DE102008063435A1 - System and method for determining and monitoring volumetric flows - Google Patents
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Abstract
System und Verfahren zur Bestimmung und Überwachung von Volumenströmen in Versorgungsbetrieben und/oder Versorgungsnetzen, insbesondere in Wasserversorgungsnetzen und/oder derartigen Betrieben, mittels wenigstens einer Datenverarbeitungseinrichtung (12), wenigstens einer Empfangseinrichtung (14) sowie mehreren Volumenmessern, die im jeweiligen Versorgungsbetrieb und/oder im jeweiligen Versorgungsnetz räumlich verteilt angeordnet sind und jeweils zumindest eine Sensoranordnung (16) sowie Übertragungseinheit (18) umfassen und wobei mittels der Sensoranordnung (16) wenigstens eine vorbestimmbare spezifische Kenngröße des durch den jeweiligen Volumenmesser (10) strömenden Mediums überwacht und/oder erfasst wird und wobei im Zusammenwirken von Übertragungseinheit (18), Empfangseinrichtung (14) und Datenverarbeitungseinrichtung (12) ortsaufgelöst eine Erfassung und Übertragung der Messwerte des jeweiligen Volumenmessers (10) an die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung (12) zur weiteren Verarbeitung durchgeführt und/oder bewirkt wird.System and method for determining and monitoring volume flows in utilities and / or supply networks, in particular in water supply networks and / or such operations, by means of at least one data processing device (12), at least one receiving device (14) and a plurality of volumetric meters, in the respective supply operation and / or are spatially distributed in the respective supply network and in each case comprise at least one sensor arrangement (16) and transmission unit (18) and wherein by means of the sensor arrangement (16) at least one predeterminable specific characteristic of the medium flowing through the respective volume meter (10) monitored and / or detected and wherein in cooperation of the transmission unit (18), receiving device (14) and data processing device (12), spatially resolved detection and transmission of the measured values of the respective volume meter (10) to the at least one data processing device (12 ) is carried out and / or effected for further processing.
Description
Die Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Bestimmung und Überwachung von Volumenströmen, insbesondere von Flüssigkeitsströmen, wie beispielsweise von Wasser oder Öl, in Versorgungsbetrieben oder Versorgungsnetzen.The The invention relates to a system and a method for determination and monitoring of volume flows, in particular of liquid streams, such as for example, of water or oil, in utilities or supply networks.
In herkömmlichen Wasserverteilungs- beziehungsweise Wasserversorgungsnetzen ist eine Überwachung der jeweiligen Versorgungslage in aller Regel nur mit vergleichsweise hohem Aufwand durch ortsaufgelöste Bestückung mit entsprechenden Sensoren und Volumenzählern beziehungsweise -messern durchführbar. Nicht zuletzt aus Gründen der Störfallbehandlung aber auch zur Bewältigung von Steuer-/Regelaufgaben, insbesondere die Wasserverteilung betreffend, werden innerhalb des jeweiligen Netzes Informationen darüber benötigt, zu welchem Zeitpunkt beziehungsweise in welchem Zeitintervall durch welchen Netzbereich oder Teilbereich eines Versorgungsnetzes welche Flüssigkeitsmenge beziehungsweise welches Flüssigkeitsvolumen geleitet wird. Nachteilig erfordern diesbezügliche Anstrengungen und Maßnahmen in aller Regel jedoch erhebliche Aufwendungen an Arbeitsmitteln und Investitionen, da zusätzlich zu den gebräuchlichen Volumenmessern oder -zählern weitere Sensoren im jeweiligen Versorgungsnetz anzuordnen sind, welche Auskunft darüber geben wo beziehungsweise an welchen Stellen das jeweilige Versorgungsnetz gerade von Flüssigkeit durchströmt wird, um gegebenenfalls steuernd eingreifen zu können und beispielsweise Beipässe zu aktivieren und/oder Ventile zu öffnen beziehungsweise zu schließen, oder um Hinweise auf eine mögliche Störung zu erhalten. Die eingesetzten Sensoren müssen darüber hinaus entsprechend verkabelt werden um die jeweiligen Sensorinformationen auslesen und verwerten zu können. Gegebenenfalls ist zum Betrieb der Sensoren darüber hinaus auch eine Strom-/Spannungsversorgung erforderlich was einen weiteren Verkabelungsaufwand mit sich bringen würde.In usual Water distribution or water supply networks is a monitoring the respective supply situation usually only with comparatively high effort by spatially resolved assembly with corresponding sensors and volumetric meters or knives feasible. Not least for reasons the accident treatment but also for coping of control tasks, In particular, concerning the distribution of water, within the respective network information is needed at what time or in which time interval through which network area or partial area of a supply network which amount of liquid or which liquid volume is directed. Disadvantages require efforts and measures in this regard As a rule, however, considerable expenditure on work equipment and investments, in addition to the common ones Volume meters or counters additional sensors are to be arranged in the respective supply network, what information about it give where or at which points the respective supply network straight from liquid flows through is to be able to intervene if necessary, and to activate, for example, bypasses and / or valves to open or close, or references to a possible disorder to obtain. The sensors used must also be wired accordingly will read and evaluate the respective sensor information to be able to. Optionally, the operation of the sensors beyond a power / voltage supply required what a further wiring effort with it would.
