DE102016104919A1

DE102016104919A1 - Messanordnung und Verfahren zum temporären Übertragen von digitalen Daten von einer Quelle

Info

Publication number: DE102016104919A1
Application number: DE102016104919.0A
Authority: DE
Inventors: Tilman Benkert; Björn Haase
Original assignee: Endress & Hauser Conducta & Co Kg GmbH; Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Current assignee: Endress & Hauser Conducta & Co Kg GmbH; Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2017-09-21
Also published as: CN107202599A; US20170270780A1; US10510246B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung (31), umfassend: ein erstes Feldgerät (1) der Prozessautomatisierungstechnik, wobei das erste Feldgerät (1) eine erste, insbesondere eine induktive, Schnittstelle (2) und eine Datenverarbeitungseinheit (3) umfasst, und wobei an die erste Schnittstelle (2) ein zweites Feldgerät (21) der Prozessautomatisierungstechnik anschließbar ist; und eine Datenübertragungseinrichtung (11) mit einer zweiten, insbesondere induktiven, Schnittstelle (12), die zur ersten Schnittstelle (2) komplementär ausgestaltet ist, wobei die Datenübertragungseinrichtung (11) darüber an das erste Feldgerät (1) anschließbar ist, wobei die Datenübertragungseinrichtung (11) ein Datenübertragungsmodul (13) umfasst mit dem digitale Daten von einer Quelle (4) über die Datenübertragungseinrichtung (11) und die erste bzw. zweite, insbesondere induktive, Schnittstelle (2, 12) an die Datenverarbeitungseinheit (3) des ersten Feldgeräts (1) übertragbar sind.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum temporären Übertragen von digitalen Daten von einer Quelle (4) an ein Feldgerät (1, 21).

Description

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung und ein Verfahren zum temporären Übertragen von digitalen Daten von einer Quelle mittels einer solchen Messanordnung.
Der Stand der Technik kennt Feldgeräte verschiedenen Schnittstellen, beispielsweise mit einer induktiven Schnittstelle. Als Feldgerät soll hier exemplarisch ein Sensor oder ein Messumformer genannt werden. Ein Sensor ist etwa über diese induktive Schnittstelle mit einer übergeordneten Einheit verbindbar. Diese Sensoren zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass diese schnell anschließbar und abnehmbar sind. An einen Messumformer wiederum können entsprechend schnell und einfach Peripheriegeräte, etwa Sensoren, angeschlossen werden. Als Messumformer kann hierbei auch die Kombination Messumformer plus angeschlossenes Kabel angesehen werden. Am messumformerentfernten Ende des Kabels wird dabei ein weiteres Feldgerät, etwa ein Sensor, über die induktive Schnittstelle angeschlossen. Am anderen Ende des Kabels, also auf Seiten des Messumformers, ist das Kabel mittels einer kontaktbehafteten Schnittstelle mit dem Messumformer verbunden.
Feldgeräte brauchen für verschiedenste Aufgaben Eingaben in Form von digitalen Daten. Diese müssen etwa über eine zusätzliche Schnittstelle am Feldgerät, wie zum Beispiel über eine USB-Schnittstelle, mittels SD-Karte oder via Ethernet oder über einen anderen Bus, übertragen werden. Ist das Feldgerät als Sensor ausgestaltet, müssen die Daten über einen an den Sensor angeschlossenen Messumformer an den Sensor übertragen werden.
All diese Wege sind entweder umständlich, oder erfordern eine zusätzliche Schnittstelle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, digitale Daten auf einfache Art und Weise and ein Feldgerät zu übertragen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Messanordnung, umfassend: ein erstes Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, wobei das erste Feldgerät eine erste, insbesondere eine induktive, Schnittstelle und eine Datenverarbeitungseinheit umfasst, und wobei an die erste Schnittstelle ein zweites Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik anschließbar ist; und eine Datenübertragungseinrichtung mit einer zweiten, insbesondere induktiven, Schnittstelle, die zur ersten Schnittstelle komplementär ausgestaltet ist, wobei die Datenübertragungseinrichtung darüber an das erste Feldgerät anschließbar ist, wobei die Datenübertragungseinrichtung ein Datenübertragungsmodul umfasst mit dem digitale Daten von einer Quelle über die Datenübertragungseinrichtung und die erste bzw. zweite, insbesondere induktive, Schnittstelle an die Datenverarbeitungseinheit des ersten Feldgeräts übertragbar sind.
