DE10223723B4

DE10223723B4 - Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen und Verfahren zum Erkennen von Ereignissen in einem Prozesssteuerungssystem

Info

Publication number: DE10223723B4
Application number: DE10223723.9A
Authority: DE
Inventors: Michael D. Apel; Steve Dienstbier; William E. Bennett; Ken J. Beoughter; Marina Sokolova
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: GB2378792B; HK1051423A1; JP2003058240A; US20020183864A1; US6760687B2; JP4459509B2; GB0212598D0; GB2378792A; DE10223723A1

Abstract

Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen, umfassend: einen Haupttaktgeber (66); eine mit dem Haupttaktgeber (66) kommunizierend verbundene erste Einrichtung (14), umfassend einen ersten Zähler (106), einen ersten Prozessor (122) und einen mit dem Haupttaktgeber (66) zeitlich synchronisierten Sekundärtaktgeber (104); und eine mit der ersten Einrichtung (14) kommunizierend verbundene zweite Einrichtung (50, 51), umfassend einen Ereignispuffer (114, 116), einen zweiten Zähler (108, 110) und einen zweiten Prozessor (123), der derart programmiert ist, dass bei der Erfassung eines Ereignisses ein Indikator des Ereignisses in dem Ereignispuffer (114, 116) gespeichert wird und der Wert des zweiten Zählers (108, 110) zum Zeitpunkt der Erfassung des Ereignisses als ein Ereigniszählwert in dem Ereignispuffer (114, 116) gespeichert wird, und weiterhin dass eine Ereignismeldung an die erste Einrichtung (14) gesendet wird, welche Ereignismeldung den Indikator des Ereignisses und einen Indikator des Ereigniszählwertes für das Ereignis umfasst; wobei der erste Prozessor (122) derart programmiert ist, dass unter Nutzung des ersten Zählers (106), des Sekundärtaktgebers (104) und des Indikators des Ereigniszählwertes innerhalb der Ereignismeldung der Erfassung des Ereignisses eine absolute Zeit zuordenbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ereigniserfassungssystem gemäß den Ansprüchen 1, 14 und 32 sowie ein Verfahren zum Erkennen von Ereignissen gemäß dem Anspruch 22.
Prozesssteuerungssysteme wie solche, welche in chemischen, petrochemischen, oder anderen Prozessen verwendet werden, umfassen typischerweise eine oder mehrere Prozesssteuereinrichtungen, welche kommunizierend mit wenigstens einer Host oder Operator-Workstation und mit einer oder mehreren Feldeinrichtungen via analogen, digitalen oder kombiniert analog/digitalen Bussen verbunden sind. Die Feldeinrichtungen, welche zum Beispiel Ventile, Ventilstellglieder, Schalter und Transmitter (z. B. Temperatur, Druck- und Fließ-Taktrates-Sensoren) sein können, führen in einer verfahrenstechnischen Anlage Funktionen wie das Öffnen oder Schließen von Ventilen und das Messen von Prozessparametern durch. Die Prozesssteuereinrichtungen empfangen Signale, welche von den Feldeinrichtungen durchgeführte Prozessmessungen und/oder andere zu den Feldeinrichtungen gehörende Informationen anzeigen, nutzen die Informationen zum Implementieren von Steuerungsroutinen und generieren dann Steuerungssignale, welche über die Busse zu den Feldeinrichtungen gesendet werden, um den Prozessablauf zu steuern. Informationen von den Feldeinrichtungen und den Steuereinrichtungen werden typischerweise einer oder mehrerer Applikationen zur Verfügung gestellt, welche von der Operator-Workstation ausgeführt werden, um einen Operator in die Lage zu versetzen, jede gewünschte Funktion hinsichtlich des Prozesses auszuführen, wie das Betrachten des aktuellen Prozessstatusses, das Ändern des Prozessablaufes, usw.
In der Vergangenheit wurden herkömmliche Feldeinrichtungen verwendet, um analoge Signale (z. B. 4–20 mA) von und an die Prozesssteuereinrichtungen via analogen Bus oder analogen Leitungen zu senden und zu empfangen. Diese 4–20 mA Signale waren in ihrer Beschaffenheit dahingehend beschränkt, dass sie von einer Einrichtung durchgeführte Messungen oder von einer Steuereinrichtung erzeugte Steuersignale anzeigten, welche zum Steuern des Prozessablaufes erforderlich waren. Im Laufe des ungefähr letzten Jahrzehntes setzten sich allerdings intelligente Feldeinrichtungen mit einem Mikroprozessor und einem Speicher in der Prozesssteuerungsindustrie durch. Zusätzlich zum Durchführen einer Primärfunktion in dem Prozess, speichern intelligente Feldeinrichtung der Einrichtung zugehörige Daten, kommunizierend mit der Steuereinrichtung und/oder anderen Einrichtungen in einem digitalen oder kombinierten digitalen und analogen Format, und führen sekundäre Aufgaben wie Selbstkalibrierung, Identifizierung, Diagnose, usw. durch. Eine Anzahl standardisierter und offener Kommunikationsprotokolle für intelligente Einrichtungen wie HART, PROFIBUS, WORLDFIP, Device-NET und CAN Protokolle wurden entwickelt, um intelligente Feldeinrichtungen verschiedener Hersteller in demselben Prozesssteuerungsnetzwerk verwenden zu können.
Darüber hinaus kam es in der Prozesssteuerungsindustrie zu einer Tendenz dahingehend, dass Prozesssteuerfunktionen dezentralisiert werden. Zum Beispiel verwendet das von der FIELDBUS Foundation verkündete volldigitale, Zweidraht-Bus-Protokoll, bekannt als das Foundation^TM Fieldbus (im Folgenden „Fieldbus”)-Protokoll Funktionsblöcke, welche in verschiedenen Feldeinrichtungen angeordnet sind, um vorhergehend in einer zentralisierten Steuereinrichtung ausgeführte Steuerungsvorgänge umzusetzen. Im speziellen ist jede Fieldbus Feldeinrichtung in der Lage, einen oder mehrere Funktionsblöcke zu umfassen und auszuführen, von denen jede Eingaben von anderen Funktionsblöcken empfängt und/oder Ausgaben an andere Funktionsblöcke zur Verfügung stellt (entweder innerhalb derselben Einrichtung oder innerhalb verschiedener Einrichtungen), und irgendeinen Prozesssteuerungsvorgang wie das Messen oder das Erkennen von Prozessparametern, das Steuern einer Einrichtung oder das Durchführen eines Steuerungsvorgangs, wie das Implementieren einer proportional-differenzial-integral (PID) Steuerungsroutine durchführt. Die verschiedenen Funktionsblöcke innerhalb eines Prozesssteuerungssystems sind so konfiguriert, dass sie untereinander kommunizieren (z. B. über einen Bus) um eine oder mehrere Prozesssteuerungsschleifen zu bilden, deren individuelle Vorgänge über den Prozess verteilt und deshalb dezentralisiert sind.
Zudem werden in vielen verfahrenstechnischen Anlagen Signale, welche wesentlichen Ereignissen zugeordnet sind, wie der Stellung von bestimmten Sicherheitsschaltern oder Absperrventilen zugeordnete Signale, ein von bestimmten Sensoren erkanntes Überlaufen oder Unterschreiten anzeigende Signale, dem Vorgang einer wichtigen Energieerzeugung oder Steuerungseinrichtungen zugeordnete Signale, Signale von Fehler-Erfassungseinrichtungen oder andere, Einrichtung in dem Betrieb zugeordneter binärer Ein-Aus typischer Signale überwacht, um Änderungen dieser Signale und damit „Ereignisse” in der verfahrenstechnischen Anlage zu erkennen. Die Zeiten, in denen diese überwachten Ereignisse auftreten, werden gemeldet und in einer Ereignisfolgen-Datenbank gespeichert, welche z. B. zum Debuggen des Systems nach einem Versagen oder nach dem Auftreten einer anderen wesentlichen Betriebssituation genutzt wird.
