DE102005025670A1 - Elektronisches Gerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät, insbesondere ein Feldgerät für die Prozessinstrumentierung, bei welchem ein Leuchtband zwischen einem Gehäuseunterteil (1) und einem Gehäusedeckel (2) angeordnet ist, mit welchem verschiedene Betriebszustände des elektronischen Geräts optisch anzeigbar sind. Ein derartiges Leuchtband hat den Vorteil, dass die Zustandsanzeige deutlich erkennbar und mit geringem Herstellungsaufwand verbunden ist. Eine Anzeigeeinheit hinter einem Glaseinsatz des Gehäuses kann eventuell entfallen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät, insbesondere Feldgerät für die Prozessinstrumentierung, das mit einer optischen Zustandsanzeige versehen ist.
• Feldgeräte der Prozessinstrumentierung werden in automatisierungstechnischen Anlagen beispielsweise als Druck-, Temperatur- oder Durchflussmesser eingebaut. Sie sind üblicherweise mit einer Kommunikationsschnittstelle versehen, um einer übergeordneten Leitstation am Prozess erfasste Messwerte sowie ihren Betriebszustand zu übertragen. Eine Parametrierung des Feldgeräts kann ebenfalls über diese Kommunikationsschnittstelle erfolgen. Sofern das Feldgerät selbst über eine Anzeige verfügt, können Messwert- und Betriebszustand zusätzlich vor Ort für einen Bediener ablesbar ausgegeben werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Gerät, insbesondere ein Feldgerät für die Prozessinstrumentierung, zu schaffen, das über eine deutlich erkennbare Zustandsanzeige verfügt, die mit einem geringen Herstellungsaufwand verbunden ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue elektronische Gerät der eingangs genannten Art die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen beschrieben.
• Die Erfindung hat den Vorteil, dass Betriebszustände angezeigt werden können, ohne dass hierzu eine aufwendige Anzeige, die zur Messwertausgabe geeignet ist, genutzt werden muss. Betriebszustände können daher in vorteilhafterweise bei Feldgeräten angezeigt werden, die über keine Messwertanzeige verfügen. Eine Messwertanzeige, die eventuell einen im Deckel angeordneten Glasansatz erfordert und mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden ist, kann somit entfallen. Die in der Pro zessinstrumentierung einzuhaltenden hohen Anforderungen an die Stoßsicherheit, an die Dichtigkeit sowie bei druckfester Kapselung an die hohe Bruchfestigkeit der Glasabdeckung verursachen einen hohen Aufwand für die Anzeigeeinheit. Dieser Aufwand entfällt mit dem eventuellen Wegfall der Hinterglasanzeige. Für die reine Anzeige der Betriebszustände des Feldgeräts genügt nämlich das Leuchtband, das mit einem vergleichsweise geringen Herstellungsaufwand verbunden ist. Der mit einer Betriebszustandsanzeige verbundene Herstellungsaufwand wird reduziert. Aber auch bei Feldgeräten, die über eine Anzeige zur Messwert- und Betriebszustandsaufgabe verfügen, hat die neue Zustandsanzeige den Vorteil, dass auf den ersten Blick erkennbar ist, ob das Feldgerät noch fehlerfrei arbeitet oder sich in einem Fehlerzustand befindet. Häufig für eine Messwertausgabe verwendete alphanumerische Ausgaben sind nämlich nur aus der Nähe ablesbar und es wäre allein mit einer derartigen Anzeige für einen Bediener im Umfeld einer prozesstechnischen Anlage nicht ohne Weiteres möglich, sofort zu erkennen, welches der Vielzahl von Feldgeräten sich innerhalb seines Sichtbereichs in einem Fehlerzustand befindet. Ein Leuchtband, das zwischen einem Gehäuseunterteil und einem Gehäusedeckel angeordnet ist, ist dagegen von allen Seiten gut sichtbar. Da der Betriebszustand nun ohne lokale Einzelbeobachtung auf den ersten Blick erkannt werden kann, bietet das Leuchtband somit auch zusätzlich zu einer hinter Glas angeordneten Anzeige einen erheblichen Vorteil.
• Das Leuchtband kann mit einem transparenten Ring mit Lichtleitereigenschaften realisiert werden, in welchen durch zumindest eine im Inneren des Gehäuses angeordnete Lichtquelle Lichtsignale zur Zustandsanzeige einkoppelbar sind und aus dessen nach außen weisender Fläche ein diffuses Licht austritt. Ein diffuser Lichtaustritt kann beispielsweise durch mattierte Außenflächen erreicht werden, während die anderen Flächen des Rings glatt und daher nach innen reflektierend im Sinne einer Totalreflektion für eine verlustarme Lichtleitung ausgeführt sind. Die Form des Rings ist an die Form des Gehäuseunterteils und des Deckels angepasst. Sie muss nicht zwangsläufig eine runde Außenkontur aufweisen.