Eine induktive Schnittstelle erlaubt das schnelle Anschließen und Entfernen von Sensoren an ein Feldgerät. Dieser Vorteil lässt sich nutzen, um kurzzeitig ein Datenübertragungsgerät an die induktive Sensor-Schnittstelle anzuschließen. Nach der Übertragung der Daten steht die Schnittstelle dann wieder für den Sensor-Betrieb zur Verfügung. Eine zusätzliche Schnittstelle für die Datenübertragung ist nicht notwendig. Auf der anderen Seite benötigt man ein Transportmedium für die digitalen Daten und eine Möglichkeit, die Daten von der Quelle auf das Medium zu übertragen. Hier ist eine Technologie günstig, die weit verbreitet ist.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Datenübertragungsmodul der Datenübertragungseinrichtung deswegen um ein Bluetooth-Modul, insbesondere ein Bluetooth Low Energy Modul.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Datenübertragungsmodul der Datenübertragungseinrichtung deswegen um ein Barcode-Lesegerät, insbesondere ein 2-D Barcode-Lesegerät.
In einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Feldgerät um einen Sensor zur Messung von Messwerten zumindest einer Messgröße, und die Messanordnung umfasst das zweite Feldgerät und es handelt sich bei dem zweiten Feldgerät um einen Messumformer.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Feldgerät um einen Messumformer, und die Messanordnung umfasst das zweite Feldgerät und es handelt sich bei dem zweiten Feldgerät um einen Sensor.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum temporären Übertragen von digitalen Daten von einer Quelle mittels einer Messanordnung wie oben stehend beschrieben umfassend die Schritte: temporäres Anschließen der Datenübertragungseinrichtung an das erste Feldgerät über die erste bzw. zweite, insbesondere induktive, Schnittstelle; Übertragen der digitalen Daten von der Quelle an die Datenübertragungseinrichtung mittels des Datenübertragungsmoduls; Übertragen der digitalen Daten von der Datenübertragungseinrichtung über die zweite bzw. erste, insbesondere induktive, Schnittstelle an die Datenverarbeitungseinheit des ersten Feldgeräts; und Verarbeiten der digitalen Daten durch die Datenverarbeitungseinheit.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Datenübertragungsmodul der Datenübertragungseinrichtung um ein Bluetooth-Modul, insbesondere ein Bluetooth Low Energy Modul, und ein Mobilgerät liest die digitalen Daten ein und diese werden von dem Mobilgerät mittels Bluetooth über das Datenübertragungsmodul an die Datenübertragungseinrichtung und schließlich an das erste Feldgerät übertragen.
In einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Datenübertragungsmodul der Datenübertragungseinrichtung um ein Barcode-Lesegerät, insbesondere ein 2-D Barcode-Lesegerät, und das Barcode-Lesegerät liest die digitalen Daten ein und diese werden schließlich an das erste Feldgerät übertragen.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung handelt es sich bei den digitalen Daten um einen Freischaltcode zum Freischalten von zusätzlichen Funktionalitäten des ersten und/oder zweiten Feldgeräts, Geräteeinstellungen des ersten und/oder zweiten Feldgeräts, Softwaremodule des ersten und/oder zweiten Feldgeräts, Daten zum Ändern der Firmware des ersten und/oder zweiten Feldgeräts, und/oder Kalibrierdaten des ersten und/oder zweiten Feldgeräts.
Ist das erste Feldgerät als Messumformer und das zweite Feldgerät als Sensor ausgestaltet, so umfasst das Verfahren bevorzugt folgenden weiteren Schritte: Entfernen der Datenverarbeitungseinheit vom Messumformer; Anschließen des Sensors an den Messumformer; Übertragen der digitalen Daten vom Messumformer an den Sensor; und Verarbeiten der digitalen Daten durch den Sensor.
Dadurch werden die digitalen zuerst von der Quelle über die Datenverarbeitungseinheit an den Messumformer übertragen. Diese können dort gegebenenfalls vor oder weiter verarbeitet werden. Nachdem der Sensor von der induktiven Schnittstelle entfernt wurde, wird ein zweites Feldgerät, also der Sensor, angeschlossen. Die digitalen Daten werden dann an den Sensor übertragen. Dieser umfasst ebenfalls eine Datenverarbeitungseinheit. Die digitalen Daten werden dort entsprechend weiterverarbeitet. Somit können dadurch etwa weitere Funktionalitäten des Sensors freigeschaltet werden.