Dies gilt insbesondere auch im Hinblick auf die Nach- beziehungsweise Umrüstung bereits bestehender Netze.This applies in particular also with regard to the Nach- or conversion already existing networks.
So werden für eine entsprechende Überwachung und Steuerung der jeweiligen Versorgungslage, insbesondere der Wasserversorgung und/oder -verteilung, üblicherweise größere Versorgungsbereiche und/oder größere zusammenhängende geographische Gebiete netzartig in kleinere Areale bzw. Zonen, die auch als „District Metering Areas (DMAs)” bezeichnet werden, aufgeteilt. Derartige DMAs können dabei durchaus mehrere hundert bis mehrere tausend Serviceverbindungen bzw. -stellen aufweisen, wobei jede DMA im einfachsten Fall nur einen einzigen Wasserzulauf, mit je einem steuer- und/oder regelbaren Einlassventil bzw. einem druckreduzierten Ventil (PRV) und einem Durchflussmesser aufweisen kann.So be for a corresponding monitoring and controlling the respective supply situation, in particular the water supply and / or distribution, usually larger coverage areas and / or larger contiguous geographic Areas reticulated into smaller areas or zones, also known as "District Metering Areas (DMAs) " be divided. Such DMAs can quite several have from one hundred to several thousand service connections or points, with each DMA in the simplest case having only a single water supply, each with a controllable and / or controllable inlet valve or a pressure-reduced valve (PRV) and a flow meter have can.
Eine effiziente und umfassende Überwachung der Versorgungslage auch im Sinne einer wirtschaftlich/ökonomischen Verteilung von Flüssigkeiten ist mittels herkömmlicher Verfahren und Systeme somit nicht ohne erheblichen Aufwand möglich.A efficient and comprehensive monitoring the supply situation also in terms of an economic / economic Distribution of liquids is by conventional Methods and systems thus not possible without considerable effort.
Der Erfindung liegt demgemäss die Aufgabe zugrunde eine effiziente und umfassende Überwachung und Regulierung beziehungsweise Verteilung von Volumenströmen Wasserversorgungsbetrieben und/oder Wasserversorgungsnetzen zu ermöglichen.Of the Invention is accordingly The task is based on efficient and comprehensive monitoring and regulation or distribution of volume flows to water utilities and / or To enable water supply networks.
Vorgenannte Aufgabe wird durch ein System zur Bestimmung und Überwachung von Volumenströmen in Versorgungsbetrieben oder Versorgungsnetzen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie ein entsprechendes Verfahren auch zur Ausführung auf dem erfindungsgemäßen System sind in weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.The aforementioned Task is through a system for determination and monitoring of volume flows in utilities or supply networks with the characteristics of Claim 1 solved. advantageous Embodiments and developments and a corresponding method also for execution on the system according to the invention are in further claims and the description below.
Das erfindungsgemäße System zur Bestimmung und Überwachung von Volumenströmen in Versorgungsbetrieben und/oder Versorgungsnetzen, insbesondere in Wasserversorgungsnetzen und/oder derartigen Betrieben, umfasst wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung, wenigstens eine Empfangseinrichtung sowie mehrere Volumenmesser, die im jeweiligen Versorgungsbetrieb und/oder im jeweiligen Versorgungsnetz räumlich verteilt angeordnet sind und jeweils zumindest eine Sensoranordnung sowie Übertragungseinheit umfassen und wobei mittels der Sensoranordnung wenigstens eine vorbestimmbare spezifische Kenngröße des durch den jeweiligen Volumenmesser strömbaren Mediums überwachbar und/oder erfassbar ist und wobei im Zusammenwirken von Übertragungseinheit, Empfangseinrichtung und Datenverarbeitungseinrichtung ortsaufgelöst eine Erfassung und Übertragung der Messwerte des jeweiligen Volumenmessers an die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung zur weiteren Verarbeitung durchführbar und/oder bewirkbar ist.The inventive system for determination and monitoring of volume flows in utilities and / or supply networks, in particular in water supply networks and / or such establishments at least one data processing device, at least one receiving device as well as several volume meters, which are in the respective supply operation and / or spatially distributed in the respective supply network and in each case at least one sensor arrangement and transmission unit comprise and wherein by means of the sensor arrangement at least one predeterminable specific characteristic of the flow the respective volume meter Medium monitored and / or can be detected and where, in cooperation of the transmission unit, Receiving device and data processing device spatially resolved a Capture and transmission the measured values of the respective volume meter to the at least one Data processing device for further processing feasible and / or is feasible.
Durch vorgenanntes System wird insbesondere eine ortsgenaue Bestimmung des jeweiligen Volumenstromes ermöglicht, wobei durch Analyse und Auswertung der jeweilig erfassten Kennzahl zusätzlich noch Aussagen darüber ermöglicht werden aus welchem Medium, beispielsweise Gas, Wasser, Öl aber auch andere Chemikalien, der abjeweilige Volumenstrom gebildet ist.By The aforementioned system is in particular a location-accurate determination of the respective volume flow, whereby by analysis and evaluation of the respective measure recorded additionally Statements about it allows become from which medium, for example gas, water, oil but also other chemicals, the respective volumetric flow is formed.
