Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feldgerät mit einer
konstruktiv einfachen, beständigen
und kostengünstigen
Anzeigeeinheit zu schaffen, die auch als Typenschild-Anzeige einsetzbar
ist.
Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die kundenspezifischen, gerätespezifischen
und/oder herstellerspezifischen Daten mit einer Anzeigeeinheit,
die auf der Basis von Organischen LED's, Polymer LED's, elektrophoretischen Displays oder
elektrochromen Displays aufgebaut ist. Organische und Polymere Leuchtdioden
sind zumindest für
den Temperaturbereich von ca. –40° bis +120°C geeignet.
Außerdem
sind die Herstellungskosten von OLED und PLED Punkt-Matrix-Anzeigen
geringer als bei anderen Arten von bekannten Anzeigeeinheiten, da
diese auch durch einfache Massenproduktionstechniken wie Aufdampfen,
Plasma-unterstützte
Gasphasenabscheidung, Offsetdruck, Siebdruck, Tintenstrahldruck und
Photolithographie gefertigt werden können. Diese Leuchtelement-Anzeigen
sind extrem dünn,
leicht und sie sind durch ihren dünnschichtigen Aufbau und wegen
der verwendeten polymeren Materialien sehr flexibel.
Ein
weiterer Vorteil der OLED und PLED ist, dass diese Anzeigen eine
gute Effizienz besitzen, d.h. dass diese Anzeigeeinheiten wenig
Energie verbrauchen und trotzdem sehr hell leuchten. Außerdem ist
das Kontrastverhältnis
der Elektrolumineszenz-Displays besonders bei der Aktiven-Matrix-Ansteuerung
besonders gut. Da die Wahrnehmung des menschlichen Auges empfindlicher
auf die Unterschiede des Kontrasts als auf die Helligkeitsdifferenzen
der Anzeigen reagiert, ist dieser Vorteil des starken Kontrasts
für eine
Typenschildanwendung wesentlich. Bei den OLED und PLED werden als
leuchtaktive Substanzen polymeren oder organischen Leuchtstoffe
verwendet. Diese Leuchtstoffe reagieren auf Sauerstoff und Wasser
sehr empfindlich, d.h. sie verlieren ihre Leuchtkraft und verblassen,
weshalb diese Stoffe meist zwischen zwei gasdichten Polymer-Folien
eingeschweißt
werden. Dadurch sind diese Leuchtstoffe hermetisch eingekapselt
und man kann eine lange Lebensdauer und Leuchtkraft dieser Art von
LED-Displays gewährleisten.
Eine
andere vorteilhafte Ausgestaltung ist es, dass die Anzeigeeinheit
auf der Basis eines elektrophoretischen Displays oder elektrochromen
Displays aufgebaut ist. Der große
Vorteil dieser Technologiearten im Gegensatz zu der LCD-, TFT-Technik und
den anderen bekannten Techniken ist, dass lediglich für den bistabilen
Umschaltprozess in den andersartigen Zustand des einzelnen Pixel-Elementes oder
der Anordnung der Elemente Energie benötigt wird. Bei den elektrochromen
Displays bedeutet dies, dass das elektrochrome Material seine Farbe ändert, wenn
es reduziert oder oxidiert wird, d.h. Elektronen aufnimmt oder abgibt.
Im Falle der elektrophoretischen Displays werden mikroskopische
Teilchen, z.B. statisch geladene Toner-Partikel durch Anlegen eines elektrischen
Feldes bewegt; dadurch wird eine sequentielle Materialverdichtung
erzeugt. Die Daten werden auf dem Display energiefrei angezeigt
und bleiben bei Abfall der Spannung an dem Pixelelement oder an
dem gesamten Display weiterhin auf der Anzeigeeinheit erhalten.
Diese Arten von Anzeigeeinheiten eignen sich sehr gut für die Verwendung als
Typenschild, da bei dieser Art von Display das Halten der Information
auf Grund des bistabilen Zustandes der aktiven Elemente energiefrei
erfolgt. Hierbei muss nicht mehr darauf geachtet werden, dass das
Display zur fortwährenden
Darstellung von fixen Daten mit der nötigen Energie versorgt wird.
Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung ist, dass die Anzeigeeinheit so ausgestaltet ist, dass
die Daten auf der Anzeigeeinheit permanent, temporär oder im
Bedarfsfall auf Abruf darstellbar sind.
Die
Anzeigeeinheit kann die relevanten Daten auch nur im Bedarfsfall,
wenn jemand am Gerät vor
Ort ist und zum Beispiel die sensitive Oberfläche des Displays berührt, anzeigen,
da dadurch bei Stromnetz unabhängigen
Geräten
Energie eingespart werden kann. Des weiteren ist die Auslösung des
Bedarfsfall, bei dem die Daten auf dem Display dargestellt werden,
auch durch einen berührungslosen
Einfluss von außerhalb
des Feldgerätes
möglich, indem
z.B. Licht mit einer bestimmten Frequenz eines Barcode-Scanners auf einen
Photosensor oder eine photosensitive Fläche fällt. Falls dieser Modus nicht
erwünscht
ist, kann die Anzeigeeinheit die typenschildspezifischen Daten auch
permanent oder zeitweise beim Starten oder Hochfahren des Feldgerätes auf
dem Anzeigeelement darstellen.