Der Sensor kann somit zum einen als erstes Feldgerät, und zum anderen als zweites Feldgerät ausgestaltet sein.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näherer erläutert. Es zeigt
1 die erfindungsgemäße Messanordnung in einer ersten Ausgestaltung, und
2a/b die erfindungsgemäße Messanordnung in einer zweiten Ausgestaltung.
In den Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Messanordnung in seiner Gesamtheit hat das Bezugszeichen 31.
In 1 ist eine erste Ausführungsform dargestellt. Darin ist das erste Feldgerät 1 als pH-Sensor ausgestaltet. Jeglicher anderer Sensor wie etwa ein Leitfähigkeitssensor, einen Sensor zur Messung einer Konzentration wie etwa Nitrat, Nitrit, Ammonium etc. ist aber ebenfalls denkbar. Der Sensor 1 umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 3 zum Verarbeiten von digitalen Daten. Der Sensor 1 umfasst eine erste Schnittstelle 2, hier eine induktive Schnittstelle.
An den Sensor 1 angeschlossen ist eine Datenübertragungseinrichtung 11. Diese wiederum umfasst eine zweite Schnittstelle 12, die komplementär zur ersten Schnittstelle 2 ausgestaltet ist. Im Beispiel sind beide Schnittstellen 2, 12 als induktive Schnittstellen ausgestaltet. Die Datenübertragungseinrichtung 11 umfasst ein Datenübertragungsmodul 13, hier ein Bluetooth Modul 14. Das Bluetooth Modul 14 ist etwa als low energy Bluetooth Modul ausgestaltet.
Die Quelle 4 umfasst digitale Daten. Auf diese digitalen Daten wird weiter unten noch näher eingegangen. Ein Mobilgerät 5 liest die digitalen Daten von der Quelle 4 ein. Liegen die Daten in der Quelle 4 etwa in Form eines Barcodes, insbesondere eines 2-D Barcodes, vor, kann das Mobilgerät 5 etwa eine Fotoaufnahme 7 durch die eingebaute Kamera des Mobilgeräts 5 machen. Im Allgemeinen erfolgt eine Übertragung 7 der digitalen Daten an das Mobilgerät 5. Das Mobilgerät 5 kann verschieden ausgestaltet sein, etwa als Mobiltelefon, Tablet, Smartphone oder jegliche andere mobile Einheit mit entsprechender Lesefähigkeit. Das Mobilgerät 5 umfasst ebenfalls ein Bluetooth-Modul. Die digitalen Daten werden mittels einer Bluetooth-Verbindung 6 an die Datenübertragungseinrichtung 11, genauer an das Datenübertragungsmodul 13, übertragen. Die Datenübertragungseinrichtung 11 überträgt die digitalen Daten wiederum über die Schnittstellen 2, 12 an das erste Feldgerät 1. Die Datenverarbeitungseinheit 3 verarbeitet diese Daten entsprechend, darauf wird ebenfalls weiter unten noch eingegangen.
In einer Ausgestaltung ist die Datenübertragungseinrichtung 11 batterie- oder akkubetrieben. In einer weiteren Ausgestaltung wird auch Energie über die beiden Schnittstellen 2, 12 übertragen.
In einer weiteren Ausführungsform dargestellt in 2a ist das erste Feldgerät 1 als Messumformer ausgestaltet. Der Messumformer 1 umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 3. An den Messumformer angeschlossen ist ein Kabel 8, etwa durch eine kontaktbehaftete Schnittstelle. Am anderen Ende des Kabels 8 befindet sich die erste Schnittstelle 2, hier als induktive Schnittstelle ausgestaltet.
An die erste Schnittstelle 2 angeschlossen ist eine Datenübertragungseinrichtung 11. Die Datenübertragungseinrichtung 11 umfasst eine zweite Schnittstelle 12, die komplementär zur ersten. Schnittstelle 2 ausgestaltet ist, hier also ebenfalls als induktive Schnittstelle. Die Datenübertragungseinrichtung 11 ist hier als Barcode-Lesegerät 15, genauer als 2-D Barcode-Lesegerät, ausgestaltet. Das Barcodelesegerät 15 liest die digitalen Daten von der Quelle 4 mittels einer Verbindung 7 ein. Über die Verbindung 7 zur Datenübertragungseinrichtung 11 werden die digitalen Daten über die Schnittstellen 2, 12 an den Messumformer 1 und dann an die Datenverarbeitungseinheit 3 übertragen. Dort werden sie entsprechend weiterverarbeitet.
