DE102004038819A1

DE102004038819A1 - Steuervorrichtung für eine Flüssigkeitspumpenanordnung

Info

Publication number: DE102004038819A1
Application number: DE200410038819
Authority: DE
Inventors: Ram Krishna Agrawal; Hans Waigel
Original assignee: Gardena Manufacturing GmbH
Current assignee: Gardena Manufacturing GmbH
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-03-16
Also published as: WO2006015693A1

Abstract

Eine Steuervorrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit, die an Antriebs- und Stelleinrichtungen der Flüssigkeitspumpenanordnung angeschlossen ist und der eine Anzeige- und/oder Eingabeeinrichtung zugeordnet ist, ist bekannt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist der Steuereinheit (S) ein Datenspeicher zugeordnet, in dem Parameter oder Kennfelder für verschiedene Betriebszustände und/oder Umgebungszustände der Flüssigkeitspumpenanordnung und zugeordnete Steuerbefehle oder Steuerprogramme für die Antriebs- und Stelleinrichtungen vorgegeben sind, und es sind wenigstens ein elektronischer Betriebszustandssensor (4) und/oder wenigstens ein Umgebungssensor vorgesehen, die mit Hilfe von Signalleitungen an die elektronische Steuereinheit (S) angeschlossen sind, die erfasste Betriebszustandsinformationen und/oder Umgebungsinformationen an der Anzeigeeinrichtung für einen Abruf bereitstellt und die die Antriebs- und Stelleinrichtungen abhängig vom Ergebnis eines Vergleiches der erfassten Ist-Werte mit vorgegebenen Soll-Werten des Datenspeichers ansteuert. DOLLAR A Einsatz für Pumpen in Haus oder Garten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Flüssigkeitspumpenanordnung, insbesondere für den Einsatz in Haus und/oder Garten, mit einer elektronischen Steuereinheit, die an Antriebs- und Stelleinrichtungen der Flüssigkeitspumpenanordnung angeschlossen ist, und der eine Anzeige- und/oder Eingabeeinrichtung zugeordnet ist.

Aus der DE 199 23 350 A1 ist eine Steuervorrichtung für eine Flüssigkeitspumpenanordnung bekannt, die im Haus und/oder im Garten verwendet werden kann. Die Flüssigkeitspumpenanordnung hat eine integrierte Steuereinrichtung, die eine Pumpensteuerung nach Maßgabe von Druck- und Durchflusssensoren oder nach Signalen von Niederschlags- oder Bodenfeuchtesensoren vornimmt. In die Steuereinrichtung kann eine Programmiereinrichtung integriert sein, die über an der Steuereinrichtung vorgesehene Tasten eine Programmierung erlaubt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine hohe Bedienfreundlichkeit und eine schnelle Anpassung an unterschiedliche Steuerparameter ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Steuereinheit ein Datenspeicher zugeordnet ist, in dem Parameter oder Kennfelder für verschiedene Betriebszustände und/oder Umgebungszustände der Flüssigkeitspumpenanordnung und zugeordnete Steuerbefehle für die Antriebs- und Stelleinrichtungen vorgegeben sind, und dass wenigstens ein elektronischer Betriebszustandsensor und/oder wenigstens ein Umgebungssensor vorgesehen sind, die mit Hilfe von Signalleitungen an die elektronische Steuereinheit angeschlossen sind, die erfasste Betriebszustandsinformationen und/oder Umgebungsinformationen an der Anzeigeeinrichtung für einen Abruf bereitstellt und die die Antriebs- und Stelleinrichtungen abhängig vom Ergebnis eines Vergleiches der erfassten Ist-Werte mit den vorgegebenen Soll-Werten des Datenspeichers ansteuert.