Eine
zweckmäßige Ausgestaltung
der Erfindung ist, dass die Eingabeeinheit integraler Teil der Anzeigeeinheit
ist, wobei diese in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine berührungssensitive Oberfläche bzw.
einen Touch-Screen aufweist. Hierzu wird über der Anzeigeeinheit eine
transparente, dünne
Sensorschicht angebracht, die eine Positionslokalisierung der Oberflächenberührung durch
den Bediener auf der Anzeigeeinheit mittels einer piezoresistiven
oder optischen oder thermalen oder kapazitiven oder resistiven Veränderung
der empfindlichen Oberflächenschicht
zulässt.
Mittels dieser Touch-Screens können
langlebige, zuverlässige
und bedienerfreundliche Bedienoberflächen geschaffen werden. Jedoch
gibt es außer
Schnelligkeit und Bedienungsfreundlichkeit weitere positive Eigenschaften,
welche die Berührungsbildschirme
auszeichnen und sie in vielen Bereichen zu einem unverzichtbaren Bestandteil
von Arbeitsprozessen machen. Sie sind kompakt und stellen sicher,
dass der zur Verfügung stehende
Bauraum optimal genutzt wird, weil das Eingabegerät bereits
in der Anzeigeeinheit integriert ist. Ein weiterer Vorteil der Touch-Screens
ist ihre Strapazierfähigkeit
und die Pflegeleichtigkeit. Hervorzuheben ist außerdem, dass die Sensorbildschirme die
effektiven Trainingszeiten des Bedienpersonals, aufgrund der visuellen
Verknüpfung
der Aktion des Bedieners und der folgenden Reaktion des Gerätes bzw.
der Anzeige, verkürzen
und zudem ein hohes Maß an
Sauberkeit, Benutzerkomfort und Vereinfachung von Applikationen
aufweisen.
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, dass es sich bei der Eingabeeinheit um eine Schnittstelle
für ein
Service-Tool oder um eine Schnittstelle für einen Feldbus handelt. Bei
der Eingabeeinheit muss es sich nicht definitiv um ein Bedienelement
am Gerät
selbst handeln, sondern durch die Datenübermittlung über eine
Schnittstelle können
darüber
hinaus gerätespezifische
Daten in das Gerät
eingegeben werden. Diese Schnittstelle wird in den meisten Fällen auch
eine mehrfache Anwendung haben d.h. sie kann für Bedienaufgaben sowie für die Vernetzung
von Geräten
benutzt werden. In dem Fall der Mehrfachbenutzung der Schnittstelle,
muss über
einen Identifikations-Code in den Datenworten der Datenverarbeitungseinheit
gezeigt werden, was sie mit den Datenworten anfangen soll. Oder
es muss eine andersartige Auswahl der Daten auf der Basis von elektronischer
Hardware geschaffen werden. Es können
auch Daten von verschiedenen Feldgeräten über eine Feldbus-Schnittstelle
untereinander abgeglichen werden, wenn eine Dateninkosistenz der
nicht dem Gerät
speziell zugeordneten Daten sondern der allgemeinen Daten z.B. des
Herstellerlogos, der Gerätenamen,
der Zertifikationskennzeichen vorliegt. Es muss hierbei geregelt
sein, ob der jeweils aktuellste Wert gilt oder ob eine Fehlermeldung
generiert wird, die ein Servicefachmann per E-Mail oder auf sonstigem
Informationsweg erhält.
Der Servicefachmann kann dann als eine Folgemaßnahme auf diesen Alarm reagieren
und die notwendigen Schritte einleiten.
Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor,
dass auf der Anzeigeeinheit zumindest ein die physikalische und/oder
chemische Prozessgröße repräsentierender
Messwert darstellbar ist und/oder dass die Anzeigeeinheit für Bedienaufgaben
am Feldgerät
geeignet ist und/oder als Typenschild-Anzeigeeinheit zweckdienlich
ist. Durch einen Tastendruck oder durch eine sonstige ausgeführte Aktion
des Bedieners kann die Anzeigeeinheit zwischen dem Anzeigemodus
des Typenschilds, der Bedienoberflächen-Anzeige und der Darstellung
des Prozessmesswertes umgeschaltet werden. Dies hat den Vorteil,
dass nur ein anzeigendes Medium für mehrere Anzeigefunktionen
am Gerät
vorhanden sein muss. Wird die Anzeige nach einiger Zeit nicht mehr
benötigt,
kann diese wiederum selbständig
in die Darstellung des Typenschildes wechseln. Die Anzeigeeinheit
ist auch dahingehend modifizierbar, dass die Anzeigefläche des
Displays sich bei einer ausgeführten
Anforderungsaktion des Bedieners in Bereiche bzw. Teilfenster aufsplittet.
