CH674424A5 - - Google Patents

Description

  
 



   BESCHREIBUNG



   Die   Erfindung    betrifft ein Datensystem für die Überwachung und/oder Steuerung von Prozessen, mit einem Prozessorsystem, mit mindestens einem mobilen Datenträger und mit mindestens einem als Bindeglied zwischen dem Prozessorsystem und dem mindestens einen Datenträger wirkenden Interface.



   Derartige Datensysteme werden heute vielfach verwendet, beispielsweise für Zutrittskontrolle, Personenerfassung, Zeiterfassung, Gebührenabrechnung und für die Steuerung und/oder Überwachung verschiedenster Prozesse auf vielen Gebieten der Technik, so insbesondere auch von Prozessen im Rahmen der industriellen Herstellung von Textilprodukten. Dabei werden als Datenträger Schlüssel,   Maguetkarten    oder sogenannte Chip Karten verwendet, wobei deren Anwendungsbereich von der einfachen Zutrittsberechtigung bei einem Schlüssel bis zum Datenaustausch zwischen Datenträger und Prozessorsystem bei den Chip-Karten reicht.



   Wenn nun ein derartiges Sytem in der Textilindustrie verwendet werden soll, dann muss der Datenträger äusserst robust und immun gegen Störungseinflüsse durch Staub, Schmutz, Nässe, Temperaturschwankungen, sowie durch die üblichen Reinigungs- und Lösungsmittel sein. Ausserdem soll er einfach zu handhaben sein und eine handliche Grösse aufweisen.



   Es liegt auf der Hand, dass diese Anforderungen am besten von einem einfachen Schlüssel erfüllt würden, der jedoch den Nachteil aufweist, dass keinerlei Datenaustausch mit dem Prozessorsystem möglich ist. Verwendet man anderseits Magnetkarten oder Chip-Karten, dann ist zwar ein Datenaustausch möglich, aber nur unter Inkaufnahme einer verstärkten Anfälligkeit gegenüber den genannten Störungen.



   Durch die Erfindung soll nun ein Datensystem geschaffen werden, dessen Datenträger einerseits einen Datenaustausch ermöglicht, und zwar in einem möglichst weiten Rahmen mit der vorzugsweisen Möglichkeit der Programmierbarkeit des Datenträgers, und der anderseits auch unter erschwerten Umweltbedingungen, wie sie beispielsweise in einem Produktionsbetrieb gegeben sind störungssicher und zuverlässig einsetzbar ist.



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass: a) der Datenträger steckerartig ausgebildet ist und ein Gehäuse sowie eine in diesem angeordnete Schaltung aufweist; b) das Interface zum Einschieben des Datenträgers ausgebildet ist und entsprechende Mittel für den Datenaustausch zwischen Datenträger und Prozessorsystem aufweist; und c) der Datenträger via Interface mit Betriebs energie versorgt wird, wobei sowohl die Energieversorgung des Datenträgers als auch der genannte Datenaustausch kontaktlos erfolgt.



   Kontaktlos bedeutet in diesem Zusammenhang beispielsweise induktiv, so dass auf alle elektrischen Kontaktflächen oder -punkte verzichtet werden kann, wodurch die Zuverlässigkeit und die Robustheit des Datenträgers schlagartig erhöht wird und die genannten Störungseinflüsse ausgeschaltet werden. Ein weiterer Vorteil ist die Energieversorgung über das Interface, wodurch auf eine Batterie im Dätenträger verzichtet werden kann.



   Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung ist der Datenträger in Form eines flachen prismatischen Körpers ausgebildet, dessen Fläche etwas derjenigen einer üblichen Kreditkarte entspricht, wobei die Schaltung in das Gehäuse eingebettet und von diesem allseitig umschlossen ist.



   Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Datenträgers abgestuft und dass das Interface mit einem Schlitz versehen ist, dessen Querschnitt an denjenigen des abgestuften Gehäuseteils mit der kleineren Dicke angepasst ist.



   Der Datenträger ist also somit ein allseitig geschlossener prismatischer Körper von der Form eines dünnen Schächtelchens oder einer Kreditkarte von einigen Millimetern Dicke, der wegen der Abstufung seines Gehäuses nur mit einer seiner Stirnflächen in das Interface geschoben werden kann. Der Da  tenträger ist absolut unempfindlich gegen Umwelteinflüsse wie Staub, Nässe, Temperaturschwankungen und Reinigungs- oder Lösungsmittel und kann in seiner Robustheit durchaus mit einem Schlüssel verglichen werden.