Auf diese Weise lässt sich in einem Versorgungsnetz eine effiziente Überwachung der beispielsweise Wasserverteilung mit vergleichsweise geringem Aufwand realisieren, insbesondere ohne weiteren Installationsaufwand durch Sensoren sowie deren Energieversorgung.In this way, efficient monitoring of the supply network can be achieved For example, realize water distribution with relatively little effort, in particular without further installation effort by sensors and their energy supply.
In einer weiteren Ausgestaltung ist wenigstens eine Kommunikationsverbindung zwischen der jeweiligen Übertragungseinheit und der Empfangseinrichtung und/oder zwischen der Empfangseinrichtung und der Datenverarbeitungseinrichtung vorsehbar, welche jeweils drahtlos oder drahtgebunden ausbildbar ist.In Another embodiment is at least one communication link between the respective transmission unit and the receiving device and / or between the receiving device and the data processing device providable, which respectively can be formed wirelessly or by wire.
Insbesondere kann es sich dabei um eine LAN(Local Area Network)-, WAN(Wide Area Network)-, WLAN(Wireless Local Area Network)-, Bluetooth, SCSI, USB oder Funkverbindung handeln. Auch eine Busverbindung, insbesondere eine Feldbusverbindung, wie beispielsweise ControlNet, Ethernet, Profibus oder Profinet, Modbus, MBus, XBus oder CAN beziehungsweise CANopen und dergleichen sind grundsätzlich möglich.Especially This can be a LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network), WLAN (Wireless Local Area Network), Bluetooth, SCSI, USB or wireless connection act. Also a bus connection, in particular a fieldbus connection, such as ControlNet, Ethernet, Profibus or Profinet, Modbus, MBus, XBus or CAN respectively CANopen and the like are basically possible.
Auch ist vorteilhaft vorsehbar, dass die Empfangseinrichtung in die Datenverarbeitungseinrichtung integrabel ist, beispielsweise als Einsteckkarte oder Modul, oder aber als sogenannter Stick.Also is advantageous vorsehbar that the receiving device in the data processing device integrable is, for example, as a plug-in card or module, or but as a so-called stick.
Vorteilhaft kann die Übertragungseinheit dafür eingerichtet sein, eine on-line Erfassung und/oder Übertragung von Echtzeit-Messwerten der Volumenmesser sowie insbesondere der Sensoranordnung, insbesondere zyklisch und/oder in Echtzeit, durchzuführen, wobei der jeweilige Abtastzyklus der Übertragungseinheit frei bestimmbar und/oder über einen Remote-Zugriff online änderbar ist.Advantageous can the transmission unit set up for it be an on-line acquisition and / or transmission of real-time measurements the volume meter and in particular the sensor arrangement, in particular cyclically and / or in real time, with the respective sampling cycle the transmission unit freely determinable and / or over a remote access online changeable is.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der jeweilige Volumenmesser ein Rechenwerk, eine Volumenmesseinrichtung mit einem von einem Medium durchströmbaren Messraum, wenigstens einen Zufluss sowie Ablauf sowie eine Zähleranordnung.In an advantageous embodiment, the respective volume meter comprises an arithmetic unit, a volume measuring device with one of a Medium permeable Measuring room, at least one inflow and drain and a counter arrangement.
Vorteilhaft ist wenigstens eine Schnittstelle, insbesondere eine frei konfigurierbare Schnittstelle, vorsehbar, die im Zusammenwirken mit der Datenverarbeitungseinrichtung eine Anbindung des Systems an unterlagerte Steuer-/Regeleinrichtungen des jeweiligen Versorgungsbetriebes und/oder des jeweiligen Versorgungsnetzes, insbesondere eines Wasserversorgungsbetriebes oder Wasserversorgungsnetzes, bewirkt, beispielsweise zum Ansteuern/Betätigen von Aktuatoren, insbesondere Schiebern und/oder Pumpen, und/oder zur Ansteuerung von Armaturen, insbesondere Ventilen, beispielsweise zum Aktivieren/Schalten von Beipässen und/oder zum zielgerichteten Steuern/Regeln des jeweiligen Volumenstromes und/oder dessen Verteilung.Advantageous is at least one interface, in particular a freely configurable Interface, providable, in cooperation with the data processing device a connection of the system to lower-level control / regulating devices the respective utility company and / or the respective supply network, in particular a water supply company or water supply network, causes for example, to control / actuate of actuators, in particular sliders and / or pumps, and / or for controlling valves, in particular valves, for example to activate / switch by-pass and / or for purposeful control / regulation of the respective volume flow and / or its distribution.
In einer weiteren Ausgestaltung ist kenngrößenabhängig eine selektive Kopplung oder Entkopplung zwischen Zähleranordnung und Rechenwerk bewirkbar, wobei in vorteilhafter Ausgestaltung die Kopplung zwischen Zähleranordnung und Rechenwerk dann bewirkt ist, wenn die mittels Sensoranordnung erfasste Kenngröße einem vorbestimmten Medium, insbesondere einer Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser, entspricht und/oder dieser zuzuordnen ist.In In a further embodiment, a characteristic coupling is a selective coupling or decoupling between counter arrangement and calculating unit feasible, wherein in an advantageous embodiment, the coupling between meter arrangement and arithmetic unit is then effected when the means of sensor array recorded characteristic one predetermined medium, in particular a liquid such as Water, corresponds and / or this is to be assigned.