In diesen Teilfenstern des Displays sind dann die jeweiligen unterschiedlichen
Anzeigefunktionen darstellbar. Dadurch ist es möglich, gleichzeitig Bedienaufgaben über den
Touch-Screen vorzunehmen, während
in einem anderen Teil des aufgeteilten Displays die Typenschild-
oder Prozesswert-Darstellung erfolgt.
Vorzugsweise
sind auf der Anzeigeeinheit die Daten als alphanumerische Zeichen
und/oder als farbliche und/oder als grafische Darstellungen anzeigbar.
Mit Hilfe einer farblichen und grafischen Gestaltung werden die Übersichtlichkeit
und die Lesbarkeit der Anzeige insbesondere bei der Typenschilddarstellung
verbessert. Eine graphisch und farbig aufgearbeitete Information
ist für
den Betrachter meist viel schneller zu erfassen, da die Unterschiede der
verschiedenen Themenfelder besser dargestellt werden können und
man auch gleichzeitig den verbalen und figuralen Wahrnehmungssinn
des Betrachters anspricht.
Eine
sehr vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass
auf der Anzeigeeinheit die Daten als Strichcode oder Matrixcode
darstellbar sind. Der Strichcode (engl. barcode), auch Balken- oder
Barcode genannt, ermöglicht
es auf einfachem Wege Daten maschinell zu erfassen. Der Strichcode
ist als eine eindimensionale maschinenlesbare Schrift aus verschieden
breiten Strichen und Lücken
aufgebaut. Aufgrund von verschiedenen Anwendungsgebieten, verschiedenen Herstellungsarten
und verschiedenen Benutzergruppen der automatische Identifikationssysteme
hat sich eine Vielzahl von verschiedenen Strichcodes im Laufe der
Zeit entwickelt, von denen sich beispielsweise vor allem die Strichcodierungen
EAN/UPC, Codabar, Code 128, Code 39 Code 2/5 Interl. etabliert haben. Parallel
dazu hat sich eine Reihe von zweidimensionalen Codes entwickelt,
die nicht mehr unter dem Oberbegriff des Strichcodes einzuordnen
sind, sondern unter den Oberbegriffen Matrixcodes oder Stapelcodes
zusammengefasst werden können.
Diese zweidimensionalen Codes haben den Vorteil, dass verbunden
mit einem nur geringen Mehraufwand beim Auslesen des Matrixcodes
eine viel größere Datenmenge
auf einer entsprechend gleichgroßen Codierfläche dargestellt
werden kann.
Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, dass es sich bei den auf der Anzeigeeinheit (1)
als Strichcode oder Matrixcode dargestellten Daten z.B. um einen gerätespezifischen
Code der aktuellen Softwareversion, Historiendaten, Prüfdaten,
die aktuelle Konfiguration und/oder den aktuellen Zustand des Feldgerätes handelt,
der bei Änderungen
der Daten dynamisch angepasst wird. Im Produktionsprozess von Feldgeräten sind
solche dynamischen, automatische Identifikationssysteme, die die
relevanten Daten als einen Strichcodes oder Matrixcodes auf der
Anzeigeeinheit darstellen beispielsweise dann von Nutzen, wenn geräteinterne
Daten für
den Ablauf, die Steuerung und die Kontrolle des Produktionsprozesses des
Feldgerätes
notwendig sind oder diese geräteinternen
Daten während
des Betriebs des Feldgerätes beim
Endverbraucher abgefragt werden müssen. Dies ist vor allen Dingen
im Endstadium des Produktionsprozesses des Feldgerätes notwendig,
wenn Gerätekonfigurationen,
Softwareversionen und weitere veränderliche Parameter in den
Steuerungs-, Mess-, und Kommunikationsprogrammen ausgelesen und
mit den Kundenspezifikationen verglichen werden müssen. Mit
dem Einlesen der relevanten Daten über den maschinenlesbaren Strichcode
oder Matrixcode in eine Recheneinheit, z.B. einen Mikrocomputer,
werden die geräteinternen
Daten schnell und fehlerfrei erfasst und können in der Recheneinheit mit
den in einem angegliederten Speicher vorliegenden Daten abgeglichen
und verglichen werden. Des weiteren vereinfachen automatische Identifikationssysteme
mit einer Strichcode- oder Matrixcode-Auswertung die Datenhandhabung bei der
Erstellung von Dokumentationen im Logistik, Lager- und Versandwesen
(Lieferschein, Laufzettel, Rechnung). Vorteilhafter Weise kann der
Strichcode oder Matrixcode als ein Etikett, Schild oder Aufkleber
ausgedruckt werden. Diese Etikett, dieses Schild oder dieser Aufkleber
wird im Lager oder in der Produktion von außen auf das Feldgerät oder auf
dessen Verpackung geklebt, so dass zu jedem Zeitpunkt in der Produktion
oder in der logistischen Verwaltung bei diesem Feldgerätes, die
aktuelle Gerätekonfiguration, die
Softwareversion, die Historiendaten und/oder Prüfdaten maschinell abgefragt
und elektronisch in der Recheneinheit verglichen werden können. Um die
Datensicherheit zu gewähren
wird vorteilhafter Weise ein firmeninterner Code generiert, damit
diese Daten nur von Mitarbeitern der Firma mit den entsprechenden
Lesegeräten
abgelesen werden kann. Da der Strichcode oder der Matrixcode auf
der Anzeigeeinheit bei Änderung
aus den aktuellen relevanten geräteinternen
Daten dynamisch neu generiert wird, ist immer der Ist-Zustand der
relevanten Daten des Gerätes
auf der Anzeigeeinheit in Form eines Strichcodes oder Matrixcodes
ausgestaltet.
