DE102005038607A1 - Field equipment e.g. for ultrasound sensor operation in process automation, has detector for detection of first acoustic signal with control unit executing work procedure as reaction to detected first acoustic signal - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Prozessautomatisierung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Feldgerät zur Prozessautomatisierung, die Verwendung eines derartigen Feldgerätes zur Füllstandsmessung und ein Verfahren zur Bedienung eines derartigen Feldgerätes.The The present invention relates to process automation. Especially the present invention relates to a field device for process automation, the use of such a field device for level measurement and a method for the operation of such a field device.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Steuerung von Prozessvariablen dienen.In process automation technology uses field devices, which are used to capture and / or control process variables.
Bei derartigen Feldgeräten handelt es sich beispielsweise um Füllstandsmesser, Druckmesser, Temperaturmesser, Durchflussmesser und dergleichen, welche mit ihren Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen, wie Füllstand, Druck, Temperatur bzw. Durchfluss erfassen.at such field devices are, for example, level gauges, pressure gauges, temperature gauges, Flow meter and the like, which with their sensors the appropriate process variables, such as level, pressure, temperature or Record flow.
Weitere Beispiele für solche Feldgeräte sind sogenannte Aktoren, wie Ventile, Heizelemente, Kühlelemente oder Pumpen, durch welche dann Prozessvariablen beeinflussbar sind.Further examples for such field devices are so-called actuators, such as valves, heating elements, cooling elements or pumps through which process variables can then be influenced.
Weiterhin können die Feldgeräte in Form von Ein- oder Ausgabeeinheiten ausgeführt sein, welche die Sensoren oder Aktoren ansteuern bzw. auslesen.Farther can the field devices be implemented in the form of input or output units which the sensors or Actuators control or read.
Um solche Feldgeräte zu parametrisieren oder abzufragen, kann ein Prozessleitsystem verwendet werden, welches mit einem Kabel über eine entsprechende Schnittstelle mit dem Feldgerät verbunden ist. Weiterhin kann ein Eingabemodul fest an das Feldgerät angeschlossen sein. Zur Parametrierung bzw. Abfrage wird das Feldgerät dann geöffnet und die Eingabeeinheit manuell bedient.Around such field devices To parameterize or interrogate, a process control system can be used which is over with a cable a corresponding interface is connected to the field device. Farther An input module can be permanently connected to the field device. For parameterization or query becomes the field device then open and the input unit is operated manually.
Die
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bedienung von Feldgeräten anzugeben.It An object of the present invention is an improved operation of field devices.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Feldgerät zur Prozessautomatisierung angegeben, umfassend einen Detektor zur Detektion eines ersten akustischen Signals und eine Steuereinheit zur Durchführung eines Arbeitsschrittes als Reaktion auf das detektierte erste akustische Signal, wobei der Arbeitsschritt eine Parametrierung, eine Funktionsüberprüfung oder eine Messwertabfrage umfasst.According to one embodiment The present invention is a field device for process automation comprising a detector for detecting a first acoustic Signal and a control unit for performing a work step in response to the detected first acoustic signal, wherein the step a parameterization, a function check or includes a measured value query.
Durch die Bereitstellung eines Detektors zur Detektion akustischer Signale kann das Feldgerät berührungslos angesprochen werden. Die Datenübertragung erfolgt hierbei auf akustischem Wege. Es handelt sich also um Schallwellen, welche von dem Detektor aufgenommen werden. Solche Schallwellen sind leicht zu erzeugen und weiten sich auch durch eine Gehäusewand des Feldgeräts in das Innere des Feldgeräts aus.By the provision of a detector for the detection of acoustic signals the field device can be contactless be addressed. The data transmission takes place acoustically. So these are sound waves, which are picked up by the detector. Such sound waves are easy to produce and also widen through a housing wall of the field device into the interior of the field device out.