Dementsprechend ist eine Entkopplung zwischen Zähleranordnung und Rechenwerk dann bewirkbar, wenn die mittels Sensoranordnung erfasste Kenngröße einem gasförmigen Medium, insbesondere Luft, entspricht oder diesem zuzuordnen ist.Accordingly is a decoupling between counter arrangement and arithmetic unit then effected when the means of sensor array recorded characteristic one gaseous Medium, in particular air, corresponds or is assigned to this.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Sensoranordnung Mittel auf, um die elektrische Leitfähigkeit, den elektrischen Widerstand, die Kapazität, die Induktivität, die magnetische Suszeptibilität, die optische Dichte oder den Brechungsindex oder eine andere physikalische Größe des den Messraum durchströmenden Mediums oder eine Kombination daraus zu erfassen und/oder zu bestimmen.In In a further embodiment, the sensor arrangement has means to the electrical conductivity, the electrical resistance, the capacitance, the inductance, the magnetic susceptibility the optical density or the refractive index or another physical Size of the Measuring chamber flowing through To detect and / or determine a medium or a combination thereof.
Weiterhin sind vorteilhaft Mittel vorsehbar, welche in Abhängigkeit des von der Sensoranordnung ermittelten Kenngrößenwertes selektiv eine Kopplung oder Entkopplung von Zähleranordnung und Rechenwerk bewirken und/oder die Kopplung und/oder Entkopplung anhand wenigstens eines vorbestimmbaren Kenngrößen-Schwellenwertes bewirken.Farther Advantageously, means can be provided, which depend on the sensor arrangement determined characteristic value selectively a coupling or decoupling of counter arrangement and arithmetic unit cause and / or the coupling and / or decoupling based on at least cause a predeterminable characteristic threshold value.
In vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt die Kopplung und/oder Entkopplung von Rechenwerk und Zähleranordnung elektronisch gesteuert, wobei weiterhin vorsehbar ist, dass die Kopplung und/oder Entkopplung zwischen Rechenwerk und Zähleranordnung elektrisch, elektromagnetisch, induktiv, kapazitiv, optisch oder mechanisch oder einer Kombination daraus bewirkt istIn Advantageous embodiment, the coupling and / or decoupling takes place of calculator and counter arrangement electronically controlled, whereby it is further foreseeable that the Coupling and / or decoupling between arithmetic unit and counter arrangement electrical, electromagnetic, inductive, capacitive, optical or mechanically or a combination thereof is effected
Insbesondere handelt es sich bei dem Volumenzähler oder -messer dabei um einen Mehrstrahl-Volumenzähler, vorzugsweise einen elektronischen Mehrstrahl-Volumenzähler.Especially this is the volume counter or -messer thereby a multi-jet volume meter, preferably an electronic Multibeam volume counter.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Volumenzähler eine eigene Energieversorgung welche auch die Sensoranordnung sowie die Übertragungseinheit mit elektrischer Energie versorgt und als Akkumulatoranordnung und/oder Solarzellenanordnung und/oder Windrotor mit Generator oder einer Kombination daraus ausgebildet ist.In In a further embodiment, the volume counter comprises a own power supply which also the sensor arrangement and the transmission unit supplied with electrical energy and as an accumulator assembly and / or Solar cell arrangement and / or wind rotor with generator or a Combination of this is formed.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Volumenzähler Mittel welche eine drahtgebundene und/oder drahtlose (wireless) Energieversorgung durch eine externe Energiequelle ermöglichen.In a further embodiment includes the flow meter Means which are a wired and / or wireless (wireless) Enabling energy supply through an external source of energy.