   Das Erfindungsgemässe System ist nicht nur für die Überwachung und/oder Steuerung von Prozessen Produktionsbetrieben einsetzbar, sondern kann auch auf vielen weiteren Gebieten eingesetzt werden.



   Derartige Gebiete sind beispielsweise:  ¯Zutrittskontrolle: Wegen der Unempfindlichkeit gegen über Umgebungseinflüssen ist auch ein Einsatz im Freien möglich. Da garantiert keine Funken auftreten, kann das System sogar in explosionsgefährdeten Gebieten (beispielsweise Bergwerke, Raffinerien, Bohrinseln) verwendet werden.



     - Personal-    und/oder Zeiterfassung: Ausbildung als Personalausweis, eventuell gekoppelt mit Arbeitszeiterfassung (gleitende Arbeitszeit).



     ¯Ereigniszähler:    Kopierautomaten    ¯Gebührenabrechnung:    Beispielsweise an Tankstellen, Getränkeautomaten, Waschmaschinen und in Kantinen.



   ¯Programmspeicher für jegliche Art von Steuerung (beispielsweise Musterspeicher).



     - Kommunikations-Schnittstelle    für mobiles Terminal.



   Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemässen Datenträgers und eines zugehörigen Interface,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Datenträger bei abgenommenem Oberteil im Massstab von etwa 1,5:1; und
Fig. 3 eine schematische Perspektivdarstellung einer Anordnung für Prozesssteuerung/Prozessüberwachung in einem Pro   duktionsbetrieb.   



   Fig. 1 zeigt die beiden Hauptkomponenten eines erfindungsgemässen Datensystems, und zwar einen mobilen Datenträger 1 und das zugehörige Interface 2, welches das Bindeglied zwischen den Datenträger 1 und einem nicht dargestellten Prozessorsystem bildet. Letzteres ist durch eine das Interface 2 tragende Platte 3 symbolisiert, welche beispielsweise die Gehäusefrontplatte eines Steuergeräts des Prozessorsystems bildet.



   Der Datenträger 1 hat eine flache Form mit den ungefähren Abmessungen 64   x    45   x    9 mm und weist ein zweiteiliges Gehäuse auf, wobei in den einen Gehäuseteil 1' eine elektronische Schaltung eingesetzt und der andere Teil   1''    als Deckel ausgebildet ist. Die beiden Gehäuseteile 1' und   1''    sind längs ihrer Trennkante 4 in geeigneter Form miteinander verbunden, vorzugsweise mit Ultraschall verschweisst. Als Gehäusematerial wird Kunststoff verwendet.



   Der Datenträger list abgestuft ausgebildet, wobei der dünnere Teil zum Einschieben in das Interface 2 vorgesehen ist.



  Dementsprechend enthält das letztere einen Schlitz 5 für die Aufnahme des Datenträgers 1, wobei die Schlitzbreite an die Dicke des dünneren Teils des Datenträgers 1 angepasst ist. Dessen dickerer Teil dient als Griffteil beim Einschieben in das Interface 2 und beim Herausziehen aus diesem und weist eine grifffreundliche Oberfläche auf. Vorzugsweise ist diese Oberfläche aufgerauht, geriffelt oder gerippt. Ausserdem weist der Datenträger 1 an seinem Griffteil eine Bohrung B für ein   Befesti-    gungsmittel, wie beispielsweise eine Kette oder eine Schnur, auf.



   Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, enthält der Gehäuseteil 1' eine Printplatte 6 mit der erforderlichen elektronischen Schaltung.



  Die Printplatte 6 ist mittels eines vom Boden des Gehauseteils 1' nach oben ragenden Bolzens 7 im Gehäuse zentriert. Im Bereich der beiden vorderen Ecken des dünneren Teils des Datenträgers 1 sind jeweils mehrere Zentrier- und Befestigungsstege angeordnet: Je ein Steg 8 mit kreuzförmigem Querschnit zum Aufstecken einer Spule   Sl    oder S2, je ein Steg 9 zur Sicherung dieser Spulen gegen Verdrehung, je ein L-förmiger Steg 10 zur Halterung und Zentrierung der Printplatte 6, und je ein Steg 11 zur Halterung eines streifenförmigen Eisenplättchens 12, welches zwischen diesen Stegen und der Stirnwand des Datenträgers 1 eingeklemmt ist.



