichnet werden kann, im Detail in Tabellenform dargestellt.

Die Identifikationsnummer kann als eine einzigartige Kennung jeder erstellten Sensor- Beschreibung dienen.

Bei dem Namen kann es sich um einen String handeln, um dem beschriebenen Sensor einen lesbaren Namen zu geben.

Die Einheit kann die Einheit beschreiben, die der Prozesswert bzw. Messwert hat. Die Codierung kann anhand der HART -Spezifikation vorgenommen werden.

Der Sensor- Header kann alle Informationen des Sensors beinhalten, die für die Messwertaufnahme und die Linearisierung notwendig sind.

Der Sensor-Body kann die Polynome und Konstanten des Sensors beinhalten.

Bei dem CRC kann es sich um einen CRC über Byte 0x000 bis einschließlich Byte 0x1 FB, Polynom 0x04C11 DB7, Initialwert OxFFFFFFFF, 32-Bit Input Reflection, Output Reflection, Output XOR Wert OxFFFFFFFF handeln. Mit anderen Worten, bei dem CRC kann es sich kann es sich um eine CRC über den gesamten Inhalt exklusive der CRC selber handeln.

Im Rahmen des Zugreifens auf den bestimmten Speicherbereich 381 - 384, vorliegend auf den ersten Speicherbereich 381 , lädt die Software die darin gespeicherte Vorgabe K34 - K37, vorliegend die erste Vorgabe K34, zur Verarbeitung des digitalen Signals in den Prozessor 32.

In einem fünften Schritt S5 des Verfahrens verarbeitet die von dem Prozessor 32 ausgeführte Software das digitale Signal gemäß der in dem vierten Schritt S4 geladenen Vorgabe K34 und erzeugt dabei eine Ausgabeinformation T34, den sog. Messwert, der die Messgröße in einem für das Gateway 2 lesbaren (Datei-) Format umfasst. Mit anderen Worten, da es sich bei dem vorliegenden Beispiel um eine Temperatur handelt, die gemessen wird, entspricht der Messwert der Temperatur in °C, die zu der Messgröße, d.h. beispielsweise dem in dem analogen Signal enthaltenen Spannungswert, korrespondiert.

In einem sechsten Schritt S6 des Verfahrens wird die in dem fünften Schritt S5 erzeugte Ausgabeinformation T34 über die Schnittstelle 33 des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3 unter Nutzung eines ersten Kommunikationsstandards, z.B. bei CAN- Schnittstelle das CANopen (Protokoll), an das Gateway 2 ausgegeben.

In einem siebten Schritt S7 des Verfahrens wird die in dem sechsten Schritt S6 von dem Gateway 2 empfangene Ausgabeinformation T34 von dem Gateway unter Nutzung eines zweiten Kommunikationsstandards, z.B. Ethemet-IP, Modbus-TCP, Profinet, an das Leitsystem 1 ausgegeben

Oben wurde das Verfahren zum Betreiben des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3 im Detail für den ersten Sensor 4 erläutert, wobei das Verfahren für alle Sensoren 4 - 7 gleichermaßen ausgeführt werden kann (d.h. der zweite Sensor gibt das analoge Signal A5 an den zweiten Anschluss 35 und das Modul zur analogen Messwerterfassung verarbeitet dieses unter Nutzung der in dem zweiten Speicherbereich 382 gespeicherten zweiten Vorgabe K35 usw.). Um den oben beschriebenen Zustand des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3 herzustellen, kann das nachfolgend im Detail beschriebene Verfahren zum Schreiben der bereits oben im Detail erläuterten Vorgaben K34 - K37 im Feld, d.h. wenn sich das Modul zur analogen Messwerterfassung z.B. in einer Fabrik im Betrieb befindet, ausgeführt werden. Das Verfahren zum Schreiben der Vorgaben K34 - K37 weist im Wesentlichen vier Schritte S11 - S14 auf, wie aus dessen schematischen Flussdiagramm in Figur 5 hervorgeht, wobei dieses Verfahren unter Zuhilfenahme der Detailansicht des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3 in Figur 4 beschrieben werden wird.

Bei den in dem Speicher zu hinterlegenden Vorgaben K34 - K37 handelt es sich jeweils um eine Datei in dem oben bereits beschriebenen Dateiformat mit dem vordefinierten internen Aufbau.

In einem ersten Schritt S11 des Verfahrens erfolgt ein Festlegen, welchem Anschluss der vorliegend vier Anschlüsse 34 - 37 des Moduls zur analogen Messwerterfassung die Vorgabe zuzuordnen ist.

In einem zweiten Schritt S12 des Verfahrens erfolgt ein Senden der Vorgabe von dem Gateway 2 zu der Schnittstelle 33 des Moduls zur analogen Messwerterfassung, wobei die Vorgabe in mehreren, hier gleich großen, Datenpaketen von jeweils 64 Byte an die Schnittstelle 33 gesendet werden. Das Aufteilen der Nachricht in mehrere Datenpakete bietet den Vorteil, dass dadurch ein Nachrichtenbus vom Gateway zum Modul zur analogen Messwerterfassung nicht überlastet bzw. zu sehr belastet wird.

In einem dritten Schritt S13 des Verfahrens erfolgt ein Empfangen der Vorgabe K34 - K37 an der Schnittstelle 33 des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3.