Eine
ergänzende
Ausführung
der erfindungsgemäßen Vorrichtungen
ist, dass zumindest ein Scanner oder zumindest eine Kamera den Strichcode
oder den Matrixcode erfasst und in einer zugeordneten Recheneinheit
auswertet, wobei der gerätespezifische
Code, der Strichcode oder der Matrixcode durch eine dem Scanner
oder Kamera zugeordneten Darstellungseinheit oder ein Peripheriegerät angezeigt
oder ausgedruckt wird. Der Strichcode kann über optische Abtaster, so genannte
Strichcodelesegeräte
bzw. Scanner, z.B. Laser-Scanner, oder über Kameras, z.B. CCD-Kameras,
maschinell ausgelesen und in einer Recheneinheit weiterverarbeitet
werden. Vorteilhafterweise sind die relevanten Daten, die als Strichcode
oder Matrixcode dargestellt werden sollen, zentral gespeichert,
so dass beispielsweise beim Einschalten des Feldgerätes die entsprechende
Recheneinheit diese Daten als Strichcode oder Matrixcode sofort
auf der Anzeigeeinheit darstellt, noch bevor das gesamte Feldgerät betriebsbereit
ist.
Diese
Ausgestaltungen der Ansprüche
9, 10 und 11 sind nicht nur auf die im ersten Anspruch beschriebenen
Anwendungen auf der Basis von Organischen LED's, Polymer LED's, elektrophoretischen Displays oder
elektrochromen Displays beschränkt, sondern
lassen sich auch mit anderen Arten von Anzeigesystemen und in anderen
Arten von Geräte,
wie z.B. Monitore, Notebooks, Handys, Fernsehapparate und weiteren
Geräten
mit einer Anzeige bzw. Display, sinnvoll realisieren.
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist ein Beleuchtungssensor vorgesehen, der den Kontrast und die Helligkeit
der Anzeigeeinheit auf vorgegebene Sollwerte regelt. Mit dieser Kontrastangleichung
kann auf jegliche Lichtverhältnisse
reagiert und dadurch auf die gute Lesbarkeit der Anzeige Einfluss
genommen werden. Diese Anzeigeeinheiten, die auf dem Effekt der
Elektrolumineszenz basieren, sind von Hause aus schon sehr kontrastreich,
da diese im Gegensatz zu Flüssigkristall-Displays
selbstleuchtend sind und aus jedem Blickwinkelbereich ein sehr scharfes
Bild liefern. Jedoch ist diese Vorrichtung zum Ausgleich der unterschiedlichen
Beleuchtungsstärken
des Umgebungslichtes immer von Nöten,
damit die Helligkeit des Displays zur Verbesserung der Lesbarkeit
der Schriftzeichen angeglichen werden kann.
Gemäß einer
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
handelt es sich bei der Speichereinheit um einen nicht flüchtigen
Speicher. Da die Daten des Typenschildes nicht verloren gehen dürfen, muss
durch einen bestimmten, geschützten Gerätespeicher
gewährleistet
sein, dass die einmalig abgespeicherten Daten nicht verloren gehen
können. In
einem EProm oder E2Prom, FRam, MRam, Flashspeicher
oder einem Mikrochip werden diese Daten abgelegt und permanent gespeichert.
Nur durch einen speziellen Schreibmodus kann diese Information überschrieben
oder der Speicher gelöscht
werden.
Eine
sehr vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu
sehen, dass es sich bei der Speichereinheit um eine polymere Speicherschicht
handelt, die integraler Teil der Anzeigeeinheit oder der Eingabe-/Anzeigeeinheit
ist. Das würde
die wiederbeschreibbare, nicht flüchtige Speicherung der Typenschild-Daten
in einem Speicherbaustein im Innern des Gerätes ersparen. Falls die Anzeigeeinheit
und Speichereinheit in einer direkten Schichtfolge aufgebaut sind,
so wird die Datenverarbeitungseinheit für diese Art der Typenschildanzeige nicht
mehr zwingend benötigt.