• Wenn der Ring, der als Leuchtband dient, gleichzeitig die Funktion einer Dichtung zwischen Gehäuseunterteil und Gehäusedeckel besitzt, hat dies den Vorteil, dass eine gesonderte, meist ohnehin erforderliche Dichtung entfällt. Zur Realisierung des Leuchtbands werden daher kaum zusätzliche Bauelemente benötigt.
• Alternativ dazu ist es möglich, den Ring zwischen zwei Dichtungen anzuordnen oder in einer Dichtung zu lagern. Da der Ring selbst dann keine Dichtfunktion erfüllen muss, kann die Materialauswahl eher im Hinblick auf die optischen Eigenschaften des Rings erfolgen. Beispielsweise sind ein harter, transparenter Kunststoff oder Glas als Ringmaterial verwendbar.
• Ein Gehäuseaufbau mit vorteilhaft einfacher Herstellbarkeit kann erreicht werden, wenn das Gehäuseunterteil im Bereich des Becherrands ein Innengewinde aufweist, der Gehäusedeckel ebenfalls im Wesentlichen becherförmig und so angeordnet ist, dass seine Becheröffnung derjenigen des Gehäuseunterteils gegenüber liegt, wobei der Gehäusedeckel im Bereich des Becherrands ein Innengewinde aufweist, und wenn ein Gewinderohr zur Verbindung von Gehäuseunterteil und Deckel vorgesehen ist, das ein zu den jeweiligen Innengewinden von Gehäuseunterteil bzw. Gehäusedeckel korrespondierendes Außengewinde und im Bereich des Rings zumindest eine Öffnung zur Einkoppelung der Lichtsignale in den Ring aufweist. Bei diesem Aufbau wird in vorteilhafter Weise die Festigkeit und Funktion der Dichtung durch die Lichteinkoppelung nicht beeinträchtigt und es können mehrere, über den Umfang verteilte Punkte zur gleichmäßigen Lichteinkoppelung in den Ring vorgesehen werden.
• Durch das Leuchtband kann der jeweilige Betriebszustand des elektronischen Geräts optisch angezeigt werden. In vorteilhafter Weise wird grün zur Anzeige eines fehlerfreien Be triebs und rot zur Anzeige eines Fehlers verwendet. Beispielsweise durch geeignete Taktung von mehrfarbigen lichtemittierenden Dioden können Mischfarben erzeugt werden. So ist durch eine Mischung von grün und rot eine Warnung anzeigbar. Zudem lassen sich verschiedene Fehlerklassen durch ein Blinken mit rotem Leuchtsignal unterscheiden. Durch Blinksignale kann zudem die Erkennbarkeit von Fehlerzuständen verbessert und bewirkt werden, dass die Aufmerksamkeit eines Beobachters, der sich in der Nähe befindet, auf das defekte Feldgerät gezogen wird.
• Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine Explosionszeichnung eines Gehäuses und
• 2 ein Blockschaltbild eines Feldgeräts der Prozessinstrumentierung.