Im nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, dargestellt in 2b, wird an die erste Schnittstelle 2 ein zweites Feldgerät 21 angeschlossen. Im Beispiel ist das zweite Feldgerät 21 als Sensor ausgestaltet. Das zweite Feldgerät 21 umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 23. Das Feldgerät 21 ist über eine Schnittstelle 22 an die erste Schnittstelle 2, und damit an den Messumformer 1 angeschlossen. Auch die Schnittstelle 22 ist hier als induktive Schnittstelle ausgestaltet. Die digitalen Daten die mittels der Datenübertragungseinrichtung 11 an den Messumformer 1, bzw. an die Datenverarbeitungseinheit 3, übertragen wurden, werden nun an das zweite Feldgerät 21 und dessen Datenverarbeitungseinheit 23 übertragen. Bei den digitalen Daten handelt es sich um einen Freischaltcode zum Freischalten von zusätzlichen Funktionalitäten des ersten und/oder zweiten Feldgeräts 1, 21, Geräteeinstellungen des ersten und/oder zweiten Feldgeräts 1, 21, Softwaremodule des ersten und/oder zweiten Feldgeräts 1, 21, Daten zum Ändern der Firmware des ersten und/oder zweiten Feldgeräts 1, 21, und/oder Kalibrierdaten des ersten und/oder zweiten Feldgeräts 1, 21.
Ein Anwendungsfall ist damit, dass ein Anwender eine neue Funktionalität für seine Feldgeräte 1, 21 erworben hat, die er dann erfindungsgemäß über die Eingabe von Freischaltcodes aktivieren kann. Die Daten werden in Form von Barcodes (z.B. QR-Code oder Data-Matrix-Code) zur Verfügung gestellt. Hierzu können die Codes z.B. einfach per Email verschickt und anschließend auf Papier ausgedruckt werden.
Die Daten werden wie folgt auf das Feldgerät übertragen: In einer ersten Variante wird ein einer induktiven Schnittstelle versehenes Barcode-Lesegerät, das das gleiche Protokoll wie der Sensor nutzt, an die induktive Schnittstelle des Feldgerätes angeschlossen. Während die Verbindung besteht, werden die optisch eingelesenen Barcodes direkt an das Feldgerät übertragen. In einer zweiten Variante wird ein Bluetooth-Modul (insbesondere Bluetooth Low Energy) mit einer induktiven Kupplung (gleiches Protokoll wie der Sensor) an die induktive Schnittstelle des Feldgerätes angeschlossen. Von einem Mobilgerät mit Kamera, z.B. einem Smartphone oder Tablet, wird eine Bluetooth-Verbindung zu dem Modul aufgebaut. Die Verbindung kann auch schon vor dem Anschluss des Moduls an das Feldgerät bestehen. Anschließend werden die Barcodes durch die Kamera des Mobilgeräts eingelesen, von einer entsprechenden Software auf dem Mobilgerät decodiert und über die Bluetooth-Verbindung an das Module und von dort an das Feldgerät übertragen.
Selbstredend ist eine Kombination der verschiedenen Ausgestaltungen des ersten Feldgeräts 1 und der Datenübertragungseinrichtung 11 möglich. So kann etwa auch an einen Sensor als erstes Feldgerät 1 ein Barcode-Lesegerät 15 oder an einen Messumformer ein Bluetooth-Modul 14 angeschlossen werden.
Bezugszeichenliste

1: erstes Feldgerät
2: erste Schnittstelle
3: Datenverarbeitungseinheit
4: Quelle mit digitalen Daten
5: Mobilgerät
6: Verbindung 5 zu 14
7: Einlesen der digitalen Daten
8: Kabel
11: Datenübertragungseinrichtung
12: zweite Schnittstelle
13: Datenübertragungsmodul
14: Bluetooth-Modul
15: Barcode-Lesegerät
21: zweites Feldgerät
22: Schnittstelle
23: Datenverarbeitungseinheit
31: Messanordnung

Claims

Messanordnung (31), umfassend – ein erstes Feldgerät (1) der Prozessautomatisierungstechnik, wobei das erste Feldgerät (1) eine erste, insbesondere eine induktive, Schnittstelle (2) und eine Datenverarbeitungseinheit (3) umfasst, und wobei an die erste Schnittstelle (2) ein zweites Feldgerät (21) der Prozessautomatisierungstechnik anschließbar ist, und – eine Datenübertragungseinrichtung (11) mit einer zweiten, insbesondere induktiven, Schnittstelle (12), die zur ersten Schnittstelle (2) komplementär ausgestaltet ist, wobei die Datenübertragungseinrichtung (11) darüber an das erste Feldgerät (1) anschließbar ist, wobei die Datenübertragungseinrichtung (11) ein Datenübertragungsmodul (13) umfasst mit dem digitale Daten von einer Quelle (4) über die Datenübertragungseinrichtung (11) und die erste bzw. zweite, insbesondere induktive, Schnittstelle (2, 12) an die Datenverarbeitungseinheit (3) des ersten Feldgeräts (1) übertragbar sind.