   Sämtliche im Gehäuseteil 1' enthaltenen Teile, also die   Printplatte    6, die beiden Spulen   Sl    und S2 und das Eisenplättchen 12 sind mit einem Kunstharz in den Gehäuseteil 1' eingegossen. Dies bedeutet nicht nur deren Fixierung und Sicherung gegen Verrutschen, sondern ergibt auch einen nicht unerheblichen Schutz gegen Stosseinwirkung.



   Die Printplatte 6 enthält die erforderlichen elektronischen Bausteine, darunter insbesondere einen Speicherteil mit mehreren Speichern, welche in EEPROM-Technologie ausgeführt, also nicht-flüchtig sind. In diesen Speichern, die je nach Speichergrösse aus einer oder mehreren integrierten Schaltungen gebildet sind, sind unter anderem die Parameter des Datenträgers 1 gespeichert, von denen ein Teil zu dessen interner Organisation (Definition der verschiedenen möglichen Zugriffsrechte zu den Daten) dient.



   Die Speicher enthalten ausserdem schreib- und/oder lesegeschützte Register für den Systemhersteller beziehungsweise fur den Systembenutzer und freie Register für die Aufnahme weiterer Daten.



   Der Datenaustausch erfolgt über die beiden Spulen   Sl    und S2, die um   1800    gegengepolt in den Gehäuseteil 1' eingesetzt sind, und von denen die eine als Datenkanal und die andere als Steuerkanal dient. Die Spulen S1 und S2 dienen ausserdem zur Energieversorgung der Elektronik, so dass der Datenträger 1 keine Batterien benötigt.



   Das Interface 2 (Fig.   1)    enthält im Bereich des Aufnahmeschlitzes 5 für den Datenträger   1    zwei mit den Spulen Sl und S2 fluchtende gleichartige Spulen, die so angesteuert sind, dass es für den Datenaustausch belanglos ist, welche der Spulen   Sl    und S2 mit welcher Spule des Interface 2 in Verbindung steht. Somit braucht nicht darauf geachtet zu werden, in welcher Drehstellung der Datenträger 1 in das Interface gesteckt wird. Die Spulen des Interface 2 sind mit Impulspaketen verschiedener Frequenz und Phasenlage angesteuert und es wird bei eingestecktem Datenträger 1 dauernd über einen Kanal gesendet, so dass ständig eine Energieübertragung stattfindet.

  Die Ansteuerung erfolgt über einen am Interface 2 angeordneten IC, von dessen durch einen Stecker 13 symbolisiertem Ausgang ein Kabel zu einer geeigneten Schnittstelle geführt ist.



   Das Interface 2 enthält ausserdem im Grund des Schlitzes 5 einen Magneten, welcher infolge seiner Krafteinwirkung auf das Eisenplättchen 12 im Datenträger 1 den letzteren im Schlitz 5 hält, wodurch der Datenträger 1 auch bei schräg nach vorne geneigter Montage des Interface 2 in diesem sicher gehalten ist.



  Schliesslich weist das Interface 2 an seiner Frontseite noch zwei Signallämpchen 14, vorzugsweise leuchtdioden, auf, welche in verschiedenen Farben leuchten und die beiden Betriebszustände  Datenträger erkannt  und  Datenaustausch findet statt  anzeigen. Selbstverständlich darf beim letzteren Betriebszustand der Datenträger 1 nicht aus dem Interface 2 herausgezogen werden. Mit dem Bezugszeichen 15 ist in Fig. 1 ein Klemmorgan bezeichnet, durch dessen Klemmwirkung das Interface 2 in der Frontplatte 3 gehalten ist.



   Fig. 3 zeigt eine in der Praxis verwendete Anordnung für Prozesssteuerung/Prozessüberwachung in einem Produktionsbetrieb. Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einem Datensystem für einen Textilbetrieb; derartige Datensysteme werden beispielsweise von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter der Bezeichung USTER MILLDATA, USTER ROTORDATA, USTER CONEDATA (USTER, USTER RO TORDATA und USTER CONEDATA sind eingetragene Warenzeichen der Zellweger Uster AG) weltweit vertrieben. Dar   steflungsgemäss    ist eine Maschinenstation oder ein Steuergerät MS an einen Datenbus für die Maschinendaten, den sogenann  ten   TEXBUS,    zwischen den einzelnen Maschinen und einer Zentraleinheit angeschlossen.