In weiterführender Ausgestaltung umfasst die Zähleranordnung einen im Messraum drehbeweglich gelagerten Messkörper, der von dem durch den Messraum strömenden Medium in Drehbewegung versetzt ist, wobei der Volumenmesser insbesondere als Flügelradzähler ausgebildet ist und einen Messkörper mit Flügelrad mit Flügelradwelle umfasst, oder als Ringkolbenzähler ausgebildet ist und einen Messkörper mit exzentrisch gelagertem Kolben mit Drehwelle umfasst.In further leading Embodiment comprises the counter arrangement a rotatably mounted in the measuring chamber measuring body, of the by the Measuring room flowing Medium is set in rotary motion, the volume meter in particular designed as impeller counter is and a measuring body with impeller with impeller shaft includes, or as a rotary piston meter is formed and a measuring body comprising eccentrically mounted piston with rotary shaft.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Zähleranordnung wenigstens einen Impulsgeber und wenigstens einen Impulssensor auf, wobei der wenigstens eine Impulsgeber mit dem Messkörper der Zähleranordnung in Wirkverbindung steht und mit dem wenigstens einen Impulssensor derart zusammenwirkt, dass Drehbewegungen des Messkörpers in Form volumenproportionaler Impulse vom Impulssensor erfassbar sind und der Impulssensor der Zähleranordnung mit dem Rechenwerk derart koppelbar ist, dass Drehbewegungen des Messkörpers vom Rechenwerk erfassbar und/oder in ein Volumen umrechenbar sind, wobei die Umrechnung vorzugsweise elektronisch erfolgt.In Advantageous embodiment, the counter arrangement has at least one Pulse generator and at least one pulse sensor, wherein the at least a pulse generator with the measuring body the counter arrangement is in operative connection with the at least one pulse sensor cooperates such that rotational movements of the measuring body in the form Volume proportional pulses from the pulse sensor can be detected and the pulse sensor of the counter arrangement can be coupled with the calculator such that rotational movements of the measuring body can be detected by the arithmetic unit and / or converted into a volume, wherein the conversion is preferably carried out electronically.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Sensoranordnung des jeweiligen Volumenmessers wenigstens zwei elektrisch leitfähige Kontakte auf, welche in den vom Medium durchströmten Bereichen des Volumenzählers, insbesondere im Messraum, voneinander beabstandet angeordnet sind und/oder zwischen jeweils zwei Kontakten eine Spannungsdifferenz beaufschlagbar ist.In In another embodiment, the sensor arrangement of the respective Volumeter at least two electrically conductive contacts, which in the medium flowed through Areas of the volumeter, in particular in the measuring space, are arranged spaced from each other and / or between each two contacts a voltage difference can be acted upon.
Weiterhin sind Mittel vorsehbar, um die elektrische Leitfähigkeit und/oder den elektrischen Widerstand des zwischen den wenigstens zwei Kontakten strömenden Mediums zu überwachen und/oder zu bestimmen.Farther means are predictable to the electrical conductivity and / or the electrical Resistance of the medium flowing between the at least two contacts to monitor and / or to determine.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Datenverarbeitungseinrichtung wenigstens eine Verarbeitungseinheit welche die Messwerte der verschiedenen Volumenmesser auswertet und anhand der gelieferten beziehungsweise übertragenen Sensorinformationen eine Aussage darüber ermittelt wo sich welcher Volumenstrom gerade befindet beziehungsweise welcher Volumenmesser von welchem Volumenstrom und/oder Medium durchströmt wird.In In another embodiment, the data processing device comprises at least one processing unit which the measured values of the various Volume meter evaluates and based on the delivered or transmitted Sensor information determines a statement about where which Volume flow is currently or which volume meter which volume flow and / or medium flows through it.
Weiterhin wird die gestellte Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Bestimmung und Überwachung von Volumenströmen in Versorgungsbetrieben und/oder Versorgungsnetzen, insbesondere in Wasserversorgungsnetzen und/oder derartigen Betrieben, insbesondere mittels eines gemäß vorstehenden Ausführungen ausgebildeten Systems, gelöst, wobei Messwerte mehrerer, im jeweiligen Versorgungsbetrieb und/oder im jeweiligen Versorgungsnetz räumlich verteilt angeordneter Volumenmesser erfasst, drahtlos ausgelesen und ortsaufgelöst ausgewertet werden und wobei jeweils anhand von in den Messwerten enthaltener Sensorinformationen bezüglich zumindest einer vorbestimmbaren spezifischen Kenngröße des jeweilig durch den Volumenmesser strömbaren Mediums ortsaufgelöst eine Überwachung und/oder Bestimmung der im jeweiligen Netzwerk und/oder dem Versorgungsbetrieb auftretenden Volumenströme durchgeführt wird.Farther The task is also performed by a method of determination and monitoring of volume flows in utilities and / or supply networks, in particular in water supply networks and / or such establishments, in particular by means of one of the above versions trained system, solved, taking Measured values of several, in each supply operation and / or in the respective supply network spatially distributed volume meter detected, read out wirelessly and spatially resolved be evaluated and where each based on in the readings contained sensor information regarding at least one predeterminable specific characteristic of the respective flowable through the volume meter Medium spatially resolved a surveillance and / or determination of the respective network and / or the utility company occurring volume flows carried out becomes.
Verfahrensgemäß wird insbesondere eine ortsgenaue Bestimmung und Überwachung des jeweiligen Volumenstromes ermöglicht, wobei durch Analyse und Auswertung der jeweilig erfassten Kenngröße zusätzlich noch Aussagen darüber ermöglicht werden aus welchem Medium, beispielsweise Gas, Wasser, Öl aber auch andere Chemikalien, der jeweilige Volumenstrom gebildet ist.In accordance with the method, in particular a location-specific determination and monitoring of the respective volume flow, whereby by analysis and evaluation of the respective measured characteristic additionally statements about it are made possible from which medium, for example gas, water, oil but also other chemicals, the respective volume flow is formed.
Auf diese Weise lässt sich in einem Versorgungsnetz eine effiziente Überwachung der beispielsweise Wasserverteilung mit vergleichsweise geringem Aufwand realisieren, insbesondere ohne weiteren Installationsaufwand durch Sensoren sowie deren Energieversorgung.On that way In a supply network, an efficient monitoring of the example Realize water distribution with comparatively little effort, in particular without further installation effort by sensors and their Power supply.