Zu jedem Speicherpixel müsste
ein entsprechender Anzeigepixel existieren, da dadurch das Abbild
des Typenschildes entsprechend graphisch in der Speicherschicht
abgelegt werden kann und im Bedarfsfall auf Abruf in die Pixel der
Anzeigeeinheit überschrieben
wird. So ist es schaltungstechnisch möglich, die in der organischen oder
polymeren Speicherschicht enthaltene Information äquivalent
abgebildet in der organischen oder polymeren LED-Schicht optisch
darzustellen. Diese Schicht ist zum Beispiel ein polymerer Speicher,
in dem die Bildinformation zwischengespeichert ist oder auch parallel
vorliegt, während
die Anzeige z.B. für Bedienfunktionen
oder andere Darstellungen benutzt wird. In einem anschließenden Lesezyklus
kann diese zwischengespeicherte Information des Typenschildes ohne
weitere Datenverarbeitung aus der Speicherschicht direkt an die
Anzeigematrix des Displays übergegeben
werden. Über
einen bestimmten Schreibmodus wäre
auch dieser Speicher überschreibbar
und somit die Typenschildanzeige variabel.
Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, dass eine Energieversorgung vorgesehen ist, die die Eingabeeinheit,
die Verarbeitungseinheit, die Speichereinheit und die Anzeigeeinheit
unterbrechungsfrei mit Energie versorgt. Diese gepufferte Spannungsversorgungseinheit
ist für
eine stetige Gewährleistung
der Darstellungen auf der Anzeigeeinheit des Typenschildes, falls
keine elektrophoretische und/oder elektrochrome Displays eingesetzt
werden, unbedingt nötig,
da die Daten des Typenschildes am Gerät bei Bedarf immer darstellbar
sein müssen.
Die unterbrechungsfreie Energieversorgung kann zusätzlich zur
allgemeinen Spannungsversorgung über
mindestens einen Akkumulator und/oder eine Solarzelle und/oder ein
anderes energiespeicherndes Medium garantiert werden.
Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, dass die Eingabeeinheit, die Anzeigeeinheit, die Verarbeitungseinheit und/oder
die Speichereinheit für
alle Funktionen am Feldgerät,
zumindest für
die Messwertdarstellung, für Bedienaufgaben
und/oder auf dem Typenschild mitbenutzbar sind. Deshalb können Daten,
die in der Geräteelektronik
abgelegt sind, und schon im Gerät vorhandene
Bauteile für
die Darstellung des Typenschildes auf der Anzeigeeinheit mit verwendet
werden. Der große Vorteil
ist hierbei, die schon vorhandenen Ressourcen des Gerätes mit
zu verwenden und dadurch Bauteile einzusparen.
Eine
vorteilhafte Ausführung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, dass über
die Schnittstelle aktuelle gerätespezifische
Daten eingebbar sind und dass die Verarbeitungseinheit die in der
Speichereinheit gespeicherten gerätespezifischen Daten durch die
aktuellen gerätespezifischen
Daten ersetzt. Über die
Feldbus-Schnittstelle oder die Service-Schnittstelle können Daten
in das Feldgerät
eingegeben werden. Die im Speicher für die Anzeige des Feldgerätes vorhandenen
Daten werden mit den neu eingegebenen aktuellen Daten in der Verarbeitungseinheit verglichen
und im Falle einer Dateninkonsistenz werden die Daten im Speicher
mit den neuen aktuellen Daten überschrieben.
Vorzugsweise
bringt die Verarbeitungseinheit im Falle einer Inkonsistenz zwischen
den aktuellen Daten und den gespeicherten Daten des elektronischen
Typenschildes die aktuellen Daten auf der Anzeigeeinheit zur Anzeige.
Dies ermöglicht
auch, dass die verschiedenen Daten, die im Gerät abgelegt sind, miteinander
abgeglichen werden können
und nur die aktuellsten Werte und Angaben im Typenschild dargestellt
werden. Dadurch wird die Datenkonsistenz im Gerät selbst und die des Gerätes mit weiteren
vernetzten Geräten
gewahrt. Bei einem mechanischen Typenschild, z.B. Blechschild oder
bedruckten Metallfolienaufkleber kann es durchaus zu einer Inkonsistenz
der Daten auf dem Typenschild und den aktuellen Daten des Gerätes kommen.
Diese Ausgestaltung ist vor allem bei der Anwendung als elektronisches
Typenschild relevant, da somit gewährleistet wird, dass immer
die aktuellsten Daten zur Anzeige gebracht werden.