Die Verwendung einer Ereignisfolgen-Datenbank (SOE) – sequence of events, ist vorteilhaft, da das Auftreten eines Ereignisses, wie das Versagen einer Einrichtung eines Kommunikationskanals, zum Auftreten anderer Ereignisse führen kann, welche wiederum die Ursache für das Auftreten weiterer Ereignisse sein können und unter Umständen zu einem z. B. kaskadierenden, vollständigen oder teilweisen Stillstand des Prozesssteuerungsbetriebes führen. Zum Ermitteln der ursprünglichen Quelle des Versagens bei einem Versuch der Problembehebung kann ein Wartungs- oder Steuerungsoperator das in der SOE-Datenbank gespeicherte Ereignisfolgenprotokoll einsehen, um festzustellen, welches Ereignis in welcher Reihenfolge auftrat, und um so den auslösenden Grund für das Versagen in dem System festzustellen.
Die Verwendung eines Ereignisfolgenberichts ist in einem System mit nur einem Knoten oder einer einzelnen durch eine Ereignisfolgen-SOE-Eingabe/Ausgabe (I/O)-Erfassungskarte mit Einrichtungen verbundenen Steuereinrichtung üblich und ganz zielgerichtet, da alle die überwachten Ereignisinformationen durch dieselbe SOE-Karte und Steuereinrichtung oder Sekundäreinrichtung laufen. Bei einem Prozesssteuerungssystem mit einer einzelnen, mit mehreren SOE-Karten verbundenen Steuereinrichtung, oder in einem System mit mehreren Steuereinrichtungen an verschiedenen Knoten, bei denen jede mit einer oder mehreren Einrichtungen via einer oder mehrerer SOE-Karten verbunden ist, wird jedoch ein Ereignisfolgenbericht schwieriger, weil die Steuereinrichtungen und jede der verschiedenen SOE-Karten zum exakten Aufzeichnen der Reihenfolge verschiedener Ereignisse, welche in verschiedenen Teilen des Betriebes auftreten, zeitsynchronisiert sein müssen. Wenn die Steuerungseinrichtungen oder die SOE-Karten nicht zeitsynchronisiert sind, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die Zeitinformation in dem Ereignisfolgenprotokoll nicht korrekt ist, was dazu führen kann, dass die Ereignisse in unrichtiger Reihenfolge aufgelistet sind. Da zudem die Mehrzahl von Ereignissen, welche in einem wesentlichen Ereignis wie dem Versagen eines Knotens mündet, typischerweise sehr schnell, z. B. innerhalb von 10 mS jedes einzelnen auftritt, ist es wünschenswert, die Zeitempfindlichkeit des Ereignisfolgenberichts auf die Größenordnung von 5 ms zu erhöhen, um in der Lage zu sein, die tatsächliche Reihenfolge, in welcher die verschiedenen überwachten Ereignisse auftreten, zu erkennen. Im allgemeinen ist es sehr schwierig, diese Zeitempfindlichkeit ohne hochpräzise oder synchronisierte Taktgeber bei jeder SOE-Karte zu erreichen. Bedauerlicherweise kann es unerschwinglich teuer sein, einen präzisen und haltbaren Taktgeber in jeder SOE-Karte anzubringen, und es kann sehr schwierig sein, viele Taktgeber in dem System zeitlich präzise zu synchronisieren, um Ereignissen einen Zeitstempel mitzugeben, wenn diese Ereignisse an einer SOE-Karte erkannt wurden.
Aus der DE 197 23 956 A1 ist ein Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen bekannt. Diese Druckschrift beschäftigt sich mit der Synchronisation von mehreren zentralen und dezentralen Instanzen durch eine gemeinsame Taktleitung und nicht mit der Erfassung von absoluten Uhrzeiten, die Ereignissen zugeordnet sind.
Die WO 94/12917 A1 verwendet eine Echtzeit-Uhr für die Synchronisation eines Systems. Die einzelnen Sensormodule des Systems umfassen jeweils eine Echtzeit-Uhr. Eine entsprechende Uhr ist in der Steuereinrichtung des Systems nicht vorgesehen. Die zeitliche Auflösung des Systems der WO 94/12917 ist begrenzt.
Die EP 0 585 479 A1 beschäftigt sich mit der Überwachung eines verteilten Systems. Sie beschreibt eine zentrale Steuerung sowie eine Vielzahl mit dieser kommunikativ verbundener Untersysteme. Auch die Untersystems der EP 0 585 479 A1 weisen jeweils eine Uhr auf, die über eine gemeinsame Taktungsleitung synchronisiert ist. Ereignisse des Systems erhalten von der jeweiligen Uhr einen Zeitstempel, so dass sich diese in eine zeitliche Reihenfolge bringen lassen. Der gewählte Ansatz ist aufwändig.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ereigniserfassungssystem bereitzustellen, das robust und einfach ist. Das System soll eine hohe Zeitauflösung ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch ein Erfassungssystem gemäß dem vorliegenden Anspruch 1 bzw. 14 bzw. 32 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 22 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich anhand der Unteransprüche.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines beispielhaften Prozesssteuerungsnetzwerkes, bei welchem ein Berichtssystem und Verfahren für eine Ereignisfolge verwendet werden kann;
2 zeigt ein Blockschaltbild eines Teiles des Prozesssteuerungsnetzwerkes der 1, welches in der Datenbank für eine Ereignisfolge, eine Steuerungseinrichtung, und eine Anzahl von SOE-Karten im einzelnen darstellt;
3 zeigt ein Diagramm eines Ereignisprotokolls in einer der SOE-Karten der 2; und
4 zeigt ein Diagramm einer Ereignismeldung, welche von einer der SOE-Karten an die Steuerungseinrichtung der 2 gesendet wird.
Bezugnehmend auf 1 umfasst ein Prozesssteuerungssystem 10 eine oder mehrere Host-Workstations, Computer oder Benutzerschnittstellen 12 (welche ein Personal Computer, Workstation, usw. jeder Art sein können), welche mit einer Vielzahl von ersten Einrichtungen oder Primäreinrichtungen, z. B. Steuerungseinrichtungen 14 via eines Busses 16 verbunden sind. Der Bus 16 kann jedes gewünschte oder geeignete Kommunikationsprotokoll verwenden, wie ein Ethernet-Protokoll, oder kann, anstattdessen durch jedes andere gewünschte Kommunikationsnetzwerk ersetzt werden, wie ein drahtloses Netzwerk, ein nicht bus-basiertes Netzwerk, usw. Die Steuerungseinrichtung 14, welche nur beispielhaft DeltaV^TM Steuerungseinrichtungen von Fisher-Rosemount Systems, Inc. sein können, sind mit Feldeinrichtungen 20 bis 37 via herkömmlicher Eingabe/Ausgabe (I/O)-Karten 40 bis 45 verbunden. Obwohl nicht notwendig, kann jede der Steuerungseinrichtungen 14 eine erste Steuerungseinrichtung 14A und eine redundante oder Backup- Steuerungseinrichtung 14B umfassen, wenn dies gewünscht ist. Bei dem in 1 dargestellten System sind die Steuerungseinrichtungen 14 durch eine Standard- oder DeltaV-Rückwandplatine mit den I/O-Karten 40 bis 45 verbunden, bei denen jede mit einer oder mehreren Feldeinrichtungen via bekannter Kommunikationslinks unter Verwendung bekannter Kommunikationsprotokolle, wie das 4–20 mA-Protokoll, das HART-, Feldbus- oder anderer intelligenter Einrichtungsprotokolle oder jedes anderen heute bekannten Protokolls verbunden ist. Bei dem Beispiel des Prozesssteuerungsnetzwerkes 10 der 1 sind die I/O-Karten 40 und 44 mit den Feldeinrichtungen 20 bis 22 und 33 bis 34 unter Verwendung eines HART-Kommunikationsprotokolles entsprechend verbunden, während die I/O-Einrichtungen 41, 43 und 45 den Feldeinrichtungen 23 bis 26, 30 bis 32 und 35 bis 37 unter Verwendung eines Feldbusprotokollbusses verbunden sind. Der besseren Erläuterung wegen ist die I/O-Einrichtung 42 mit den Feldeinrichtungen 27 bis 29 via 4–20 mA Leitungen verbunden.