Insbesondere wird das Auslesen der Messwerte drahtlos und/oder drahtgebunden mittels LAN(Local Area Network)-, WAN(Wide Area Network)-, WLAN(Wireless Local Area Network)-, Bluetooth, SCSI, USB oder Funkverbindung durchgeführt. Auch mittels Busverbindung, insbesondere einer Feldbusverbindung, wie beispielsweise ControlNet, Ethernet, Profibus oder Profinet, Modbus, MBus, XBus oder CAN beziehungsweise CANopen und dergleichen ist das Auslesen der Messwerte grundsätzlich durchführbar.Especially The reading of the measured values is wireless and / or wired via LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network), WLAN (Wireless Local Area Network), Bluetooth, SCSI, USB or wireless connection. Also by means of bus connection, in particular a fieldbus connection, such as eg ControlNet, Ethernet, Profibus or Profinet, Modbus, MBus, XBus or CAN or CANopen and the like Reading the measured values is basically feasible.
In einer vorteilhaften Verfahrensausführung wird die Erfassung und/oder das Auslesen der Messwerte, insbesondere von Echtzeit-Messwerten, der Volumenmesser zyklisch und/oder in Echtzeit, durchgeführt, wobei der jeweilige Auslesezyklus frei bestimmbar und/oder über einen Remote-Zugriff online änderbar ist.In an advantageous method embodiment is the detection and / or the reading of the measured values, in particular of real-time measured values, the volumetric meter cyclically and / or in real time, performed the respective readout cycle freely determinable and / or via a Remote access can be changed online is.
In einer weiteren Ausführungsform ist anhand der verfahrensgemäß bestimmten Volumenströme im Zusammenwirken mit wenigstens einer unterlagerten Steuer-/Regeleinrichtung des jeweiligen Versorgungsbetriebes und/oder des jeweiligen Versorgungsnetzes, insbesondere eines Wasserversorgungsbetriebes oder Wasserversorgungsnetzes, beispielsweise durch Ansteuern/Betätigen von Aktuatoren, insbesondere Schiebern und/oder Pumpen, und/oder zur Ansteuerung von Armaturen, insbesondere Ventilen, insbesondere zum Aktivieren/Schalten von Beipässen eine zielgerichteten Steuerung/Regelung des jeweiligen Volumenstromes und/oder dessen Verteilung durchführbar.In a further embodiment, based on the method according to certain volume flows in cooperation with at least one subordinate control / regulating device of the respective utility and / or the respective supply network, in particular a water supply operation or water supply network, for example by driving / actuation of actuators, especially sliders and / or pumps , and / or for controlling valves, in particular valves, in particular for activating / switching by-passes a purposeful control / regulation of the respective volume flow and / or the distribution is feasible.
In einer weiteren Ausgestaltung ist kenngrößenabhängig eine selektive Kopplung oder Entkopplung zwischen Zähleranordnung und Rechenwerk des jeweiligen Volumenzählers bewirkbar, wobei in vorteilhafter Ausgestaltung die Kopplung zwischen Zähleranordnung und Rechenwerk dann bewirkt wird, wenn die mittels Sensoranordnung erfasste Kenngröße einem vorbestimmten Medium, insbesondere einer Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser, entspricht und/oder dieser zuzuordnen ist.In In a further embodiment, a characteristic coupling is a selective coupling or decoupling between counter arrangement and arithmetic unit of the respective volume counter effectable, wherein advantageously Design the coupling between counter arrangement and calculator is then effected when the detected by means of sensor array a predetermined medium, in particular a liquid such as Water, corresponds and / or this is to be assigned.
Dementsprechend ist eine Entkopplung zwischen Zähleranordnung und Rechenwerk dann bewirkbar, wenn die mittels Sensoranordnung erfasste Kenngröße einem gasförmigen Medium, insbesondere Luft, entspricht oder diesem zuzuordnen ist.Accordingly is a decoupling between counter arrangement and arithmetic unit then effected when the means of sensor array recorded characteristic one gaseous Medium, in particular air, corresponds or is assigned to this.
In einer weiteren Ausführung wird mittels des jeweiligen Volumenmessers die elektrische Leitfähigkeit, der elektrischen Widerstand, die Kapazität, die Induktivität, die magnetische Suszeptibilität, die optische Dichte oder der Brechungsindex oder eine andere physikalische Größe des den Messraum durchströmenden Mediums oder eine Kombination daraus als Sensorinformation erfasst und/oder bestimmt.In another embodiment is the electrical conductivity by means of the respective volume meter, the electrical resistance, the capacitance, the inductance, the magnetic susceptibility the optical density or the refractive index or another physical Size of the Measuring chamber flowing through Medium or a combination thereof detected as sensor information and / or determined.
In vorteilhafter Ausgestaltung wird die Kopplung und/oder Entkopplung von Rechenwerk und Zähleranordnung elektronisch gesteuert durchgeführt, wobei weiterhin vorsehbar ist, dass die Kopplung und/oder Entkopplung zwischen Rechenwerk und Zähleranordnung elektrisch, elektromagnetisch, induktiv, kapazitiv, optisch oder mechanisch oder einer Kombination daraus bewirkt wird.In Advantageous embodiment, the coupling and / or decoupling of calculator and counter arrangement electronically controlled, wherein it is further foreseeable that the coupling and / or decoupling between calculator and counter arrangement electrical, electromagnetic, inductive, capacitive, optical or mechanically or a combination thereof is effected.