Diese
Ausgestaltungen der Ansprüche
16 und 17 sind nicht nur auf die im ersten Anspruch beschriebenen
Anwendungen auf der Basis von Organischen LED's, Polymer LED's, elektrophoretischen Displays oder elektrochromen
Displays beschränkt, sondern
lassen sich auch mit anderen Arten von Anzeigesystemen sinnvoll
realisieren.
Eine
ergänzende
Ausführung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, dass in der Speichereinheit unterschiedliche Standards für Typenschilder hinterlegt
sind und dass die in der Speichereinheit hinterlegten Standards
für Typenschilder über die Eingabeeinheit
auswählbar
sind und diese Standards zur Darstellung des Typenschilds auf der
Anzeigeeinheit verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass in der
Produktion des Typenschildes der Geräte nicht auf die verschiedenen
Sprachen und Typenschildstandards der verschieden Länder geachtet
werden muss. Die relevanten Daten können einfach, bei bekannt werden
der Käufernationalität, auf die
typische länderspezifische
Darstellung geändert
werden. Oder bei der Produktion des Geräteherstellers von OEM-Produkten
(Original Equipment Manufacturer) können die Daten des Typenschildes
durch die Auswahl des geeigneten Standards des Gerätevertreibers
in dessen Abwandlung angezeigt werden. Außerdem ist es sehr einfach
möglich,
bei anstehenden Modifikationen der Strukturdaten des Typenschildes, wie
z.B. Änderungen
des Herstellerlogos, der Zertifikat-Zulassungen und der Gerätebezeichnungen, durch
eine Software-Änderung
des abgelegten Typenschildstandards diese auf den neusten Stand
anzugleichen. Durch die Auswahl des Standards und Anzeigesprache
des Anzeigeelementes wird dem Bediener die Möglichkeit gegeben sich die
Anzeige in seiner Muttersprache anzeigen zu lassen.
Nachfolgend
ist anhand den Zeichnungen und der Ausführungsbeispiele die Erfindung
näher erläutert.
1 zeigt
schematisch einen Aufbau des Feldgerätes mit im Feldgerät integriertem
Typenschild.
2 zeigt
schematisch einen Aufbau des Typenschildes als Folie auf dem Gehäuse des
Feldgerätes.
3 zeigt
schematisch einen alternativen Aufbau des Typenschild als Folie
auf dem Gehäuse des
Feldgerätes
mit spezieller Speichereinrichtung.
Die 1 zeigt
ein an sich bekanntes Feldgerät 6 wie
es zur Bestimmung und Überwachung von
Prozessgrößen bei
der Prozessautomation eingesetzt wird. Das Hauptaugenmerk der Zeichnung, sowie
der Ausführung,
liegt auf der Darstellung von Daten, insbesondere von Daten des
Typenschildes, auf einer Anzeigeeinheit 1.
Bei
der Anzeigeeinheit 1 handelt sich um eine Display 1,
das geschützt
aber sichtbar nach Außen, über ein
Sichtfenster im Gerätegehäuse 12 oder auf
dem selben angebracht ist. Die Anzeigeeinheit 1 wird sowohl
als darstellendes Element zur Anzeige eines Typenschildes, als auch
für die
Visualisierung von Prozessmesswerten verwendet. Dies kann in einem
so genannten Wechselmodus geschehen, d.h. dass die Anzeige auf Anfrage
bzw. eine bestimmte Aktion des Bedieners in den jeweiligen Anzeigemodus
zwischen Typenschild- und Prozesswertanzeige springt oder sich das
Display 1 in Teilbereiche aufteilt. Die Aufteilung des
Displays 1 ist so zu verstehen, dass im Moment nicht so
wichtige Bereiche der aktuellen Anzeige ausgeblendet werden oder
sich z.B. die Prozesswertanzeige auf einen kleineren Bereich im
Display 1 zusammenschrumpft und somit Platz auf dem Display 1 für eine anderen
Anzeigemodus z.B. Bedienbuttons oder Typenschildabbildungen frei gibt.
Der
Bedienmodus der Anzeigeeinheit 1 kann durch eine transparente,
dünne Sensorschicht über der
Anzeigeeinheit 1 bewerkstelligt werden, die als Touch-Screen fungiert und
somit die Eingabeeinheit 5 darstellt, somit werden diese
beiden getrennten Elemente – die
Anzeige- 1 und Eingabeeinheit 5 – in einem einzigen
Element vereinigt. Diese Kombination aus Ein- und Ausgabeeinheit 1; 5 hat
die Vorteile, dass diese sehr viel Platz am Gerät einsparen, variabel in Ihrer
Darstellung der Bedienoberfläche
sind und eine sehr intuitive, komfortable Bedienung des Gerätes durch
den Benutzer ermöglichen.
