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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein industrielles System zum Messen
einer physikalischen Größe (wie
Druck, Temperatur und dergleichen), die beispielsweise mit einem
Prozeß und/oder
einer Anlage in Beziehung sieht.
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Genauer
gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein industrielles Meßsystem,
das beispielsweise die Fernprogrammierung eines industriellen Senders
oder mehrerer industrieller Sender erlaubt, wobei eine abnehmbare
Lese/Programmiereinrichtung verwendet wird, die von den industriellen
Sendern entfernt angeordnet werden kann.
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Zahlreiche
Systeme zum Messen einer physikalischen Größe eines industriellen Prozesses und/oder
einer industriellen Anwendung sind im Stand der Technik bekannt.
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Herkömmliche
Meßsysteme
verwenden im wesentlichen einen oder mehrere industrielle Sender zum
Erfassen der zu messenden industriellen physikalischen Größe und zum Übertragen
von Daten und/oder Signalen an eine empfangende Steuereinheit. Also
sind industrielle Sender an einer gewünschten Stelle des industriellen
Prozesses oder der Anlage angeordnet, und sie melden dem Anwender
das Meßergebnis
der überwachten
physikalischen Größe.
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Es
ist ferner bekannt, daß industrielle
Sender gewöhnlich
während
ihres Betriebs programmiert werden müssen, z. B. um Einstellungen
vorzunehmen, die es ermöglichen,
die Messung der überwachten
physikalischen Größe mit der
erforderlichen Genauigkeit durchzuführen. Bei Druckmessungen eines
Industriefluids werden zum Beispiel gewöhnlich Null- und Meßspannen-Einstellungen
vorgenommen. Zu diesem Zweck werden im allgemeinen Le se/Programmiereinrichtungen
(oft als „Eichmeßinstrumente" bezeichnet) verwendet.
Diese sind normalerweise direkt an dem Sender selbst oder im wesentlichen
direkt stromabwärts
von diesem befestigt, um diese An von Programmierung durchzuführen. Diese
Tatsache bringt Nachteile hinsichtlich ihrer Installation und beträchtliche
Schwierigkeiten bei ihrer Verwendung mit sich, da industrielle Sender
in vielen Fällen
nicht an Stellen angeordnet sind, die für den Benutzer leicht zugänglich sind.
Dies führt
zu einer beträchtlichen Steigerung
der Installations- und
Wartungskosten des gesamten industriellen Meßsystems.
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Ein
Beispiel eines bekannten Systems zum Messen einer physikalischen
Größe mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist in dem Artikel „Smartes
Messen im Prozess",
Lattka, A. L., Elektrotechnik, DE, Vogel Verlag, K. G., Band 73,
Nr. 9 offenbart.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System zum Messen
einer physikalischen Größe betreffend
einen industriellen Prozess und/oder eine Industrieanlage anzugeben,
das eine oder mehrere Lese/Programmiereinrichtung/en verwendet,
die an einem Ort entfernt von dem industriellen Sender installiert
werden kann/können.
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Im
Rahmen dieses Ziels liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, ein System zum Messen einer physikalischen Größe betreffend
einen industriellen Prozess und/oder eine Industrieanlage anzugeben,
das eine oder mehrere Lese/Programmiereinrichtungen verwendet, die
fernversorgt werden kann können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zum
Messen einer physikalischen Größe betreffend
einen industriellen Prozess und/oder eine Industrieanlage anzugeben,
das eine oder mehrere Lese/Programmiereinrichtungen verwendet, die
ein Standard-Kommunikationsprotokoll verwendet/verwenden.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zum
Messen einer physikalischen Größe betreffend
einen industriellen Prozess und/oder eine Industrieanlage anzugeben,
das eine oder mehrere Lese/Programmiereinrichtungen verwendet, die
leicht an herkömmliche
industrielle Sender mit einem hohen Maß an Verläßlichkeit angepaßt werden
kann/können.