Erfindungsgemäß besitzt die Anzeigeeinrichtung einen hohen Stellenwert, da sie Informationen von momentanen Betriebszuständen der Flüssigkeitspumpenanordnung wie auch Umgebungsdaten sichtbar macht oder abfragebereit zur Verfügung stellt. Zudem können fehlerhafte Funktionszustände erfasst und über entsprechende Fehlermeldungen an der Anzeigeeinrichtung erkennbar gemacht werden. Insbesondere können durch die erfindungsgemäße Lösung Betriebszustände der Pumpenanordnung überwacht und angezeigt werden, Störungen im Pumpensystem werden erfasst, eine Frostgefahr kann erkannt und angezeigt werden und gegebenenfalls zu einem entsprechenden Steuervorgang der Pumpenanordnung führen. Die Anzeigeeinrichtung ist vorteilhaft als LCD-Display ausgeführt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist in der Steuereinheit eine Zeitmesseinrichtung integriert, und die Steuereinheit berechnet anhand der Zeiterfassung zeitabhängige Betriebswerte wie insbesondere Wasserverbrauchswerte. Der Zeitparameter ermöglicht Berechnungen, insbesondere über entsprechende Datenverarbeitungsprogramme eines Mik roprozessors, der in der Steuereinheit integriert ist. Entsprechende Daten und Informationen können über die Anzeigeeinrichtung abgefragt werden, die mit der Eingabeeinrichtung gekoppelt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinheit mit einer Fehlerdiagnostikeinheit versehen. Anhand der erfassten Ist-Werte führt die Steuereinheit einen Vergleich mit entsprechenden Soll-Werten durch und gibt eine Fehlermeldung aus, die an der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Je nach Art des erfassten Fehlers kann zudem ein entsprechender Steuerbefehl gegeben werden, indem beispielsweise bei Erkennen von Frostgefahr die Pumpenanordnung die Wasserförderung einstellt und im Freien verlaufende Wasserleitungen leerpumpt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Steuereinheit eine Datenverarbeitungseinheit integriert, die Ist-Daten der Sensoren anhand von vorgegebenen Datenkennfeldern und/oder Datenverarbeitungsprogrammen auswertet. Als Datenverarbeitungseinheit ist vorzugsweise ein Mikroprozessor vorgesehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Anzeigeeinrichtung mit einer Flüssigkristall-Anzeige versehen. Hierdurch wird funktionssicher und gut sichtbar ein Ablesen entsprechender Informationen ermöglicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein elektronischer Drucksensor vorgesehen, in dem ein Thermistor integriert ist. Dadurch sind neben Druckwerten auch Temperaturwerte der Umgebung erfassbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Durchflusssensor vorgesehen, der einen Hall-Sensor umfasst. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausführung, um die Wasserdurchflussmenge erfassen zu können.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für eine Flüssigkeitspumpenanordnung,
2 eine Seitenansicht der Flüssigkeitspumpenanordnung, und
3 in vergrößerter Detaildarstellung ein Blockschaltbild einer Anzeigeeinrichtung der Steuereinrichtung nach 1.
Eine Flüssigkeitspumpenanordnung 1 nach 2 ist mit einer Steuereinrichtung 2 versehen, die an einem Gehäuse der Flüssigkeitspumpenanordnung 1 angeordnet oder zumindest teilweise in dieses Gehäuse integriert ist. Die Steuervorrichtung 2 (1 und 3) besitzt eine Anzeigeeinrichtung 3, die als Flüssigkristall-Anzeige ausgeführt ist.
Wie anhand der 1 erkennbar ist, ist die Steuervorrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit S versehen, die einen Mikroprozessor aufweist. An die Steuereinheit S ist die Anzeigeeinrichtung 3 angeschlossen. Die Steuereinheit S ist ausgangsseitig mit einem schematisch dargestellten Stellglied 6 versehen, um einen Antriebsmotor 7 der Flüssigkeitspumpenanordnung ein- oder auszuschalten. Die Steuereinheit S kann mit mehreren, ausgangsseitigen Steuerleitungen versehen sein, die weitere Stell- oder Antriebseinrichtungen der Flüssigkeitspumpenanordnung ansteuern. Die schematische Darstellung in 1 stellt lediglich beispielhaft eine Ausgangsseite der Steuereinheit S dar. Der Steuereinheit S ist zudem eine Energieversorgungseinheit 11 zugeordnet, die vorzugsweise einen Transformator aufweist, der eine Umwandlung einer 230 Volt-Wechselspannung auf eine 12 Volt-Gleichspannung vornimmt. Der Steuereinheit S ist neben der Anzeigeeinrichtung 3 auch eine Eingabeeinrichtung 8, 9, 10 zugeordnet, die Eingabetasten 8 bis 10 aufweist, um verschiedene Steuerzustände der elektronischen Steuereinheit S einstellen zu können.