Wie bekannt ist, implementiert oder leitet jede der ersten Steuerungseinrichtungen 14A eine darin gespeicherte oder auf andere Weise diesen zugeordnete Prozesssteuerungsroutine und kommuniziert mit den Feldeinrichtungen 20 bis 37 und den Computern 12, um einen Prozess oder Teilprozess in der gewünschten Art zu steuern. Die Feldeinrichtungen 20 bis 37 können jede Art von Einrichtung sein, wie Sensoren, Ventile, Transmitter, Stellglieder, usw. während die I/O-Karten 40 bis 45 jede Art von I/O-Einrichtungen sein können, welche jedem gewünschten Kommunikations- oder Steuerungseinrichtungsprotokoll entsprechen. Natürlich können sich die Feldeinrichtungen 20 bis 37 nach jedem anderen gewünschten Standard oder Protokoll neben dem HART- und Feldbus-Protokoll richten, einschließlich jedes heute erhältlichen Standard- oder proprietären Protokolls.
Die SOE-Karten 50, 51 und 52 sind mit den Steuerungseinrichtungen 14 weiterhin via z. B. der Rückwandplatine verbunden und empfangen in diesem Beispiel nähere Eingaben, z. B. hohe oder niedrige (Aus oder Ein) Eingaben von verschiedenen Einrichtungen in dem Prozesssteuerungsnetzwerk 10. Zum Beispiel können Ausgänge oder Anzeigen der Stellung von bestimmten Schaltern, Ventilen, binären Schwellwerten, Druck oder anderen Arten von Sensoren, Fehler-Erfassungseinheiten, usw. mit den Kanälen der Eingänge jeder der SOE-Karten 50, 51 und 52 verbunden sein. Die erkannten Ereignisse können Signale der Feldeinrichtungen 20 bis 37 sein oder von anderen Einrichtungen stammen, welche nicht anders mit den Steuerungseinrichtungen 14 verbunden sind, wenn dies gewünscht ist. Darüber hinaus kann jedes gewünschte Ereignis erkannt werden und erkannte Ereignisse sind nicht beschränkt auf jene, welche durch binäre Signale angezeigt werden. Im allgemeinen erkennen die SOE-Karten 50, 51 und 52 die Änderung von Eingangssignalen an deren Kanälen und speichern einen Indikator dieser Änderungen in einem Speicher oder Puffer der Karten 50, 51 oder 52.
Eine Ereignisfolgen-Datenbank (SOE) oder ein Server 60 sind mit dem Prozesssteuerungssystem 10 und, in der in 1 dargestellten Ausführungsform mit dem Bus 16 verbunden. Die SOE-Datenbank 60 empfängt Ereignisinformationen von den Steuerungseinrichtungen 14 und, wenn gewünscht, von anderen an den Bus 16 angeschlossenen Knoten wie der Benutzerschnittstelle oder den Computern 12. Zusätzlich ist eine Hauptzeitquelle oder ein Haupttaktgeber 66, welcher z. B. einen GPS Empfänger umfassen kann, ebenfalls mit dem Prozesssteuerungssystem 10 und, im speziellen mit dem Bus 16 verbunden. Der Haupttaktgeber 66 stellt eine einzelne beständige Zeitquelle zur Verfügung, welche periodisch zum Aktualisieren zweiter Taktgeber an jedem Knoten, der dem Prozesssteuerungssystem 10 Ereignisse meldet, genutzt wird, umfassend Taktgeber in den Steuerungseinrichtungen 14, den Benutzerschnittstellen 12 und der SOE-Datenbank 60, wenn die gewünscht ist. Wie hier vorstehend beschrieben, kann der Haupttaktgeber 66 einen GPS Empfänger umfassen, welcher ein periodisches Zeitsignal von einem Satelliten empfängt und einen internen Taktgeber mit dieser Zeit aktualisiert. Der Haupttaktgeber 66 kann dennoch jede andere gewünschte Zeitquelle sein kann, einschließlich einem lokalen Taktgeber an dem Prozesssteuerungssystem 10, einem von einer atomaren Taktgeberquelle via anderer Kommunikationsnetzwerke aktualisierten Taktgeber, einem dem Prozessor oder anderen Computern in dem Prozesssteuerungssystem 10 zugeordneten Taktgeber, usw. Während die SOE-Datenbank 60 und der Haupttaktgeber 66 als in getrennten Workstations oder Knoten des Prozesssteuerungssystems 10 angeordnet dargestellt sind, können jede oder beide dieser Einheiten in Workstations oder Computern angeordnet sein, welche auch für andere Zwecke genutzt werden, wie eine Benutzerschnittstelle, eine Datenhistorie, usw. Weiterhin können diese Komponenten mit einem Prozesssteuerungssystem 10 via anderer Kommunikationswege oder Strukturen und müssen nicht direkt mit den Steuerungseinrichtungen 14 via dem Bus 16 verbunden sein.
Bezugnehmend auf 2 sind in einem Blockdiagramm Teile des Prozesssteuerungsnetzwerkes 10 der 1 im einzelnen dargestellt. Wie in 2 gezeigt, umfasst der Haupttaktgeber 66 einen Taktgeber 100, welcher die aktuelle systemweite Zeit speichert, und eine GPS-Empfänger-Hardware 102, welche den Taktgeber 100 mit der exakten Zeit aktualisiert. In periodischen Abständen, die jede 30 Sekunden, wenn das Prozesssteuerungssystem 10 zuerst online gebracht wird, jedoch weniger oft, nachdem das System 10 hochgefahren ist und läuft, stellt der Haupttaktgeber 66, z. B. eine UDP-Meldung an jeden der Knoten, einschließlich der Steuerungseinrichtungen 14 bereit, welche die genaue Zeit für das System angibt. Die Standard-Netzwerk-Zeit-Protokoll-(NTP)-Software in den Steuerungseinrichtungen 14 und den Computern an den anderen Knoten, wie an der SOE-Datenbank 60 genauso wie an der Nutzerschnittstelle 12, implementiert Prozeduren zum Bestimmen des Zeitanteils, welchen das Taktgebersignal braucht, den Knoten via dem Netzwerkbus 16 zu erreichen, und nutzt diese Software zum Schätzen der genauen synchronisierten Zeit. Diese Software aktualisiert dann den zweiten Taktgeber jedes Knotens. Natürlich kann jedes andere Verfahren zum Synchronisieren der Taktgeber an jedem Knoten mit dem Haupttaktgeber 66 anstatt dessen verwendet werden.
Wie vorstehend angemerkt wurde, umfasst jede der Steuerungseinrichtungen 14 (genauso wie die anderen Knoten in dem System, wenn dies gewünscht ist) einen Taktgeber 104, welcher durch den Haupttaktgeber 66 und die NTP-Software aktualisiert wird. Jede der Steuerungseinrichtungen 14 umfasst ebenfalls einen Freilaufzähler 106, welcher z. B. ein 16-Bit oder 32-Bit-Zähler sein kann und eine Zählrate von z. B. ungefähr 10 mS pro Takt aufweist. Dies wird als der Zeitbezug des Zählers 106 bezeichnet. Der Zähler 106 können jeder geeignete Zähler sein, wie Quarzzähler. In vielen Fällen können die Zähler 106 tatsächlich ein typischer Zähler sein, welche mit Standardverarbeitungseinheiten oder CPUs in den Steuerungseinheiten 14 ausgestattet sind. Weiterhin umfasst jede der SOE-Karten 50, 51 und 52 einen Freilaufzähler (die Zähler 108 und 110 sind für die SOE-Karten 50 und 51 in 2 dargestellt). Die Zähler 108 und 110 können z. B. 8 μs Zähler sein, welche wiederum mit bekannten oder Standard-SOE-Erfassungskarten normalerweise zugeordneten CPUs ausgestattet sind, oder können jeder andere gewünschte Zähler sein. Darüber hinaus umfasst jede der SOE-Karten 50 und 51 einen Ereignispuffer (die Puffer 114 und 116 sind in 2 dargestellt), welche die in den überwachten Einrichtungen auftretenden erkannten Ereignisse speichert. Weiterhin umfasst die Steuerungseinrichtung 14 einen Prozessor und einen Speicher 122 und jede der SOE-Erfassungskarten 50 und 51 umfasst einen gesonderten Prozessor und Speicher 123.