Das
Feldgerät 6 weist
eine nichtflüchtige Speichereinheit 2 auf,
in der die Daten des Gerätes und
des Herstellers abgelegt sind, die unter anderem z.B. Daten von
den bisherigen persistenten Typenschildern beinhalten. Diese Daten
werden über
eine Datenverarbeitungseinheit 3 aus dem Speichereinheit 2 gelesen
und durch selbige auf der Typenschildanzeige 1, die z.B.
auf der Basis einer Punkt-Matrix-Anzeige ausgelegt ist, angezeigt.
Außerdem
können
Daten durch eine Eingabeeinheit 5 und/oder eine Empfangs-
und Sendeschnittstelle 11, die über die Daten-Verarbeitungseinheit 3 weiterverarbeitet
werden, in den geschützten
Bereich der nicht flüchtigen Speichereinheit 2 eingeschrieben
und/oder direkt auf die Anzeigeeinheit 1 ausgegeben werden.
Bei
der nicht flüchtigen
Speichereinheit 2 kann es sich zum Beispiel um ein EProm
oder E2Prom, FRam, MRam, Flashspeicher oder
einen Mikrochip handeln. Bei der Datenverarbeitungseinheit 3 handelt
es sich hierbei z.B. um einen Mikroprozessor oder einem Mikrokontroller.
Die
unterbrechungsfreie Stromversorgung 4 kann über einen
zusätzlichen
Akkumulator, ein Solarmodul und/oder eine Brennstoffzelle gewährleistet werden,
so dass die gerätespezifischen
Daten auf der Typenschildanzeige 1 jederzeit abrufbar sind. Diese
unterbrechungsfrei Energieversorgung ist nur in dem Fall nötig, wenn
die Anzeige der Daten des Typenschildes nicht energiefrei erfolgt
d.h. dass nicht nur für
die Erzeugung der Abbildung im Display Energie benötigt wird,
sondern auch für
deren Erhaltung ein gewisser Energiebedarf erforderlich ist.
Zum Übermitteln
von Daten sind die kommunizierenden internen Bauteile des Feldgerätes, wie Speichereinheit 2,
Datenverarbeitungseinheit 3, Display 1, Schnittstelle 11 und
Eingabeeinheit 5, über
die internen Datenbusse 7 und 8 miteinander verbunden. Die
Kommunikation der einzelnen Bauteile wird über die Datenverarbeitungseinheit
organisiert. Die stromführenden
Bauteile sind mit der unterbrechungsfreien Stromversorgung 4 über eine
Leitung 9 miteinander verbunden.
Der
Beleuchtungssensor 10 regelt über die Datenverarbeitungseinheit 3 den
Kontrast und die Leuchtstärke
des Displays 1 nach, so dass eine optimale Lesbarkeit der
Anzeige gewährleistet
ist. Dies ist notwendig, da es für
die Anzeige als Typenschild gewisse Kontrastvorgaben gibt, die eingehalten
werden müssen.
Durch eine Regelung des Kontrasts der Anzeige mit Hilfe des Beleuchtungssensors 10 über die
Datenverarbeitungseinheit 3 wird je nach Helligkeit des
Umgebungslichtes die Anzeigeeinheit 1 auf den vorgegebene
Kontrastwert des Schriftbildes zum Hintergrund der Anzeigeeinheit 1 nachgeführt. Über einen
Analog-Digital-Wandler 13 werden die gemessenen analogen
physikalischen oder chemischen Prozessgrößen des Sensors 14 in
digitale Signale umgewandelt und von dieser an die Datenverarbeitungseinheit 3 weiter
gesendet.
Bei
diesem Aufbau ist es nicht zwingend nur alleine für die Darstellung
des Typenschildes eine separate Anzeigeeinheit 1, eine
separate Speichereinheit 2, eine separate Datenverarbeitungseinheit 3, eine
separate Energieversorgung 4, eine separate Eingabeeinheit 5 und
eine separate Schnittstelle 11 vorzusehen, sondern es können auch
die entsprechenden Elemente des Feldgerätes, die eigentlich schon für andere
Aufgaben im Feldgerät 6 vorgesehen
sind und noch freie Ressourcen besitzen, mitbenutzt werden.
Der
Feldbus 15 arbeitet unter den gängigen Datenbus-Standards z.B.
HART, Fieldbus und stellt eine Verbindung zu anderen Feldgeräten oder Host-Rechnern her.
2 zeigt
ein alternatives vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In dieser baulichen Ausführungsform
der Erfindung sind die Anzeigeeinheit 1, die Speichereinheit 2,
die Datenverarbeitungseinheit 3, die Energieversorgung 4,
die Eingabeeinheit 5 und die Anzeigeschnittstelle 18 integraler Anteil
eines schichtweisen Folienaufbaus, der auf dem Feldgerät 6 aufgebracht
werden kann. Heutzutage ist es mit einer polymeren Technologie möglich, die
oben beschriebenen Elemente des elektronischen Typenschildes in
einer Dünnschichttechnik aufeinander
zu stapeln.
Folgend
wird der Aufbau der Ausführungsform
näher beschrieben.