Messanordnung (31) nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Datenübertragungsmodul (13) der Datenübertragungseinrichtung (11) um ein Bluetooth-Modul (14), insbesondere ein Bluetooth Low Energy Modul, handelt.
Messanordnung (31) nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Datenübertragungsmodul (13) der Datenübertragungseinrichtung (11) um ein Barcode-Lesegerät (15), insbesondere ein 2-D Barcode-Lesegerät, handelt.
Messanordnung (31) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei es sich bei dem ersten Feldgerät (1) um einen Sensor zur Messung von Messwerten zumindest einer Messgröße handelt, und wobei die Messanordnung (31) das zweite Feldgerät (21) umfasst und es sich bei dem zweiten Feldgerät (21) um einen Messumformer handelt.
Messanordnung (31) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei es sich bei dem ersten Feldgerät (1) um einen Messumformer handelt, und wobei die Messanordnung (31) das zweite Feldgerät (21) umfasst und es sich bei dem zweiten Feldgerät (21) um einen Sensor handelt.
Verfahren zum temporären Übertragen von digitalen Daten von einer Quelle mittels einer Messanordnung (31) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die Schritte – temporäres Anschließen der Datenübertragungseinrichtung (11) an das erste Feldgerät (1) über die erste bzw. zweite, insbesondere induktive, Schnittstelle (2, 12), – Übertragen der digitalen Daten von der Quelle (3) an die Datenübertragungseinrichtung (11) mittels des Datenübertragungsmoduls (13), – Übertragen der digitalen Daten von der Datenübertragungseinrichtung (13) über die zweite bzw. erste, insbesondere induktive, Schnittstelle (12, 2) an die Datenverarbeitungseinheit (3) des ersten Feldgeräts (1), und – Verarbeiten der digitalen Daten durch die Datenverarbeitungseinheit (3).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem Datenübertragungsmodul (13) der Datenübertragungseinrichtung (11) um ein Bluetooth-Modul (14), insbesondere ein Bluetooth Low Energy Modul, handelt, und ein Mobilgerät (5) die digitalen Daten einliest (7) und von dem Mobilgerät (5) mittels Bluetooth (6) über das Datenübertragungsmodul (13) an die Datenübertragungseinrichtung (11) und schließlich an das erste Feldgerät (1) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem Datenübertragungsmodul (13) der Datenübertragungseinrichtung (11) um ein Barcode-Lesegerät (15), insbesondere ein 2-D Barcode-Lesegerät, handelt, und das Barcode-Lesegerät (15) die digitalen Daten einliest (7) und diese schließlich an das erste Feldgerät (1) übertragen werden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei es sich bei den digitalen Daten um einen Freischaltcode zum Freischalten von zusätzlichen Funktionalitäten des ersten und/oder zweiten Feldgeräts, Geräteeinstellungen des ersten und/oder zweiten Feldgeräts, Softwaremodule des ersten und/oder zweiten Feldgeräts, Daten zum Ändern der Firmware des ersten und/oder zweiten Feldgeräts, und/oder Kalibrierdaten des ersten und/oder zweiten Feldgeräts handelt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei wenn das erste Feldgerät (1) als Messumformer und das zweite Feldgerät (21) als Sensor ausgestaltet ist, das Verfahren die folgenden weiteren Schritte umfasst: – Entfernen der Datenverarbeitungseinheit vom Messumformer (1), – Anschließen des Sensors (21) an den Messumformer (1), – Übertragen der digitalen Daten vom Messumformer (1) an den Sensor (21), und – Verarbeiten (23) der digitalen Daten durch den Sensor (21).