Während des Betriebes laufen die Zähler 106, 108 und 110 frei (und wenn gewünscht unabhängig voneinander) in der Steuerungseinrichtung 14 und den SOE-Karten 50 und 51. Die NTP oder andere Zeitsynchronisationssoftware wird in der Steuerungseinrichtung 14 genutzt, um einen bestimmten Wert des Zählers 106 mit einer von dem Taktgeber 104 bestimmten absoluten Zeit in Verbindung zu bringen. Wenn dies gewünscht ist, kann der Zähler 106 in der Steuerungseinrichtung 14 jedoch periodisch gegen den Taktgeber 104 gemessen werden, so dass die Zeit zwischen den individuellen Taktgebertakten in dem Zähler 106 tatsächlich gemessen und diese Technik genutzt wird, um Werte des Zählers 106 mit von dem Taktgeber 104 bestimmten absoluten Zeiten in Verbindung zu bringen. Natürlich kann auch jede andere Methode genutzt werden, Werte des Zählers 106 mit von dem Taktgeber 104 bestimmten absoluten Zeiten zu verknüpfen.
Um der Erörterung willen wird der Betrieb der SOE-Einrichtung 50 in Verbindung mit der Steuerungseinrichtung 14A der 2 diskutiert, wobei wohl verstanden die gleichen Prinzipien auf den Betrieb anderer SOE-Erfassungskarten und Steuerungseinrichtungen zutreffen. Wann immer die SOE-Karte 50 ein Ereignis durch Erkennen einer Änderung in dem Status oder Wert eines der durch diese Karte überwachten Kanäle erkennt, z. B. eine Änderung einer der Eingaben an die Karte 50, speichert die SOE-Karte 50 einen Indikator des Ereignisses in dem Ereignispuffer 114. Diese Funktionalität kann durch in dem Speicher gespeicherte Routinen realisiert und auf dem Prozessor 123 der Karte 50 ausgeführt werden. Der Indikator des Ereignisses kann eine Ereignisidentifikation umfassen, wie eine Identifikation des Kanals, des dem Ereignis zugeordneten Signalwertes (z. B., dass der Kanal von hoch auf niedrig oder von niedrig auf hoch schaltet) und dem Wert des Zählers 108 zu der Zeit, zu der das Ereignis erkannt wurde. Ein beispielhafter Ereignispuffer 114 ist in 3 dargestellt, bei welchem die Ereignisidentifikationen für die erkannten Ereignisse in der linken Spalte des Puffers gespeichert sind, der Signalwert oder die Statusänderung des Kanals in der mittleren Spalte und der Wert des Zählers 108 beim Erkennen des Ereignisses in der rechten Spalte gespeichert sind. Natürlich können die Ereignisindikatoren in jeder gewünschten Art und Weise gespeichert werden, und die Ereignisidentifikation kann jede gewünschte Form annehmen, wie einen Indikator der Kanalnummer, ein Kennzeichen oder ein Name, welcher den Kanal oder der Kanal treibenden Einrichtung zugeordnet ist, usw.
Wenn Ereignisse erkannt werden, wird eine diese Ereignisse betreffende Information und der Zielwert zur Zeit des Erkennens der Ereignisse in dem Puffer 114 gespeichert. Periodisch, z. B. wenn der Puffer 114 nach einer bestimmten Zeitspanne einen gewissen Quellwert erreicht, oder wann immer die Steuerungseinrichtung 14A der SOE-Karte 50 erlaubt, eine Meldung via Rückwandplatine an die Steuerungseinrichtung 14A zu senden, sendet die SOE-Karte 50 eine Ereignismeldung an die Steuerungseinrichtung 14A, welche einige oder alle der im Puffer 114 gespeicherten Ereignisdaten umfasst (umfassend die Ereignisidentifikation, den Ereignissignalstatus oder Wert und eine Zeit oder abgelaufenen Zählwert, welcher aus dem für jedes Ereignis gespeicherten Zählwert bestimmt wird). Während die SOE-Karte 50 Ereignisdaten senden kann, welche ein Ereignis und seinen zugeordneten Zählwert in einer gegebenen Ereignismeldung betrifft, kann die SOE-Karte 50 statt dessen eine Ereignismeldung mit zwei oder mehr aneinander gereihten Sätzen von Ereignisdaten senden, wie 8 oder 16 Sätzen von Ereignisdaten.
In einer Ausführungsform markiert oder speichert die SOE-Karte 50 zum Erzeugen einer Ereignismeldung den Wert des Zählers 108 zu einer bestimmten Zeit, wie zum Beginn des Meldungszeitraumes, d. h. zum Beginn der Zeit, an dem die Steuerungseinrichtung 14A die SOE-Karte 50 in die Lage versetzt, eine Ereignismeldung an die Steuerungseinrichtung 14A zu senden. Zufälligerweise markiert und speichert die Steuerungseinrichtung 14A den Wert ihres Zählers 106 zu derselben bestimmten Zeit. Als nächstes sendet die SOE-Karte 50 als einen Teil der Ereignismeldung die Ereignisidentifikation, den Ereignisstatus (wenn gewünscht) und einen errechneten Zählwert, bei dieser Ausführung als die Differenz oder den Offset zwischen dem Zählwert des Zählers 108 zum Beginn der Ereignismeldung und dem für das Ereignis in dem Puffer 114 gespeicherten Zählwert. In dem Beispiel der 3 würde, wenn der Wert des Zählers 106 am Beginn der Ereignismeldung als 4000 markiert oder gespeichert wurde, der Offset-Zählwert für ein Ereignis 1 4000-545 sein, was gleich 3455 ist. Gleichermaßen würde der Offset Zählwert für ein Ereignis 2 4000-972 sein, was 3028 entspricht. Der Offset-Zählwert ist im wesentlichen die Differenz zwischen dem Wert des Zählers 108 bei Beginn der Ereignismeldung und dem Wert des Zählers 108, als das Ereignis ursprünglich erkannt wurde. Vorzugsweise wird der Umgriff in dem Zähler 108 erkannt und in dieser Differenzberechnung unter Verwenden einer Modulo-Subtraktion zugrunde gelegt. In dieser Art wird die abgelaufene Anzahl von Takten (tics) des Zählers 108 zwischen dem zeitlichen Beginn der Ereignismeldung und der Zeit, zu der jedes Ereignis erkannt wurde, als Teil der Ereignismeldung gesendet. Wenn dies gewünscht wird, können jedoch sowohl die Zählwerte des Zählers 108 beim zeitlichen Beginn der Ereignismeldung und der für jedes erkannte Ereignis gespeicherte Zählwert als Teil der Ereignismeldung gesendet, und die Differenz zwischen diesen Werten an der Steuerungseinrichtung 14A bestimmt werden. Eine solche Ereignismeldung ist in 4 dargestellt. Natürlich können auch andere Verfahren zum Berechnen und Senden eines Zählwertes basierend auf dem zur Erfassungszeit jedes Ereignisses gespeicherten Zählwertes benutzt werden.