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Somit
gibt die vorliegende Erfindung ein industrielles System zum Messen
einer physikalischen Größe an, umfassend:
industrielles
System zum Messen einer physikalischen Größe, umfassend:
- – erste
Mittel zum Erfassen der physikalischen Größe und zum Übertragen erster Daten und/oder Signale
betreffend die physikalische Größe; und
- – zweite
Mittel zum Empfangen der ersten Daten und/oder Signale, wobei die
zweiten Mittel mittels einer Daten/Signal-Kommunikationsleitung
oder mehreren Daten/Signal-Kommunikationsleitungen mit den ersten
Mitteln verbunden sind; und
- – dritte
Mittel zum Lesen der ersten Daten und/oder Signale und zum Programmieren
der ersten Mittel, wobei die dritten Mittel von den ersten Mitteln
abnehmbar und an einer von den ersten Mitteln entfernten Position
befestigbar sind und eine tragbare Lese/Programmiereinheit enthalten;
dadurch
gekennzeichnet, daß die
dritten Mittel Verbindungsmittel enthalten, die zwei Verbinder haben, welche
in eine der Daten/Signal-Übertragungsleitungen
eingesetzt sind und die tragbare Lese/Programmiereinheit in Reihe
mit der einen Daten/Signal-Übertragungsleitung
verbinden.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
eines bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsbeispiels
des Systems nach der Erfindung, das als nicht einschränkendes
Beispiel in den zugehörigen
Zeichnungen dargestellt sind, in denen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
des dritten Mittels, das in dem erfindungsgemäßen System enthalten ist, bei
Installation in einem Fernbetrieb;
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2 ein vereinfachtes Schaltbild
des Systems nach der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß den vorstehenden
Figuren enthält ein
System nach der vorliegenden Erfindung erste Mittel 10 zum Erfassen
einer physikalischen Größe, die
z. B. einen industriellen Prozess und/oder eine Industrieanlage
betrifft. Bei dieser physikalischen Größe kann es sich beispielsweise
um den Druck oder die Temperatur eines Fluids in einer Leitung handeln. Die
ersten Mittel 10 werden zudem verwendet, um erste Daten
und/oder Signale, die diese physikalische Größe betreffen, an zweite Mittel 11 zu
senden, welche die ersten Daten empfangen und mit den ersten Mitteln 10 über eine
oder mehrere Daten/Signal-Kommunkationsleitung/en 13 verbunden
sind.
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Die
ersten Mittel können
aus einem oder mehreren Industriesender/n bestehen (z. B. Druck- und/oder
Temperatursendern), während
die zweiten Mittel 11 z. B. die Empfängereinheit eines Steuersystems
für industrielle
Prozesse sein können.
Die Leitungen 13 sind vorzugsweise 4–20 mA Kommunikationsleitungen,
die dem Fachmann wohlbekannt sind. Das System nach der vorliegenden
Erfindung enthält ferner
dritte Mittel 15 zum Lesen der ersten Daten, die durch
die Leitungen 13 übertragen
werden, und zum Programmieren der ersten Mittel 10. Die
wichtigste Eigenschaft der dritten Mittel 15 ist die, daß sie abnehmbar
und an einem von den ersten Mitteln 10 entfernten Ort befestigbar
sind (wie in 2 dargestellt).
Diese Lösung
ermöglicht
es, das Programmieren für,
z. B., Eicheinstellungen der in den ersten Mitteln 10 enthaltenen
industriellen Sender auf einfache Weise durchzuführen, selbst wenn die industriellen Sender
an schwer zugänglichen
Stellen angebracht sind.
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Vorzugsweise
enthalten die dritten Mittel 10 eine tragbare Lese/Programmiereinheit 1,
die mit vierten Mitteln zum Programmieren von Befehlen und/oder
Signalen an die ersten Mittel 10 ausgestattet sein kann.
Die vierten Mittel können
zum Beispiel aus den in 2 dargestellten
Programmiertasten 3 bestehen. Die tragbare Einheit 1 kann
auch mit fünften
Mitteln zum Austauschen von Befehlen und/oder Signalen mit den ersten
Mitteln 10 ausgestattet sein. Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel
können die
fünften
Mittel (nicht dargestellte) Mittel zum Durchführen einer Daten und/oder Signalkommunikation
durch ein Standardprotokoll enthalten, wie beispielsweise ein Modem
zum Verbinden mittels eines Standard-Kommunikationsprotokolls (z.
B. eines HART-Kommunikationsprotokolls).
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Ein
Firmware-Betriebssystem und/oder Analog/Digital-Wandler (nicht dargestellt)
können
ebenfalls in den fünften
Mitteln enthalten sein. Genauer gesagt kann das Firmware-Betriebssystem
in Speichermitteln (wie beispielsweise einem EPROM) oder direkt
auf einem Mikroprozessor abgelegt sein. Analogwandler sind besonders
nützlich,
wenn 4–20
mA Kommunkationsleitungen verwendet werden, da sie in der Lage sind,
analoge Stromsignale in digitale Daten, und umgekehrt, zu wandeln.