Eingangsseitig sind an die zentrale Steuereinheit S mit Hilfe entsprechender Signalleitungen zwei Sensoren 4 und 5 angeschlossen, von denen der Sensor 4 als eine Platine mit einem elektronischen Drucksensor, der den Druck p, und mit einem Temperatursensor, der eine Temperatur υ erfasst, ausgeführt ist. Der Sensor 5 stellt einen Hall-Sensor dar, der zur Durchflussmessung vorgesehen ist. Unter dem Druck p ist der in den Pumpen- bzw. Flüssigkeitsleitungen vorhandene Flüssigkeitsdruck, insbesondere der Pumpenausgangsdruck, zu verstehen. Der Durchflusssensor 5 misst den Flüssigkeitsdurchfluss im Bereich der Flüssigkeitspumpenanordnung. Die vom Temperatursensor gemessene Temperatur kann sowohl eine Umgebungstemperatur erfassen und hieraus eine Frostschutzfunktion bei unter einen Schwellwert fallender Temperatur auslösen als auch eine Betriebstemperatur der Pumpe erfassen und z.B. bei Erhitzung der Pumpe durch Trockenlauf oder andere Störungen eine vorgegebene Schutzfunktion auslösen. Somit stellen die Druckerfassung und die Durchflussmengenerfassung Betriebszustandserfassungen dar. Die Temperaturerfassung hingegen kann eine Betriebszustandserfassung und/oder eine Umgebungszustandserfassung darstellen.
Die Anzeigeeinrichtung 3 weist mehrere Displayabschnitte auf, die drei Schaltzustandsanzeigen 12, ein Frostsymbol, eine Maßeinheit für den erfassten Druck (bar) sowie eine Maßeinheit für den erfassten Durchfluss (l/h) aufweist. Es ist ein Fehlermeldungssymbol vorgesehen. Zudem sind verschiedene Auswertungssymbole wie „min" oder „max" vorgesehen und schließlich eine Anzeige, die die entsprechenden, erfass ten Zahlenwerte zeigt. Die Anzeigeeinrichtung 3 ist gemäß den 2 und 3 zudem mit einer Eingabeeinrichtung 8 bis 10 versehen, die durch drei Knöpfe 8 bis 10 gebildet ist. Mittels des Knopfes 10 ist ein Schaltzustand einstellbar, bei dem ein einfacher Betrieb der Flüssigkeitspumpenanordnung 1 ohne entsprechende Sensorik erfolgt. Der Stellknopf 9 dient dazu, einen Speicher der Steuereinheit S abzufragen und entsprechende Informationen auf der Anzeigeeinrichtung 3 abzurufen. Mittels des Stellknopfes 8 kann eine Aufzeichnung über einen bestimmten Zeitraum begonnen werden. Der Stellknopf 8 stellt insbesondere eine Zeitmesseinrichtung, die in der elektronischen Steuereinheit S integriert ist, auf Null, d.h. auf den Beginn einer Zeitmessung. Der Hall-Sensor 5 ist mit einem an sich bekannten, in die entsprechende Flüssigkeitsleitung integrierten Schaufelrad verbunden und zählt die Umdrehungen des Schaufelrades.
Die Steuereinheit S und damit die Steuervorrichtung 2 kann die Flüssigkeitspumpenanordnung in automatischem oder in manuellem Betrieb fahren. Die Anzeigeeinrichtung 3 zeigt im Stand-by-Betrieb der Pumpe die Anzeige „auto". Sobald die Flüssigkeitspumpenanordnung 1 läuft, wird zum Einen der Flüssigkeitsdruck und zum Anderen der Durchfluss erfasst. Wenn der Flüssigkeitsdruck geringer ist als 1 bar, erfolgt die Anzeige „max" (1) in Verbindung mit der Durchflusseinheit l/h. Die beiden Schaltanzeigen „Power ON" und „Pump ON" sind sichtbar. Die Steuereinheit S speichert die erfassten Druck- und Durchflusswerte. Mittels des Schaltknopfes 9 sind die entsprechenden Werte bei Bedarf abfragbar und über die Anzeigeeinrichtung 3 erkennbar.
Sollte die Umgebungstemperatur unter 3 °C liegen, ist das Frostsymbol „❄" erkennbar.
Um einen Notbetrieb der Pumpe zu gewährleisten, bei dem die Sensorwerte nicht erfasst und verarbeitet werden, kann die Flüssigkeitspum penanordnung 1 in mechanischen Betrieb „pump man" durch Betätigen des Stellknopfes 10 überführt werden. Jetzt ist die Schaltanzeige 12 „Pump man" (3) auf der Anzeigeeinrichtung 3 erkennbar. Bei einem Stromausfall der Pumpe wird die Pumpe abgeschaltet und der entsprechend abgeschaltete Zustand auf der Anzeigeeinrichtung 3 dargestellt.
Eine Datenverarbeitungseinheit innerhalb der Steuereinheit S besitzt ein Service-Menü, das über die Anzeigeeinrichtung 3 und die Eingabeeinrichtung 8 bis 10 betätigt werden kann. Die Datenverarbeitungseinheit umfasst eine Federdiagnostikeinheit, in der verschiedene Fehlerquellen abgespeichert sind und auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden können.
Bei der Darstellung in 3 umfasst eine Sensoranordnung 4, 5 sowohl die Druckerfassung p als auch die Temperaturerfassung υ und eine Frequenzerfassung mittels des Hall-Sensors, die eine Drehzahlmessung für ein in die Flüssigkeitsleitung integriertes Durchflussrad einschließt.