Wie vorstehend erwähnt, speichert oder markiert der Zähler 14A durch Verwenden einer in dem Prozessor 122 gespeicherten und darauf ausgeführten Routine den Wert seines Zählers 106, wenn der Zähler 14A die SOE-Karte 50 zum Abgeben der Ereignismeldung aktiviert (wie durch Setzen einer zum Schreiben geschalteten Leitung für eine SOE-Karte 50 auf der Rückwandplatine in einen Hochstatus). Dieser Zählwert ist der Wert des Zählers 106 zum zeitlichen Beginn der Ereignismeldung, welche wie vorstehend beschrieben in der Steuerungseinrichtung 14 in eine absolute Zeit umgewandelt werden kann, wenn dies gewünscht ist. Als nächstes, nachdem die Steuerungseinrichtung 14A die Ereignismeldung von der SOE-Karte 50 empfängt, errechnet die Steuerungseinrichtung 14A (oder deren Prozessor) eine absolute Zeit, zu welcher jedes verschiedene Ereignis in der Ereignismeldung durch die SOE-Karte 50 erkannt wurde. Insbesondere wandelt die Steuerungseinrichtung 14 den Offset-Wert des Zählers der Ereignismeldung (oder errechnet durch die Steuerungseinrichtung 14A, basierend auf den Zählwerten in der Ereignismeldung) für ein bestimmtes Ereignis (welches auf dem zeitlichen Bezug des Zählers 108 in der SOE-Karte 50 beruht) in einen skalierten Offset-Wert des Zählers um, welcher auf dem zeitlichen Bezug des Zählers 106 in der Steuerungseinrichtung 14A beruht. Dieser Schritt ist in Fällen notwendig, in denen der Zähler in der Steuerungseinrichtung 14A und der SOE-Karte 50 in verschiedenen Taktraten laufen. Im einfachsten Fall kann das Verhältnis der Taktrate des Zählers 108 in der SOE-Karte 50 zu der Taktrate des Zählers 106 in der Steuerungseinrichtung 14A mit dem Offset-Wert des Zählers für ein bestimmtes Ereignis multipliziert werden, um einen skalierten Offset-Wert des Zählers zu erhalten. Als nächstes wird der skalierte Offset-Wert des Zählers von dem Wert des Zählers 106 bei Beginn der Meldung abgezogen, um den Wert des Zählers 106, als das Ereignis in der SOE-Karte 50 erkannt wurde, zu erhalten. Dieser Zählwert kann dann in eine absolute Zeit, wie durch den Taktgeber 104 unter Verwendung einer Standard NTP Software festgelegt, umgewandelt werden. Die gesamte Verarbeitung kann in einer in dem Speicher/Prozessor 122 der Steuerungseinrichtung 14 gespeicherten und darauf ausgeführten Routine implementiert werden.
Natürlich kann die absolute Zeit für ein Ereignis, wenn gewünscht, in verschiedener anderer Art berechnet werden, wie z. B. durch Festlegen einer dem Wert des Zählers 106 zum zeitlichen Beginn einer Ereignismeldung zugeordneten absoluten Zeit, umwandeln des skalierten oder unskalierten Offset-Wert des Zählers in eine absolute Offset Zeit und Subtrahieren der absoluten Offset Zeit von der dem Beginn der Ereignismeldung zugeordneten absoluten Zeit zum Bestimmen einer der Erfassung eines Ereignisses zugeordneten absoluten Zeit. Auf die gleiche Weise kann der Offset-Wert des Zählers für ein Ereignis mit der Taktrate des Zählers 108 multipliziert werden, um eine absolute Offset-Zeit festzulegen, und diese absolute Offset-Zeit kann von der dem Beginn der Ereignismeldung zugeordneten absoluten Zeit subtrahiert werden, um eine absolute Zeit für eine EreignisErfassung zu bestimmen. Selbstverständlich wird der Fachmann erkennen, dass auch andere Verfahren zum Nutzen der absoluten oder Offset-Werte der Zähler 106 und 108 zum Bestimmen einer absoluten Zeit für die Erfassung eines Ereignisses in der SOE-Karte 50 bestehen und statt dessen verwendet werden können.
Es versteht sich, dass die Steuerungseinrichtung 14A eine absolute Zeit für jedes Ereignis in der Ereignismeldung durch Verwenden der vorstehend erörterten Prinzipien ermittelt. Nachdem die Steuerungseinrichtung 14A eine absolute Zeit für jedes Ereignis in einer Ereignismeldung festgelegt hat, sendet die Steuerungseinrichtung 14A eine Meldung umfassend einen Indikator des Ereignisses, wie auch die absolute Zeit des Ereignisses an die Datenbank für Ereignisfolgen 60 via dem Bus 16. Die Datenbank für Ereignisfolgen 60 speichert dann diese Ereignisse in einer Datenbank 120 zur zukünftigen Wiederherstellung, z. B. durch eine Nutzer oder andere Anwendung, in dem Prozesssteuerungssystem 10. Natürlich kann die Steuerungseinrichtung 14A einen oder mehr als einen Satz von Ereignissen an die SOE-Datenbank 60 in jeder Meldung senden. Zudem kann, wenn dies gewünscht ist, die Steuerungseinrichtung 14A Informationen an die von ihr erzeugte Ereignismeldung anhängen, um eine weitergehende Identifikation des Ereignisses zu unterstützen. Eine solche weitere Information kann einen Indikator der SOE-Einrichtung oder -Karte umfassen, welche die das Ereignis enthaltende ursprüngliche Ereignismeldung, eine benutzerlesbare Anzeige oder Identifikation des Ereignisses usw., erzeugt hat. In der gleichen Weise kann die SOE-Datenbank 60 die entweder von der SOE-Einrichtung (z. B. eine Kanalnummer) oder durch die Steuerungseinrichtung (z. B. einen Indikator der Ausgangs-SOE-Einrichtung) erzeugte Ereignisidentifikationsinformation dekodieren, um eine besser verständliche oder lesbare Identifikation des Ereignisses (wie durch die Konfigurationsinformation der verfahrenstechnischen Anlage 10 festgelegt) zu bestimmen, und diese Information in einem Speicher zur Wiederherstellung durch einen Nutzer- oder eine andere Anwendung zu speichern.
Selbstverständlich führt jede der SOE-Einrichtungen oder Karten, welche jeder der Steuerungseinrichtungen in dem Prozesssteuerungssystem 10 zugeordnet sind, dieselben Funktionen aus. Auf diese Weise ist jede Steuerungseinrichtung 14 in der Lage, den in den daran angeschlossenen verschiedenen SOE-Karten erkannten Ereignissen eine absolute Zeit zuzuweisen, ohne dass ein Synchronisieren der Taktgeber in jeder der SOE-Einrichtungen notwendig ist. Weiterhin arbeitet jede der Steuerungseinrichtungen 14 in dem System 10 eigenständig und kann deshalb eigenständige Ereignisse zusammen mit absoluten Zeiten für diese Ereignisse an die Datenbank für Ereignisfolgen 60 zu verschiedenen Zeiten senden, und die Datenbank für Ereignisfolgen 60 kann die einzelnen Ereignisse zusammen mit deren entsprechenden absoluten Zeiten in zeitlicher Reihenfolge ablegen, obwohl diese Ereignisse von verschiedenen Steuerungseinrichtungen ausgehen und über eine weite Zeitspanne hinweg auftreten. Vorzugsweise bestätigt eine in einem Speicher eines Prozessors 30 gespeicherte und darauf ausgeführte Routine der SOE-Datenbank 60 den Empfang des Ereignisses (oder der Ereignisse) nach Eingang einer Ereignismeldung von der Steuerungseinrichtung 14 und nach Speichern dieser Ereignisdaten in der SOE-Datenbank 60 durch Senden eines Bestätigungssignals zurück an die Steuerungseinrichtung 14, welche dann ein Bestätigungssignal an eine bestimmte SOE-Einrichtung sendet, die das Ereignis erkannt hat. Danach löscht in einer bevorzugten Ausführungsform nach Eingang des Bestätigungssignals die SOE-Einrichtung das bestätigte Ereignis (oder Ereignisse) aus ihrem Puffer, um das Speichern weiterer Ereignisse darin zu ermöglichen. Auf diese Art ist, wenn eine Steuerungseinrichtung herunterfährt, nachdem sie eine SOE-Einrichtung abgefragt und Ereignisinformationen von dieser SOE-Einrichtung empfangen hat, jedoch bevor die Steuerungseinrichtung die Ereignisinformation dekodiert und an die SOE-Datenbank 60 gesendet hat, oder wenn die Mitteilung der Ereignismeldung beschädigt wurde oder verloren ging, die Ereignisinformation immer noch in der SOE-Einrichtung gespeichert, und kann durch z. B. eine Backup-Steuerungseinrichtung zu einer späteren Zeit wieder hergestellt werden. Da die Backup-Steuerungseinrichtung oder andere Einrichtung in dem System 10 immer noch zeitsynchronisiert ist (da sie einen eigenen Taktgeber und einen eigenen Zähler aufweist), kann diese Backup-Steuerungseinrichtung oder eine andere Einrichtung immer noch die absolute Zeit berechnen, zu welcher die Ereignisse in den SOE-Einrichtungen auftraten, welche die vorstehend beschriebenen Techniken nutzen.