  Das Gerät MS enthält ein Interface 2 und ist ausserdem mit einem sogenannten KEY-BUS verbunden, an den eine Reihe von Interfaces 2 angeschlossen ist.



   Wie der Figur zu   entnehmen    ist, werden auch Datenträger 1 verwendet, die ihrerseits an ein Terminal T angeschlossen sind.



   Dies erlaubt Eingriffe in das System mit dem Terminal T über den Datenträger 1. In diesem Fall kann der Speicherteil vom Datenträger 1 in das Terminal T verlegt sein.



   Neben dem dargestellten Gerät MS sind auch noch ähnliche Geräte in Verwendung, die eine zusätzliche Tastatur aufweisen und beispielsweise zum Umprogrammieren von Datenträgern 1 und für Eingabe und Abruf von Informationen verwendet werden. Da eine derartige Tastatur aber einerseits einen Kostenfaktor darstellt und anderseits zum Drücken von Tasten verleitet,   empfhielt    es sich, die Anzahl derartiger Stationen mit Tastatur gering zu halten und dafür befugtes Personal, wie beispielsweise Serviceleute, mit einem an ein Terminal T angeschlossenen Datenträger 1 auszurüsten. 

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Datensystem für die Überwachung und/oder Steuerung von Prozessen, mit einem Prozessorsystem, mit mindestens einem mobilen Datenträger und mit mindestens einem als Bindeglied zwischen dem Prozessorsystem und dem mindestens einen Datenträger wirkenden Interface, dadurch gekennzeichnet, dass: a) der Datenträger (1) steckerartig ausgebildet ist und ein Gehäuse (1', 1") sowie eine in diesem angeordnete Schaltung (6) aufweist; b > das Interface (2) zum Einschieben des Datenaustausch zwischen Datenträger und Prozessorsystem aufweist; und c) der Datenträger via Interface mit Betriebs energie versorgt wird, wobei sowohl die Energieversorgung des Datenträgers als auch der genannte Datenaustausch kontaktlos erfolgt.
2. 2. Datensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger (1 > in Form eines flachen prismatischen Körpers ausgebildet ist, dessen Fläche etwa derjenigen einer üblichen Kreditkarte entspricht, wobei die Schaltung (6) in das Gehäuse (1', 1") eingebettet und von diesem allseitig umschlossen ist.
3. 3. Datensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1', 1") des Datenträgers (1) abgestuft und dass das Interface (2) mit einem Schlitz (5) versehen ist, dessen Querschnitt an denjenigen des abgestuften Gehäuseteils mit der kleineren Dicke angepasst ist.
4. 4. Datensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei in den Datenträger (1) eingesetzte Spulen (51, S2), über welche im Zusammenwirken mit entsprechenden Spulen des Interface (2) die Energieversorgung des Datenträgers und der Datenaustausch erfolgen.
5. 5. Datensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spulen (51, S2) im Datenträger (1) dessen Sende- beziehungsweise Empfangskanal bilden und gegengepolt in den Datenträger eingesetzt sind.
6. 6. Datensystem nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen des Interface (2 > mit Impulspaketen verschiedener Frequenz und Phasenlage angesteuert sind, und dass bei eingeschobenem Datenträger (1) über die dessen Empfangskanal zugeordnete Interface-Spule eine ständige Energieübertragung stattfindet.
7. 7. Datensystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen in den Datenträger (1) im Bereich von dessen Stirnfläche eingesetzten magnetisierbaren Körper (12) und durch einen im Grund des Schlitzes (5) des Interface (2) angeordneten Magneten.
8. 8. Datensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (6), die Spulen (51, S2) und der magnetisierbare Körper (12) in das Gehäuse (1') des Datenträgers (1) eingegossen sind.
9. 9. Datensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Interface (2) optische Mittel (14) zur Anzeige verschiedener Betriebszustände aufweist.
10. 10. Datensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Interface (2) die für den Datenaustausch erforderliche elektronische Schaltung und einen Anschluss (13) für die Verbindung zu einer Schnittstelle aufweist und sowohl in ein Gerät, beispielsweise ein Steuergerät (MS), einbaubar als auch autonom verwendbar ist.
11. 11. Datensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger (1) an ein Terminal (T) angeschlossen ist, wodurch via Datenträger und Interface (2) eine Eingriffsmöglichkeit in das Datensystem gegeben ist.
12. 12. Datensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung des Interface (2) so ausgelegt und angesteuert ist, dass der Datenaustausch von der Position des Datenträgers (1) im Interface unabhängig ist.