In einem vierten Schritt S14 des Verfahrens erfolgt ein Schreiben der Vorgabe in den Speicherbereich 381 - 384 des Speichers 38 des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3, der dem in dem ersten Schritt S1 festgelegten Anschluss 34 - 37 fest zugeordnet ist, wobei das Schreiben der Vorgabe in diesen Speicherbereich 381 - 384 des Speichers 38 erst erfolgt, wenn die gesamte Vorgabe an der Schnittstelle 33 empfangen wurde. Denkbar ist, dass eine Zwischenpufferung der Datenpakete oder Teile davon in einem weiteren Speicher (z.B. dem RAM) des Moduls zur analogen Messwerterfassung 3 erfolgt.

Nachfolgend wird ein Verfahren im Detail beschrieben, bei dem mittels einer über eine als graphische Benutzeroberfläche 8 (s. Figur 7) ausgestaltete Eingabemaske geführten Benutzerinteraktion die oben beschriebene Datei für die Vorgabe K34 - K35 (d.h. zum Verarbeiten einer Messgröße, die von einem Messumformer 4 - 7 an einem Modul zur analogen Messwerterfassung 3 empfangbar ist) erstellt werden kann. Dieses Verfahren weist, wie aus dem in Figur 6 schematisch dargestellten Flussdiagramm ersichtlich ist, im Wesentlichen zwei Schritte S21 und S22 auf.

In einem ersten Schritt S21 des Verfahrens erfolgt ein Bestimmen einer Information, die den Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Messwert des jeweiligen Messumformers 4 -7 charakterisiert. Der Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Messwert des jeweiligen Messumformers, also z.B. die Polynome der Kennlinie, können z.B. der Norm oder dem Datenblatt des Messumformers entnommen werden. Wenn nur Stützpunkte und keine Polynome angegeben sind, kann in einem Zwischenschritt, z.B. mit einem Polynom-Regressions-Verfahren, ein oder mehrere Polynome passend zu den Stützpunkten ermittelt werden.

Dazu wird einem Nutzer die in Figur 7 dargestellte Eingabemaske 8 z.B. mittels einer Webanwendung angezeigt, in der an vordefinierten Stellen die Nutzereingabe betreffend den Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Messwert des Messumformers eintragbar ist. Ferner werden auch die anderen für die Sensorbeschreibung nötigen Informationen (s. oben, z.B. Identifikationsnummer, Name, Einheit, , Sonstiges usw.) abgefragt.

Weiterhin konkret kann dies für eine Kennlinie bedeuten, der dass der Nutzer zunächst den Typ bzw. die Art der Funktion mittels der graphischen Benutzeroberfläche 8 bestimmt. Dazu kann der Nutzer aufgefordert werden, aus mehreren Auswahlmöglichkeiten auszuwählen (in Figur 7 nicht dargestellt). Zum Beispiel können dem Nutzer dazu mehrere Bilder angezeigt werden, welche verschiedene Kurvenverläufe für verschiedene Funktionen (z.B. quadratische Funktion, lineare Funktion, usw.) darstellen. Durch Auswahlen der Funktion, z.B. durch Klicken auf das jeweilige Bild, kann die Art der Funktion durch den Nutzer festgelegt werden.

Anschließend können die Koeffizienten mittels der Benutzeroberfläche abgefragt werden, die nötig sind, um die Funktion zu definieren (z.B. die Steigung bei einer linearen Funktion). Welche Koeffizienten für welche Funktion nötig sind, kann in dem der Benutzeroberfläche zugrunde liegenden Computerprogram hinterlegt sein.

Die über die in Figur 7 dargestellte Benutzeroberfläche 8 empfangene Nutzereingabe u.a. betreffend den Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Messwert des Messumformers 4 - 7 wird dann in das entsprechende Dateiformat (s. oben Sensor- Header und Sensor-Body) vollautomatisiert umgewandelt. Das heißt, die Koeffizienten und die Art der Funktion (also z.B. linear, quadratisch usw.) werden dann (in oben beschriebenerWeise), neben den weiteren über die Benutzeroberfläche 8 abgefragten Informationen, in der Datei gespeichert. Mit anderen Worten, in einem zweiten Schritt S22 des Verfahrens erfolgt ein Speichern der bestimmten Informationen an der jeweils vordefinierten bzw. dafür vorgesehenen Stelle in der Datei.

Kennt der Nutzer also einen x-beliebigen (optional nichtlinearen) Kennlinienbereich (z.B. aus einer Norm, in der die Koeffizienten angegeben sind), kann der Nutzer mittels der Eingabemaske die Datei bzw. die Byte-Struktur generieren und dann kann dieser Kennlinienbereich mittels der Datei in das Modul zur analogen Messwerterfassung programmiert werden.

Bezugszeichenliste

1 Leitsystem

2 Gateway

3 Modul zur analogen Messwerterfassung

32 Prozessor

33 Schnittstelle

34 - 37 Anschlüsse für Messumformer/Sensoren

38 Speicher, optional Flash

381 - 384 Speicherbereiche

4 - 7 Messumformer/Sensoren

8 Eingabemaske/Graphische Benutzeroberfläche (GUI)

A4 - A7 analoges Signal/Messgröße

T34 - T37 digitales Signal/Messwert

K34 - K37 Vorgabe zur Verarbeitung des digitalen Signals, optional Funktion zur Umrechnung der Messgröße in den Messwert

S1 - S7 Schritte des Verfahrens zum Betreiben des Moduls zur analogen M ess we rte rf ass u n g

S11 - S14 Schritte des Verfahrens zum Schreiben der Vorgabe in das Modul zur analogen Messwerterfassung

S21 - S22 Schritte des Verfahrens zum Bestimmen der Vorgabe