Unter Verwendung des Ereigniserfassungssystems für eine Folge von Ereignissen wie hier beschrieben, ist es möglich, eine einzige Haupttaktgeberquelle zum Synchronisieren eines einzigen Taktgebers an jedem Knoten des Systems zu verwenden und nicht synchronisierte, freilaufende Zähler in verschiedenen Einrichtungen an jedem Knoten zu benutzen und dennoch den in den verschiedenen Einrichtungen an jedem Knoten erkannten Ereignissen zugeordnete absolute Zeiten festzulegen.
Zusätzlich zum Erkennen von Ereignissen in anderen Einrichtungen, können die SOE-Karten 50, 51 und 52 oder selbst die Steuerungseinrichtungen 14 gewisse Ereignisse, welche für die erkannten Ereignisse von Bedeutung sind, erkennen. Zum Beispiel kann eine SOE-Karte, wie die Karte 50, einen Kanal überwachen und erkennen, dass sich der Status des Signals auf dem Kanal mehrmals ändert, was z. B. auf eine fehlerhafte Verbindung zu der SOE-Einrichtung, einen Leitungskurzschluß usw. zurückzuführen sein kann. Natürlich wird ein einzelnes Ereignis zu jeder der Zeiten erkannt, wenn sich der Kanalwert ändert. Erreicht die Anzahl der Änderungen in einem Kanal über eine bestimmte Zeitspanne hinweg einen Schwellwert, kann die SOE-Einrichtung 50 in einen Störungs-Steuermodus (chatter control mode) für diesen Kanal versetzt werden und das Berichten der erkannten Ereignisse auf diesem Kanal einstellen. Wird dies getan, kann die SOE-Einrichtung 50 jedoch ein Ereignis in ihrem Ereignispuffer 114 speichern (mit dem entsprechenden Wert des Zählers 108), welches anzeigt, dass die SOE-Karte 50 in den Störungs-Steuerungsmodus für diesen Kanal gewechselt hat. In der gleichen Weise kann die SOE-Karte 50, wenn die Störungen auf dem Kanal aufhören oder unter einen Schwellwert fallen, den Störungs-Steuerungsmodus verlassen und zu dieser Zeit eine entsprechende Ereignismeldung in ihren Ereignispuffer 114 schreiben. Natürlich werden diese Störungs-Steuerungsereignisse an die SOE-Datenbank 60 in der gleichen Art und Weise wie andere erkannte Ereignisse berichtet.
In der gleichen Weise können andere Ereignisse, wie ein Ereignispufferüberlauf, eine nicht zeitsynchronisierte Steuerungseinrichtung (welche durch die NTP Software festgestellt werden kann), ein Zählerversagen oder jedes andere gewünschte oder geeignete Ereignis mit Bezug zur Erfassung oder Meldung von in der SOE-Datenbank 60 gespeicherten Ereignissen als Ereignis erkannt und berichtet werden. Weiterhin können, wenn dies gewünscht ist, die in der SOE-Datenbank 60 gespeicherten Ereignisse durch die Steuerungseinrichtung 14 ähnlich wie andere Ereignisse, welche z. B. in einer Historie gespeichert sind, berichtet werden, mit der Ausnahme, dass sie ein zusätzliches Feld aufweisen können, welches anzeigt, dass es sich um SOE-Ereignisse handelt. Darüber hinaus kann der gleiche Speicher zum Speichern der SOE-Ereignisse und regulärer Ereignisse genutzt werden, wenn dies gewünscht ist.
Es wurde festgestellt dass, wenn Zähler mit Taktraten von 10 und 8 μs in den entsprechenden Steuerungseinrichtungen 14 und SOE-Karten 50, 51 und 52, und Taktgeber und Synchronisierungssoftware mit Empfindlichkeiten von 5 mS genutzt werden, das hier beschriebene System eine systemweite SOE-Datenbank zur Verfügung stellen kann, welche wenigstens 5 m s Zeitdiskriminierungsfähigkeit aufweist. Jedoch können auch bessere Empfindlichkeiten erreicht werden.
In jedem Fall ermöglicht die Verwendung des vorliegenden SOE-Systems das Ausstatten jeder der SOE-Einrichtungen mit billigen oder kostengünstigen Zählern (welche üblicherweise die größte Anzahl von Einrichtungen in dem SOE-Berichtssystem darstellen), einen einzelnen Taktgeber an jedem Knoten und einen einzelnen systemweiten Haupttaktgeber zum Bereitstellen eines hochgenauen und flexiblen SOE-Systems, anstatt einen synchronisierten Taktgeber in jeder Steuerungseinrichtung und/oder SOE-Einrichtung zu erfordern.
Obwohl das hier beschriebenen Berichtssystem für eine Folge von Ereignissen vorzugsweise softwaretechnisch implementiert ist, kann es als Hardware, Firmware, usw. und durch jeden anderen dem Prozesssteuerungssystem 10 zugeordneten Prozessor implementiert sein. Deshalb können die hier beschriebenen Routinen in einer standardisierten Mehrzweck-CPU oder einer spezifisch gestalteten Hardware oder Firmware wie gewünscht implementiert sein. Beim Implementieren durch Software können die Softwareroutinen in jedem computerlesbaren Speicher, wie einer magnetischen Disc, einer Laser-Disc, oder anderer Speichermedien, einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors, usw. gespeichert sein. Ebenso kann diese Software an einen Benutzer oder ein Prozesssteuerungssystem via jeder bekannter oder gewünschter Auslieferungsmethode ausgeliefert werden, umfassend z. B. eine computerlesbare Disc oder andere transportable Computerspeichermechanismen oder über einen Kommunikationskanal wie eine Telefonleitung, das Internet, usw. (welche als gleich oder austauschbar zum Bereitstellen solcher Software via eines transportablen Speichermediums betrachtet werden).

Claims

Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen, umfassend: einen Haupttaktgeber (66); eine mit dem Haupttaktgeber (66) kommunizierend verbundene erste Einrichtung (14), umfassend einen ersten Zähler (106), einen ersten Prozessor (122) und einen mit dem Haupttaktgeber (66) zeitlich synchronisierten Sekundärtaktgeber (104); und eine mit der ersten Einrichtung (14) kommunizierend verbundene zweite Einrichtung (50, 51), umfassend einen Ereignispuffer (114, 116), einen zweiten Zähler (108, 110) und einen zweiten Prozessor (123), der derart programmiert ist, dass bei der Erfassung eines Ereignisses ein Indikator des Ereignisses in dem Ereignispuffer (114, 116) gespeichert wird und der Wert des zweiten Zählers (108, 110) zum Zeitpunkt der Erfassung des Ereignisses als ein Ereigniszählwert in dem Ereignispuffer (114, 116) gespeichert wird, und weiterhin dass eine Ereignismeldung an die erste Einrichtung (14) gesendet wird, welche Ereignismeldung den Indikator des Ereignisses und einen Indikator des Ereigniszählwertes für das Ereignis umfasst; wobei der erste Prozessor (122) derart programmiert ist, dass unter Nutzung des ersten Zählers (106), des Sekundärtaktgebers (104) und des Indikators des Ereigniszählwertes innerhalb der Ereignismeldung der Erfassung des Ereignisses eine absolute Zeit zuordenbar ist.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine mit der ersten Einrichtung (14) kommunizierend verbundenen Datenbank (60), wobei der Prozessor der ersten Einrichtung zum Senden einer weiteren Ereignismeldung an die Datenbank (60) programmiert ist, wobei die weitere Ereignismeldung den Indikator des Ereignisses und die dem Ereignis zugeordnete absolute Zeit umfasst.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 2, wobei die Datenbank (60) einen weiteren, zum Senden einer Bestätigungsmeldung, welche den Empfang der weiteren Ereignismeldung bestätigt, programmierten dritten Prozessor (130) umfasst.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 3, wobei der zweite Prozessor (123) weiterhin zum Halten des Ereignisindikators und des Ereigniszählwertes in dem Ereignispuffer (114, 116) programmiert ist, bis die zweite Einrichtung (50, 51) eine Bestätigung empfängt, dass die Datenbank (60) die weitere Ereignismeldung empfangen hat.
Ereigniserfassungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Prozessor (123) zum Speichern eines Signalwertes für das erfasste Ereignis in dem Ereignispuffer (114, 116) und zum Senden des Signalwertes des erfassten Ereignisses als Teil der Ereignismeldung programmiert ist.
Ereigniserfassungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Prozessor (123) zum Senden des gespeicherten Ereigniszählwertes als Indikator des Ereigniszählwertes in der Ereignismeldung und weiterhin zum Senden des Wertes des zweiten Zählers zu einer bestimmten Zeit als Teil der Ereignismeldung an die erste Einrichtung (14) programmiert ist, und wobei der erste Prozessor (122) zum Speichern des Wertes des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit und zum Nutzen des Wertes des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit, des Wertes des zweiten Zählers (108, 110) zu einer bestimmten Zeit und des Ereigniszählwertes programmiert ist, um der Erfassung eines Ereignisses die absolute Zeit zuzuordnen.
Ereigniserfassungssystem gemäß Anspruch 6, wobei die bestimmte Zeit der Beginn der Zeit ist, zu der die zweite Einrichtung (50, 51) die Ereignismeldung an die erste Einrichtung (14) sendet.
Ereigniserfassungssystem gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei der erste Prozessor (122) derart programmiert ist, einen Differenzwert des zweiten Zählers (108, 110) als die Differenz zwischen dem Wert des zweiten Zählers (108, 110) zu der bestimmten Zeit und dem Ereigniszählwert zu bestimmen, den Differenzwert des zweiten Zählers (108, 110) in einen skalierten Differenzwert für den ersten Zähler (106) umzuwandeln, einen absoluten Wert des ersten Zählers (106) für das Ereignis durch Bestimmen der Differenz zwischen dem skalierten Differenzwert für den ersten Zähler (106) und dem Wert des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit zu bestimmen und die der Erfassung des Ereignisses zugeordnete absolute Zeit auf eine auf dem Sekundärtaktgeber (104) basierende, dem absoluten Wert des ersten Zählers zugeordnete absolute Zeit für das Ereignis festzusetzen.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 1, wobei der zweite Prozessor (123) zum Bestimmen eines Differenzwertes des zweiten Zählers (108, 110) als eine Differenz zwischen dem Wert des zweiten Zählers (108, 110) zu einer bestimmten Zeit und dem Ereigniszählwert für das Ereignis und zum Senden des Differenzwertes des zweiten Zählers (108, 110) als Indikator des Ereigniszählwertes programmiert ist, und wobei der erste Prozessor (122) zum Festsetzen der absoluten Zeit der Erfassung des Ereignisses basierend auf dem Sekundärtaktgeber (104), den Wert des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit und den Differenzwert des zweiten Zählers (108, 110) programmiert ist.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 9, wobei der erste Prozessor (122) zum Erzeugen eines skalierten Differenzwertes des ersten Zählers (106) aus dem Differenzwert des zweiten Zählers (108, 110) programmiert ist.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die bestimmte Zeit der Beginn der Zeit ist, zu der die zweite Einrichtung (50, 51) die Ereignismeldung an die erste Einrichtung (14) sendet.
Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der erste Prozessor (122) derart programmiert ist, den Differenzwert des zweiten Zählers (108, 110) in einen skalierten Differenzwert für den ersten Zähler (106) umzuwandeln, einen absoluten Wert des ersten Zählers (106) für das Ereignis durch Bestimmen der Differenz zwischen dem skalierten Differenzwert für den ersten Zähler (106) und dem Wert des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit zu bestimmen und die der Erfassung des Ereignisses zugeordnete absolute Zeit auf eine auf dem Sekundärtaktgeber (104) basierende, dem absoluten Wert des ersten Zählers (106) zugeordnete absolute Zeit für das Ereignis festzusetzen.
Ereigniserfassungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Haupttaktgeber (66) einen Empfänger für ein globales Positionserkennungssystem umfasst.
Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen mit: einer Datenbank (60); einem Haupttaktgeber (66); einer oder mehreren mit dem Haupttaktgeber (66) kommunizierend verbundenen ersten Einrichtungen (14), wobei jede der ersten Einrichtungen (14) einen ersten Zähler (106), einen ersten Prozessor (122) und eine mit dem Haupttaktgeber (66) zeitlich synchronisierte Sekundärtaktgeber (104) umfasst; und einer Vielzahl von jeweils mit einer der ersten Einrichtungen (14) kommunizierend verbundenen zweiten Einrichtungen (50, 51), wobei jede zweite Einrichtung (50, 51) einen Ereignispuffer (114, 116), einen zweiten Zähler (108, 110) und einen zweiten Prozessor (123) umfasst, der derart programmiert ist, dass bei Erfassung eines Ereignisses ein Indikator des Ereignisses in dem Ereignispuffer (114, 116) gespeichert wird und der Wert des zweiten Zählers (108, 110) zur Zeit der Erfassung des Ereignisses als ein Ereigniszählwert in dem Ereignispuffer (114, 116) gespeichert wird und dass weiterhin eine Ereignismeldung an eine zugeordnete erste Einrichtung (14) gesendet wird, wobei die Ereignismeldung den Indikator des Ereignisses und einen Indikator des Ereigniszählwertes für das Ereignis umfasst; wobei wenigstens einer der ersten Prozessoren (122) dazu programmiert ist, unter Nutzung des ersten Zählers (106), des Sekundärtaktgebers (104) und des Indikators des Ereigniszählwertes innerhalb der Ereignismeldung der Erfassung des Ereignisses eine absolute Zeit zuzuweisen.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 14, wobei der erste Prozessor (122) zum Senden einer weiteren Ereignismeldung an die Datenbank (60), umfassend den Indikator des Ereignisses und die der Erfassung des Ereignisses zugeordnete absolute Zeit, programmiert ist.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 15, wobei die Datenbank (60) einen weiteren, dritten Prozessor (130) umfasst, welcher zum Bestätigungsmeldung, die den Empfang der weiteren Ereignismeldung bestätigt, programmiert ist.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 16, wobei der zweite Prozessor (123) jeder der zweiten Einrichtungen (50, 51) weiterhin zum Halten eines zugeordneten Ereignisindikators und eines Ereigniszählwertes in dem Ereignispuffer (114, 116) programmiert ist, bis die zweite Einrichtung (50, 51) eine Bestätigung empfängt, dass die Datenbank (60) eine weitere, dem gespeicherten Ereignisindikator und dem Ereigniszählwert zugeordnete Ereignismeldung empfangen hat.
Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei der zweite Prozessor (123) jeder der zweiten Einrichtungen (50, 51) zum Speichern eines Signalwertes für ein erfasstes Ereignis in dem zugeordneten Ereignispuffer (114, 116) und zum Senden des Signalwertes des erfassten Ereignisses als Teil der Ereignismeldung programmiert ist.
Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei der zweite Prozessor (123) zum Senden eines zugeordneten Ereigniszählwertes als Indikator des Ereigniszählwertes in der Ereignismeldung und zum Senden eines Wertes des zweiten Zählers (108, 110) zu einer bestimmten Zeit an eine zugeordnete erste Einrichtungen (14) als Teil der Ereignismeldung programmiert ist, und wobei der wenigstens eine erste Prozessor (122) zum Speichern des Wertes des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit und zur Verwendung des Wertes des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit, des Wertes des zweiten Zählers (108, 110) zu der bestimmten Zeit, des Ereigniszählwertes und des Sekundärtaktgebers (104) programmiert ist, um der Erfassung des Ereignisses die absolute Zeit zuzuweisen.
Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die zweiten Einrichtungen (50, 51) Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen sind.
Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei der zweite Prozessor (123) jeder der zweiten Einrichtungen (50, 51) zum Berechnen eines Differenzwertes als die Differenz zwischen einem der Ereigniszählwerte und einem Wert des zweiten Zählers (108, 110) zu einer bestimmten Zeit und zum Senden des Differenzwertes als Indikator des Ereigniszählwertes in der Ereignismeldung programmiert ist und wobei der wenigstens eine erste Prozessor (122) zum Speichern des Wertes des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit und zur Nutzung des Wertes des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit, des Differenzwertes und des Sekundärtaktgebers (104) programmiert ist, um der Erfassung des Ereignisses die absolute Zeit zuzuweisen.