Auf
einer Trägerfolie 17 wird
einen polymere Energieversorgungseinheit 4 aufgebracht,
die z. B. ein Akkumulator oder ein andere Energiespeicher ist. Über diese
Schicht wird eine Elektronikschicht 16 mit Speichereinheit 2,
Datenverarbeitungseinheit 3, und Anzeigeschnittstelle 18 und
den benötigten
Daten- 7 und Versorgungsleitungen 9 angebracht.
Auf dieser Elektronikschicht 16 folgt in der Schichtfolge
eine Anzeigeeinheit 1 mit einer transparenten Bedieneinheit bzw.
Touch-Screen 5.
Durch
diesen Aufbau werden die Vorteile, dass die gesamte Einheit als
Folie auf das Gerät
aufgeklebt werden kann und dass das gesamte Anzeigesystem 19 nahezu
autark vom Feldgerät 6 ist,
miteinander vereint. Über
eine Anzeigenschnittstelle 18 und der Schnittstelle des
Feldgerätes 11 kann
das Anzeigesystem 19 mit dem Feldgerät 6 über einen Datenbus
oder einen Transponder kommunizieren. Bei einem Transponder handelt
es sich um eine Spule bzw, um eine Leiterbahn-Mäander, bei der über das
physikalische Prinzip der Induktion Energie und Information übertragen
werden kann.
Eine
spezielles Ausführungsbeispiel
wird in 3 gezeigt. In dieser schematischen
Zeichnung ist wiederum wie in der Beschreibung der 2 ein schichtweiser
Aufbau des Anzeigesystems 19 dargestellt.
Bei
diesem Aufbau wird auf eine Trägerfolie 17 eine
graphische Speichereinheit 20 aufgebracht. Über dieser
Lage wird wiederum eine Schicht mit der Anzeigenschnittstelle 18,
die die Aufgabe hat den Datenverkehr in dem Anzeigesystem 19 zu
regeln, angebracht. Auf diese Schicht folgt in der Schichtfolge
eine Anzeigeeinheit 1 mit einer transparenten Eingabeeinheit
bzw. Touch-Screen 5.
Die
Datenverarbeitungseinheit 3 befindet sich im Feldgerät 6 und übernimmt
Funktionen, wie die Abfrage der Eingabeeinheit 5, die Übermittlung der
Prozessdaten auf die Anzeigeeinheit 1 über die Schnittstellen 11, 18 und
die Übermittlung
und den Abgleich der Daten in der graphischen Speichereinheit 20.
Die Anzeigeschnittstelle kann als Transponder oder als Datenbusschnittstelle
ausgelegt sein. Die Anzeigenschnittstelle 18 hat einerseits
die Funktion, die von der Schnittstelle 11 übermittelten
Daten zu verarbeiten und die Daten den entsprechenden Elementen
des Anzeigesystems zuzuordnen, als auch die Funktion die in der
graphischen Speichereinheit 20 abgelegten Daten in die
Anzeigeeinheit 1 aufzuschalten. Dies kann wie folgt umgesetzt
werden; falls keine Prozessdaten zur Visualisierung an der Anzeigenschnittstelle 18 vorliegen
oder gegebenenfalls eine Typenschilddarstellung erwünscht ist, werden
die im graphischen Speichereinheit 20 hinterlegten Typenschilddaten
in die Anzeigeeinheit überschrieben.
Dieser Aufbau ist besonders dann sinnvoll, wenn die Anzeigeeinheit 1 aus
elektrophoretischen Displays oder elektrochromen Displays aufgebaut
ist, da in diesem Fall lediglich für den bistabilen Umschaltprozess
in den andersartigen Zustand des einzelnen Pixel-Elementes der Anzeigeeinheit 1 oder der
graphischen Speichereinheit 20 Energie benötigt wird
und das Bild sonst energiefrei gehalten wird. Somit kann eine Speicherinformation,
in diesem Fall die Typenschild Information, über eine längere Zeit in der graphischen
Speichereinheit 20 gehalten werden und über einen Abfragemodus der
Anzeigenschnittstelle 18 auf die Anzeigeeinheit 1 übertragen
werden. Über
einen bestimmten Schreibmodus kann der Inhalt der graphischen Speichereinheit 20 überschrieben
werden.
Wichtig
ist vor allem auch die Datenkonsistenz bei den auf dem Typenschild
angezeigten Daten. So sind bei allen Ausführungsbeispielen die geänderten
Typenschild Informationen unmittelbar für den Anwender sichtbar und
stehen auch sofort weiteren Anwendungen zur Verfügung, unabhängig davon in welcher Weise
sie ins Feldgerät übertragen
wurden (via Service-Schnittstelle, via Feldbus oder per Hand). Als
Anwendungen sind z. B. Anlagenüberwachungssysteme
(Asset Management Systeme) in Leitsystemen denkbar, die über den
Feldbus mit dem Feldgerät
kommunizieren.