• In 1 ist ein Gehäuse, das insbesondere zur Aufnahme einer Elektronikeinheit eines Messumformers geeignet ist, zur besseren Anschaulichkeit in einer Explosivdarstellung abgebildet, damit die Einzelteile sichtbar sind. Das Gehäuse umfasst ein im Wesentlichen becherförmiges Gehäuseunterteil 1, einen Gehäusedeckel 2 der ebenfalls im Wesentlichen becherförmig und so angeordnet ist, dass seine Becheröffnung derjenigen des Gehäuseunterteils 1 gegenüber liegt. Ein transparenter Ring 3, der zusätzlich die Funktion einer Flachdichtung hat, kommt im montierten Zustand des Gehäuses zwischen einer radialen Auskragung 4 des Gehäuseunterteils 1 und einer radialen Auskragung 5 des Gehäusedeckels 2 zu liegen. Die beiden Auskragungen 4 und 5 sind flanschartig ausgebildet und dienen mit ihren Ebenen, zu einander gewandten Flächen, welche den Ring 3 zusammendrücken, zur Abdichtung des Gehäuses. Aufgrund ihrer auf den Fertigungsprozess abgestimmten Kons truktion können Gehäuseunterteil 1 und Gehäusedeckel 2 aus Edelstahl vorteilhaft im Tiefziehverfahren hergestellt werden. Es lässt sich somit kostengünstig herstellen. Weitere Teile des Gehäuses sind eine Flachdichtung 6, deren Größe an eine Aussparung 7 in der Becherbodenfläche 8 des Gehäusedeckels 2 angepasst ist, eine Sichtfensterscheibe 9 aus Glas, ein Glasträger 10, der die Sichtfensterscheibe 9 in ihrem Umfangsbereich aufnimmt, und ein Gewinderohr 11 mit einem Außengewinde, das zu Innengewinden 14 und 15, die im Gehäuseunterteil 1 bzw. im Gehäusedeckel 2 jeweils im Bereich des Becherrands angebracht sind, korrespondiert. Der Ring 3 besitzt eine nach innen gerichtete Nase 16, die im montierten Zustand im Endbereich einer nutförmigen Öffnung 17 des Gewinderings 11 liegt. Im Inneren des Gehäuses beispielsweise mit einer lichtemittierenden Diode erzeugtes Licht kann durch die Öffnung 17 in die Nase 16 und somit in den Ring 3 eingekoppelt werden, der für einen guten Lichtaustritt an seiner Außenseite matt ist. Die Ober- und Unterseite, sowie die Innenseite des Rings 3 sind mit glatter Oberfläche versehen, so dass an diesen Flächen nahezu eine Totalreflektion des in den Ring 3 eingekoppelten Lichts stattfindet. Das eingekoppelte Licht wird daher im Innenraum des Rings 3 sehr verlustarm weitergeleitet und tritt im gesamten Umfangsbereich des Rings 3 mit nahezu gleichbleibender Intensität aus. Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel können für eine Verbesserung der Lichtverteilung mehrere, über den Umfang verteilte Stellen für eine Lichteinkopplung vorgesehen werden. Eine weitere Alternative besteht darin, oberhalb und unterhalb des Rings 3 zusätzliche Flachdichtungen vorzusehen, deren Form mit Ausnahme der Nase 16 der Form des Rings 3 entspricht. In diesem Fall muss der Ring 3 selbst keine Dichtfunktion erfüllen und es besteht eine größere Auswahlmöglichkeit von Materialien, die als Lichtleiter geeignet sind.
• An 1 wird besonders deutlich, dass die Lichtaustrittsfläche des Rings 3 über den gesamten Umfang des Gehäuses verteilt ist und dass somit der Betriebszustand eines mit einem derartigen Gehäuse ausgestatteten Feldgeräts der Prozessins trumentierung nahezu von einem beliebigen Standort im Umfeld des Feldgeräts gut erkennbar ist. Eine Anzeige des Betriebszustands auf einer Hinterglasanzeige, die beispielsweise hinter der Glasplatte 9 angeordnet ist, kann dagegen lediglich lokal abgelesen werden.
• Die Montage des Gehäuses gemäß 1 kann wie folgt durchgeführt werden:
• 1. Die Sichtfensterscheibe 9 wird in den Glasträger 10 eingelegt.
• 2. Die Flachdichtung 6 wird auf die Sichtfensterscheibe 9 aufgelegt.
• 3. Der Glasträger 10 wird gemeinsam mit der Sichtfensterscheibe 9 und der Flachdichtung 6 in den Gehäusedeckel 2 eingesetzt.
• 4. Das Gewinderohr 11 wird bis zum Erreichen eines Anschlags in das Innengewinde 15 des Gehäusedeckels 2 eingeschraubt. Dabei wird der Anschlag durch die Oberseite des Glasträgers 10 und die Innenseite der Becherbodenfläche 8 des Gehäusedeckels 2 gebildet. Mit dem Einschrauben des Gewinderohrs 11 sind Befestigung und Abdichtung der Sichtfensterscheibe 9 im Gehäusedeckel 2 erfolgt.
• 5. Der Ring 3 wird mit seiner Nase 16 in die nutförmige Öffnung 17 soweit eingefügt, bis er auf der Auskragung 5 des Gehäusedeckels 2 aufliegt.
• 6. Das Gehäuseunterteil 1 wird auf einen über den Becherrand des Gehäusedeckels 2 noch herausragenden Teil des Gewinderohrs 11 aufgeschraubt. Damit sind Gehäuseunterteil 1 und Gehäusedeckel 2 dicht miteinander verbunden.