Verfahren zum Erkennen von Ereignissen in einem Prozesssteuersystem mit einer Datenbank (60), einem Haupttaktgeber (66), einer mit dem Haupttaktgeber (66) kommunizierend verbundenen ersten Einrichtung (14), welche einen ersten Prozessor (122), einen ersten Speicher, einen ersten Zähler (106) und einen Sekundärtaktgeber (104) umfasst, und einer mit der ersten Einrichtung (14) kommunizierend verbundenen zweiten Einrichtung (50, 51), welche einen zweiten Prozessor (123), einen zweiten Speicher, einen Ereignispuffer (114, 116) und einen zweiten Zähler (108, 110) umfasst, mit folgenden Schritten: Synchronisieren der Zeit des Sekundärtaktgebers (104) zu dem Haupttaktgeber (66); Speichern eines Indikators eines Ereignisses in dem Ereignispuffer (114, 116) und Speichern des Wertes des zweiten Zählers (108, 110) bei Erfassung des Ereignisses als einen Ereigniszählwert in dem Ereignispuffer (114, 116); Senden einer Ereignismeldung von der zweiten Einrichtung (50, 51) an die erste Einrichtung (14), welche den Indikator des Ereignisses und einen Indikator des Ereigniszählwertes umfasst; und Nutzung des ersten Zählers (106), des Sekundärtaktgebers (104) und des Indikators des Ereigniszählwertes, um der Erfassung des Ereignisses eine absolute Zeit zuzuweisen.
Verfahren nach Anspruch 22, welches weiterhin den Schritt des Sendens einer weiteren Ereignismeldung, welche den Indikator des Ereignisses und die dem Ereignis zugewiesene absolute Zeit umfasst, an die Datenbank (60) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, welches weiterhin den Schritt des Sendens einer Bestätigungsmeldung, welche den Empfang der weiteren Ereignismeldung durch die Datenbank (60) bestätigt, an die zweite Einrichtung (50, 51) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24, welches weiterhin den Schritt des Haltens des Ereignisindikators und des Ereigniszählwertes in dem Ereignispuffer (114, 116) umfasst, bis die zweite Einrichtung (50, 51) eine Bestätigungsmeldung empfängt, welche anzeigt, dass die Datenbank (60) die weitere Ereignismeldung empfangen hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, welches weiterhin den Schritt des Speicherns eines Signalwertes für das erfasste Ereignis in dem Ereignispuffer (114, 116) und das Senden des Signalwertes für das erfasste Ereignis als Teil der Ereignismeldung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, welches weiterhin den Schritt des Speicherns des Wertes des ersten Zählers (106) und des Wertes des zweiten Zählers (108, 110) zu einer bestimmten Zeit umfasst, und wobei der Schritt der Nutzung des ersten Zählers (106), des Sekundärtaktgebers (104) und des Indikators des Ereigniszählwertes zum Zuweisen einer absoluten Zeit zu der Erfassung des Ereignisses den Schritt des Bestimmens der absoluten Zeit für die Erfassung des Ereignisses als die Zeit umfasst, welche durch den Sekundärtaktgeber (104) als mit dem Wert des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit assoziiert definiert wird, abzüglich eines als die Differenz zwischen dem zweiten Zählwert zu der bestimmten Zeit und dem Ereigniszählwert festgelegten Zählwertes, wobei diese Differenz von der Zeit-Referenz des zweiten Zählers (108, 110) auf die Zeit-Referenz des ersten Zählers (106) skaliert ist.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Schritt des Sendens einer Ereignismeldung den Schritt des Sendens des Ereigniszählwertes und des Wertes des zweiten Zählers (108, 110) zu der bestimmten Zeit als Teil der Ereignismeldung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 oder 28, wobei die bestimmte Zeit der Beginn der Zeit ist, zu welcher die Ereignismeldung von der zweiten Einrichtung (50, 51) an die erste Einrichtung (14) gesendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei der Schritt des Sendens der Ereignismeldung den Schritt des Sendens der Differenz zwischen dem Ereigniszählwert und dem Wert des zweiten Zählers (108, 110) zu der bestimmten Zeit als Teil der Ereignismeldung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, wobei der Schritt des Bestimmens der absoluten Zeit, welche der Erfassung des Ereignisses zugewiesen wird, die Schritte des Berechnens der Differenz zwischen dem Ereigniszählwert und dem Wert des zweiten Zählers (108, 110) zu der bestimmten Zeit als eine Differenzmessung für den zweiten Zähler (108, 110), wenn notwendig des Skalierens der Differenzmessung für den zweiten Zähler (108, 110) in eine Differenzmessung für den ersten Zähler (106) basierend auf der Zeit-Referenz des ersten Zählers (106) und des zweiten Zählers (108, 110), und des Berechnens der Differenz zwischen dem Wert des ersten Zählers (106) zu der vorbestimmten Zeit und der Differenzmessung für den ersten Zähler (106) umfasst, zum Festlegen eines mit der Erfassung des Ereignisses assoziierten, absoluten Wertes des ersten Zählers (106).
Ereigniserfassungssystem für eine Folge von Ereignissen zur Verwendung in einem Prozesssteuersystem mit einer Datenbank (60), einem Haupttaktgeber (66), einer mit dem Haupttaktgeber (66) kommunizierend verbundenen ersten Einrichtung (14), welche einen ersten Prozessor (122), einen ersten Speicher, einen ersten Zähler (106) und eine mit dem Haupttaktgeber (66) zeitlich synchronisierte Sekundärtaktgeber (104) umfasst, und mit einer mit der ersten Einrichtung (14) kommunizierend verbundenen zweiten Einrichtung (50, 51), welche einen zweiten Prozessor (123), einen zweiten Speicher, einen Ereignispuffer (114, 116) und einen zweiten Zähler (108, 110) umfasst, mit: einer in dem ersten Speicher gespeicherten und zum Ausführen auf dem ersten Prozessor (122) ausgebildeten ersten Routine; und einer in dem zweiten Speicher gespeicherten und zum Ausführen auf dem zweiten Prozessor (123) ausgebildeten zweiten Routine, wobei die Routinen dazu angepasst sind das Verfahren gemäß einer der Ansprüche 22 bis 31 zu implementieren.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 32, wobei die erste Routine zum Senden einer weiteren Ereignismeldung an die Datenbank (60), umfassend den Indikator des Ereignisses und die dem Ereignis zugewiesene absolute Zeit, ausgelegt ist.
Ereigniserfassungssystem nach Anspruch 33, wobei die Datenbank (60) einen dritten Prozessor (130) und einen dritten Speicher und weiterhin eine in dem dritten Speicher gespeicherte dritte Routine umfasst, die zum Ausführen auf dem dritten Prozessor (130) so ausgebildet ist, dass eine Bestätigungsmeldung gesendet wird, welche den Empfang der weiteren Ereignismeldung bestätigt.
Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 32 bis 34, wobei die zweite Routine zum Senden des Ereigniszählwertes als Indikator des Ereigniszählwertes und zum Senden des Wertes des zweiten Zählers (108, 110) zu einer bestimmten Zeit an die erste Einrichtung (14) als Teil der Ereignismeldung ausgebildet ist und wobei die erste Routine zum Speichern des Wertes des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit und zur Nutzung des Wertes des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit, des Wertes des zweiten Zählers (108, 110) zu der bestimmten Zeit und des Ereigniszählwertes und des Sekundärtaktgebers (104) ausgebildet ist, um der Erfassung des Ereignisses die absolute Zeit zuzuweisen.
Ereigniserfassungssystem nach einem der Ansprüche 32 bis 35, wobei die zweite Routine zum Bestimmen eines Differenzwertes als Differenz zwischen dem Ereigniszählwert und einem Wert des zweiten Zählers (108, 110) zu einer bestimmten Zeit und zum Senden des Differenzwertes als Indikator des Ereigniszählwertes ausgebildet ist und wobei die erste Routine zum Speichern des Wertes des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit und zur Nutzung des Wertes des ersten Zählers (106) zu der bestimmten Zeit, des Differenzwertes und des Sekundärtaktgebers (104) ausgebildet ist, um der Erfassung des Ereignisses die absolute Zeit zuzuweisen.