Vorzugsweise sind Ausgangsanschlußmittel in den fünften Mitteln
enthalten. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können dies
die Verbinder 4 der 1 sein,
die in der Lage sind, den direkten Austausch von digitalen/analogen
Signalen zwischen der tragbaren Einheit 1 und einem industriellen
Sender oder zwischen der tragbaren Einheit 1 und anderen,
korrekt angeordneten Vorrichtungen zu ermöglichen.
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Die
tragbare Einheit 1 kann vorzugsweise auch sechste Mittel
zum Anzeigen von Daten und/oder Signalen enthalten, die von der
tragbaren Einheit 1 ausgetauscht werden. Das sechste Mittel kann
z. B. aus einer Flüssigkristallanzeige
bestehen. Mittel (nicht dargestellt) zum Verarbeiten ausgetauschter
Daten und/oder Signale (wie z. B. ein Mikroprozessor) können ebenfalls
in der tragbaren Einheit 1 enthalten sein.
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Wie
oben beschrieben, besteht die wichtigste Eigenschaft der vorliegenden
Erfindung darin, daß die
dritten Mittel 15 von den ersten Mitteln 15 entfernt angeordnet
werden können.
In diesem Fall sind die dritten Mittel 15 mit siebten Mitteln 5 zum
Anschließen
der Lese/Programmiereinheit 1 an eine oder mehrere Daten/Signal-Übertragungsleitungen 13 ausgestattet.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfaßt
das siebte Mittel 5 ein geeignetes Gehäuse 50, das dazu bestimmt
ist, durch die Verbinder 6 und 7 an den Kommunikationsleitungen 13 eingesetzt
zu werden, die die ersten Mittel 10 mit den zweiten Mitteln 11 verbinden.
Vorzugsweise hat das Gehäuse 50 in
seinem Inneren Versorgungsmittel (wie beispielsweise eine Zener-Diode 12),
die es ermöglichen,
der tragbaren Einheit 1 Energie direkt von der einen oder
den mehreren Daten/Signal-Kommunkationsleitungen 13 zuzuführen. In
diesem Fall ist die tragbare Einheit 1 vorzugsweise mit
ihren Verbindern 4 beiderseits der Diode 12 eingesetzt.
Diese Lösung
ist besonders vorteilhaft, da dadurch die Notwendigkeit entfällt, Batterien
für den
unabhängigen Betrieb
der tragbaren Einheit 1 zu verwenden.
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In
der praktischen Anwendung hat sich gezeigt, daß das industrielle System nach
der vorliegenden Erfindung die gestellten Aufgaben vollkommen erfüllt, da
es Fernprogrammierung und -lesen bezüglich der ersten Mittel 10 erlaubt,
die die jeweilige physikalische Größe überwachen. Diese Tatsache beseitigt
Installationsprobleme vollständig,
selbst wenn die ersten Mittel 10 an schwer zugänglichen Stellen
angeordnet sind. Zudem kann das Programmieren der ersten Mittel 10 (z.
B. der in dem industriellen System der vorliegenden Erfindung enthaltenen industriellen
Sender) immer unter den für
den Benutzer besten Bedingungen durchgeführt werden.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß die
Möglichkeit
einer Fernprogrammierung der ersten Mittel 10 noch weitere
Vorteile hat. So ist es möglich,
die tragbare Einheit 1 nur dann einzusetzen, wenn es notwendig
ist, und folglich besteht keine Not wendigkeit, eine solche für jeden
industriellen Sender einzusetzen, sondern nur einen für die „n" industriellen Sender
des erfindungsgemäßen Systems.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß zum
Steigern der Flexibilität
der Verwendung des industriellen Systems nach der Erfindung die
abnehmbaren Mittel 15 auch direkt an den ersten Mitteln 10 eingesetzt werden
können,
wo dies möglich
ist. In diesem Fall kann die tragbare Einheit 1 direkt
an dem entsprechenden Sender eingesetzt werden, ohne daß das Gehäuse 50 notwendig
ist.
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Das
so konzipierte industrielle System kann zahlreiche Modifikationen
und Änderungen
erfahren, die alle im Rahmen des Erfindungskonzepts liegen; alle
Details können
zudem durch technisch äquivalente
Elemente ersetzt werden.
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In
der praktischen Anwendung sind die verwendeten Materialien, sofern
sie mit dem speziellen Verwendungszweck kompatibel sind, sowie die
Abmessungen gemäß den Erfordernissen
und dem Stand der Technik frei wählbar.