In einer weiteren Ausgestaltung werden die Volumenzähler autonom, mittels eigener Energieversorgung betrieben und beispielsweise mittels Akkumulatoranordnung und/oder Solarzellenanordnung und/oder Windrotor mit Generator oder einer Kombination daraus mit elektrischer Energie versorgt.In In another embodiment, the volume counters become autonomous, by means of their own Power supply operated and, for example by means of accumulator and / or solar cell assembly and / or wind rotor with generator or a combination of these supplied with electrical energy.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Volumenzähler drahtlos (wireless) mit elektrischer Energie durch eine externe Energiequelle versorgt.In a further embodiment becomes the volume counter wireless (wireless) with electrical energy through an external Power source supplied.
In einer weiteren Verfahrensausführung werden die Messwerte der verschiedenen Volumenmesser auswertet und anhand der gelieferten beziehungsweise übertragenen Sensorinformationen eine Aussage darüber ermittelt wo sich welcher Volumenstrom gerade befindet beziehungsweise welcher Volumenmesser von welchem Volumenstrom und/oder Medium durchströmt wird.In a further process execution the measured values of the different volume meters are evaluated and based on the delivered or transmitted sensor information a statement about it Determines where is which volume flow is currently or which volume meter flows through which volume flow and / or medium.
Ein Computerprogramm zur Ausführung auf einer entsprechend eingerichteten Datenverarbeitungseinrichtung, das die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist, führt zu einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. Ein Computerprogramm, insbesondere ein auf einem Datenträger gespeichertes Computerprogramm, das die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist, wird daher ausdrücklich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen.One Computer program for execution on an appropriately equipped data processing device, having the features of the method according to the invention leads to a preferred embodiment of the system according to the invention. A computer program, in particular a stored on a disk Computer program comprising the features of the method according to the invention therefore becomes explicit included in the disclosure of the present application.
Die weitere Darlegung der Erfindung sowie vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen erfolgt anhand einer Figur sowie des zugehörigen Ausführungsbeispieles.The Further explanation of the invention and advantageous embodiments and further developments are based on a figure and the associated embodiment.
Es zeigt:It shows:
In
Systemgemäß ist dadurch
eine ortsgenaue Bestimmung des jeweiligen Volumenstromes ohne zusätzliche
Einbringung weiterer Sensoren in das Versorgungsnetz und/oder den
jeweiligen Versorgungsbetrieb und auch ohne weiteren Verkabelungsaufwand
ermöglicht,
wobei durch Analyse und Auswertung der jeweilig durch den Volumenmesser
Auch sind in Kenntnis des jeweiligen Netzaufbaus beziehungsweise dessen Struktur, insbesondere Querschnitt der Leitungen, Leitungslänge, Ventilstellungen, Beipässe, Abzweige und Durchflussrate, das heißt Durchflussmenge pro Zeit, auch vorausschauende Aussagen beziehungsweise Vorhersagen darüber ermöglicht wo welcher Volumenstrom beziehungsweise welche Volumenmenge zu einem bestimmten Zeitpunkt und/oder innerhalb eines bestimmten Zeitfensters anzutreffen sein wird.Also are aware of the respective network structure or its Structure, in particular cross-section of the lines, line length, valve positions, Beipässe, Branches and flow rate, ie flow rate per time, also forward-looking statements or predictions about where allows which volume flow or which volume amount to one certain time and / or within a certain time window will be encountered.
Informationen über Ventilstellungen, Beipässe und dergleichen sind beispielsweise im Zusammenwirken mit insbesondere unterlagerten Steuer-/Regeleinrichtungen, insbesondere auch eine oder mehrere SPS mit zentralem beziehungsweise übergeordnetem Leitsystem, des jeweiligen Versorgungsbetriebes und/oder des jeweiligen Versorgungsnetzes, auch online und/oder in Echtzeit, ermittelbar.Information about valve positions, Beipässe and the like, for example, in cooperation with particular subordinate control / regulating devices, in particular also one or Several PLCs with central or higher-level control system, the respective utility company and / or the respective supply network, also online and / or in real time, can be determined.
Zusätzlich erlaubt eine entsprechende Auswertung der Sensorinformationen beziehungsweise der Messwerte der wenigstens einen Kenngröße der im Verbund organisierten Volumenmesser noch eine Bestimmung dahingehend, welches Medium, beispielsweise Gas, Wasser, Öl aber auch andere Chemikalien, gerade durch den jeweiligen Volumenmesser strömt beziehungsweise sich an welcher Stelle des jeweiligen Versorgungsnetzes befindet.Additionally allowed a corresponding evaluation of the sensor information or the Measured values of at least one parameter of the group organized Volume meter still a determination as to which medium, for example, gas, water, oil but also other chemicals, just by the respective volume meter flows or at which point of the respective supply network located.