Claims

Steuervorrichtung für eine Flüssigkeitspumpenanordnung, insbesondere für den Einsatz in Haus und/oder Garten, mit einer elektronischen Steuereinheit, die an Antriebs- und Stelleinrichtungen der Flüssigkeitspumpenanordnung angeschlossen ist, und der eine Anzeige- und/oder Eingabeeinrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinheit (S) ein Datenspeicher zugeordnet ist, in dem Parameter oder Kennfelder für verschiedene Betriebszustände und/oder Umgebungszustände der Flüssigkeitspumpenanordnung und zugeordnete Steuerbefehle oder Steuerprogramme für die Antriebs- und Stelleinrichtungen vorgegeben sind, und dass wenigstens ein elektronischer Betriebszustandssensor (4) und/oder wenigstens ein Umgebungssensor vorgesehen sind, die mit Hilfe von Signalleitungen an die elektronische Steuereinheit (S) angeschlossen sind, die erfasste Betriebszustandsinformationen und/oder Umgebungsinformationen an der Anzeigeeinrichtung für einen Abruf bereitstellt, und die die Antriebs- und Stelleinrichtungen abhängig vom Ergebnis eines Vergleiches der erfassten Ist-Werte mit vorgegebenen Soll-Werten des Datenspeichers ansteuert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit (S) eine Zeiterfassungseinheit integriert ist, und dass die Steuereinheit (S) anhand der Zeiterfassung zeitabhängige Betriebswerte wie insbesondere Wasserverbrauchswerte berechnet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (S) mit einer Federdiagnostikeinheit versehen ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit (S) eine Datenverarbeitungseinheit integriert ist, die die Ist-Daten der Sensoren (4, 5) anhand von vorgegebenen Datenkennfeldern und/oder Datenverarbeitungsprogrammen auswertet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit wenigstens ein Rechenprogramm umfasst, das Auswertungen von Betriebszeiträumen vornimmt und an der Anzeigeeinrichtung (3) für eine Abfrage bereitstellt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (3) mit einer Flüssigkristall-Anzeige versehen ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronischer Drucksensor vorgesehen ist, in dem ein Thermistor integriert ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebszustandssensor ein Durchflusssensor vorgesehen ist, der einen Hall-Sensor (5) umfasst.