• Das Gehäuse ist besonders zur Verwendung bei Messumformern geeignet. Zur Verbindung mit einer Messzelle ist an der Becherbodenfläche des Gehäuseunterteils 1 ein Anschlussstutzen 12 vorgesehen. Eine Öffnung 13 in der Becherseitenwand des Gehäuseunterteils 1 dient zur Durchführung eines Anschlusskabels für den Messumformer, das zur Kommunikation über einen Feldbus sowie zur Versorgung des Messumformers mit der zum Betrieb erforderlichen Hilfsenergie dienen kann. Eine Vorortanzeige des aktuellen Messwerts kann mit einer unter der Sichtfensterscheibe 9 befindlichen Anzeige erfolgen. Ebenso können detaillierte Informationen über die Ursache eines nicht ordnungsgemäßen Betriebszustands auf dieser Anzeige ausgegeben werden. Der jeweilige Betriebszustand selbst des elektronischen Geräts wird durch Lichtsignale an der Außenseite des Rings 3 als Leuchtband angezeigt.
• Gemäß 2 ist in einem Messumformer zur Erfassung einer physikalischen oder chemischen Größe ein Aufnehmer 20 vorgesehen, welcher ein elektrisches Messsignal an eine Ansteuer- und Auswerteeinrichtung 21 abgibt. In dieser wird ein dem jeweiligen Messsignal entsprechender Messwert bestimmt, der sowohl über eine Kommunikationsschnittstelle 22 an eine der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellte, übergeordnete Leitstation als auch an eine Treibereinrichtung 23 für eine alphanumerische Anzeigeeinheit 24 übergeben wird. Tritt ein nichtordnungsgemäßer Betriebszustand des Messumformers auf, so wird dieser durch die Ansteuer- und Auswerteeinrichtung 21 festgestellt. Dem jeweiligen Betriebszustand entsprechend wird eine Meldung erzeugt und über die Kommunikationsschnittstelle 22 ausgegeben. Gleichzeitig wird der jeweilige Betriebszustand durch eine optische Anzeige auf einem Leuchtband vor Ort signalisiert. Das dazu erforderliche Lichtsignal erzeugt eine lichtemittierende Diode 25, die ebenfalls durch die Treibereinrichtung 23 angesteuert wird. Für einen Bediener ist somit in einer automatisierungstechnischen Anlage sofort erkennbar, in welchem Betriebszustand sich ein Feldgerät befindet.

Claims (6)

1. Elektronisches Gerät, insbesondere Feldgerät für die Prozessinstrumentierung, mit einem Gehäuse mit einem im Wesentlichen becherförmigen Gehäuseunterteil (1), mit einem Gehäusedeckel (2), der die Becheröffnung des Gehäuseunterteils (1) im Wesentlichen abschließt, und mit einem zwischen Gehäuseunterteil (1) und Gehäusedeckel (2) angeordneten Leuchtband (3), mit welchem verschiedene Betriebszustände des elektronischen Geräts optisch anzeigbar sind.
2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Leuchtband ein transparenter Ring (3) mit Lichtleitereigenschaften vorgesehen ist, in welchen durch zumindest eine im Inneren des Gehäuses angeordnete Lichtquelle (25) Lichtsignale zur Zustandsanzeige einkoppelbar sind und dessen nach außen weisende Fläche für einen diffusen Lichtaustritt ausgestaltet ist.
3. Elektronisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring als Dichtung ausgebildet ist.
4. Elektronisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (3) zwischen zwei Dichtungen angeordnet ist.
5. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseunterteil (1) im Bereich des Becherrands ein Innengewinde (14) aufweist, dass der Gehäusedeckel (2) ebenfalls im Wesentlichen becherförmig und so angeordnet ist, dass seine Becheröffnung derjenigen des Gehäuseunterteils (1) gegenüber liegt, wobei der Gehäusedeckel (2) im Bereich des Becherrands ein Innengewinde (15) aufweist, und dass ein Gewinderohr (11) zur Verbindung von Gehäuseunterteil (1) und Gehäusedeckel (2) vorgesehen ist, das ein zu den jeweiligen Innengewinden (14, 15) von Gehäuseunterteil (1) bzw. Gehäusedeckel (2) korrespondierendes Außengewinde und im Bereich des Rings (3) zumindest eine Öffnung zur Einkoppelung der Lichtsignale in den Ring (3) aufweist.
6. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im fehlerfreien Betrieb ein grünes Lichtsignal und im Fehlerfall ein rotes Lichtsignal durch das Leuchtband (3) anzeigbar ist.