Zwischen
der Übertragungseinheit
Insbesondere kann es sich dabei um eine WLAN(Wireless Local Area Network)-, Bluetooth oder auch andersartige Funkverbindung handeln. Auch eine auf drahtloser Kommunikation beruhende Busverbindung, insbesondere eine Feldbusverbindung, wie beispielsweise ControlNet, Ethernet, Profibus oder Profinet, Modbus, MBus, XBus oder CAN beziehungsweise CANopen und dergleichen sind grundsätzlich möglich.Especially This can be a wireless local area network (WLAN), Bluetooth or also different radio communication act. Also on wireless Communication-based bus connection, in particular a fieldbus connection, such as ControlNet, Ethernet, Profibus or Profinet, Modbus, MBus, XBus or CAN or CANopen and the like are basically possible.
Die
Empfangseinrichtung
Die Übertragungseinheit
Der
Abruf/Aufruf der jeweiligen Informationen/Messwerte kann dabei auf
Anfrage, sowie ggf. zyklisch initiiert durch die Datenverarbeitungseinrichtung
Auch ein ereignisgesteuerter Informationsaufruf beziehungsweise -abruf, beispielsweise bei einer Störung, ist vorteilhaft vorsehbar.Also an event-driven information call or call, for example, in case of a fault, is advantageous providable.
Zudem
kann die Datenverarbeitungseinrichtung
Mittels
des Volumenmessers
Demgemäß ist in
der Übertragungseinheit
Auf diese Weise lässt sich in einem Versorgungsnetz eine effiziente Überwachung der beispielsweise Wasserverteilung mit vergleichsweise geringem Aufwand realisieren, insbesondere ohne weiteren Installationsaufwand durch Sensoren sowie deren Energieversorgung.On that way In a supply network, an efficient monitoring of the example Realize water distribution with comparatively little effort, in particular without further installation effort by sensors and their Power supply.
Ein
beispielhaft ausgebildeter systemgemäß einsetzbarer Volumenmesser
Dieser
Volumenzähler
Die
Volumenmesseinrichtung weist weiterhin eine Zähleranordnung
Impulsgeber
Im
vorliegenden Beispiel rufen die Umdrehungen des Messelementes beziehungsweise
Messkörpers
Weiterhin
ist eine Sensoranordnung
Das
in
Die
jeweilige Sensoranordnung
In
Abhängigkeit
des von der Sensoranordnung
Der
Volumenzähler
Alternativ
kann der Volumenzähler
Mittels
der Verarbeitungseinheit
Auf diese Wiese ist mit vergleichsweise geringem Aufwand in einem Versorgungsnetz eine effiziente Überwachung der beispielsweise Wasserverteilung mit vergleichsweise geringem Aufwand realisieren, insbesondere ohne weiteren Installationsaufwand durch Sensoren sowie deren Energieversorgung. Darüber hinaus ist durch Analyse und Auswertung der jeweilig erfassten Kennzahlen auch eine ortsgenaue Bestimmung des jeweiligen Volumenstromes ermöglicht.On this meadow is with comparatively little effort in a supply network efficient monitoring for example, water distribution with comparatively low Realize effort, especially without further installation effort through sensors and their power supply. Furthermore is through analysis and evaluation of the respective recorded key figures also allows a location-accurate determination of the respective volume flow.
- 1010
- Volumenmesservolume meter
- 1212
- DatenverarbeitungseinrichtungData processing device
- 12a12a
- Verarbeitungseinheitprocessing unit
- 12b12b
- DateneingabevorrichtungData entry device
- 12c12c
- DateneingabevorrichtungData entry device
- 1414
- Empfangseinrichtungreceiver
- 1616
- Sensoranordnungsensor arrangement
- 1818
- Übertragungseinheittransmission unit
- 18b18b
- nichtflüchtiger Datenspeichernonvolatile data storage
- 2020
- Antenne der Empfangseinrichtungantenna the receiving device
- 22a22a
- Zuflussinflow
- 22b22b
- Ablaufprocedure
- 2424
- Rechenwerkcalculator
- 26a26a
- erstes Lagerfirst camp
- 26b26b
- zweites Lagersecond camp
- 2727
- Messkörpermeasuring body
- 2828
- MesseinsatzgehäuseMeasuring insert housing
- 2929
- Flügelradwelleimpeller
- 29a29a
- erstes Ende der Flügelradwellefirst End of the impeller shaft
- 29b29b
- zweites Ende der Flügelradwellesecond End of the impeller shaft
- 3030
- Flügelradimpeller
- 3131
- Messraummeasuring room
- 3232
- erste Lagerplattefirst bearing plate
- 3333
- Abdichtringsealing ring
- 3434
- Zähleranordnungcounter arrangement
- 34a34a
- Impulsgeberpulse
- 34b34b
- Impulssensorpulse sensor
- 3535
- Geberelementtransmitter element
- 3636
- RechenwerkeinsatzgehäuseCalculator use housing
- 3737
- VolumenzählergehäuseVolume meter housing
- 3838
- SPSSPS
- 40a40a
- zulaufseitige Anschlussmöglichkeitsupply-side connectivity
- 40b40b
- ablaufseitige Anschlussmöglichkeitdrain-side connectivity
- 4242
- Partikelfilterparticulate Filter
- 4343
- Schnittstelleinterface
- 4444
- VentilValve
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