Weiterhin ist eine Bedienbarkeit des Feldgerätes auch ohne direkten Blickkontakt zum Feldgerät um Ecken herum oder auch durch Barrieren hindurch (wie zum Beispiel eine Mauer oder dergleichen) möglich, da sich die Schallwellen auch durch Mauerwerk und um Ecken herum ausbreiten können.Farther is an operability of the field device without direct eye contact to the field device Corners around or even through barriers (such as a wall or the like) possible, as the sound waves also pass through masonry and around corners can spread.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das erste akustische Signal Parametrierdaten zur Durchführung der Parametrierung auf.According to one another embodiment of the present invention, the first acoustic signal parameterization data to carry out the parameterization.
Somit können Daten, welche zur Parametrierung des Feldgeräts benötigt werden, als akustische Signale von extern berührungslos an das Feldgerät übermittelt werden.Consequently can Data required for parameterizing the field device as acoustic signals externally contactless transmitted to the field device become.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Feldgerät weiterhin einen Speicher zum Speichern von Messwerten. Das Feldgerät kann hierbei eine Messeinheit aufweisen oder an eine Messeinheit angeschlossen sein, welche die Messwerte liefert. Beispielsweise kann es sich bei der Messeinheit um einen Füllstandssensor handeln.According to one another embodiment of the According to the present invention, the field device further comprises a memory for storing measured values. The field device can in this case have a measuring unit or be connected to a measuring unit which the measured values supplies. For example, the measuring unit may be a level sensor act.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das erste akustische Signal ein Ultraschallsignal. Durch die Verwendung von Ultraschallsignalen kann aufgrund der hohen Frequenz eine relativ hohe Datendichte übertragen werden. Weiterhin liegen Ultraschallsignale nicht im hörbaren Spektrum, so dass eine Geräuschbelastung der Umgebung ausgeschlossen ist.According to one another embodiment of the Present invention, the first acoustic signal is an ultrasonic signal. Due to the use of ultrasound signals can be due to the high frequency a relatively high data density is transmitted. Furthermore, ultrasonic signals are not in the audible spectrum, so that a noise pollution the environment is excluded.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das erste akustische Signal von einem Handsender oder einem stationären Computer erzeugbar.According to one another embodiment of the Present invention is the first acoustic signal of a Hand transmitter or a stationary one Computer generated.
Durch die Erzeugung des akustischen Signals mit Hilfe eines elektrischen Geräts, wie ein Mobiltelefon, Handheld oder einem PC ist es möglich, genau definierte Signalfolgen zu übertragen. Beispielsweise können bestimmte Tasten des Handsenders die Aussendung bestimmter Signalfolgen triggern. Somit ist eine einfache und störungssichere Bedienung gewährleistet.By generating the acoustic signal by means of an electrical device, such as a mobile phone, handheld or a PC, it is possible to transmit precisely defined signal sequences. For example, certain keys of the handset ders trigger the transmission of certain signal sequences. Thus, a simple and trouble-free operation is guaranteed.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das erste akustische Signal von einem Menschen erzeugbar.According to one another embodiment of the Present invention is the first acoustic signal of a People can be produced.
Beispielsweise kann der Mensch eine bestimmte Befehlskette zum Triggern einer Funktionsüberprüfung oder einer Messwertabfrage aussprechen. Auch ist es möglich, dass der Benutzer (Mensch) die Parametrierung des Feldgeräts mündlich vornimmt. Ein zusätzlicher Handsender oder ein externer Computer zur Ansteuerung des Feldgeräts ist somit nicht erforderlich.For example Man can use a specific chain of command to trigger a functional check or pronounce a measured value query. It is also possible that the user (human) the parameterization of the field device orally performs. An additional one Remote control or an external computer to control the field device is thus not mandatory.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Detektor einen Schallwandler zur Umwandlung des ersten akustischen Signals in ein elektrisches Signal auf.According to one another embodiment of the Present invention, the detector to a sound transducer to Conversion of the first acoustic signal into an electrical signal on.
Beispielsweise kann somit das detektierte Schallsignal zur Weiterverarbeitung digitalisiert werden.For example Thus, the detected sound signal can be digitized for further processing become.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Schallwandler ein piezoelektrisches Element auf. Durch die Verwendung eines piezoelektrischen Elements ist eine einfache und effektive Umwandlung des akustischen Signals in ein elektrisches Signal gegeben.According to one another embodiment of the Present invention, the transducer has a piezoelectric Element on. By using a piezoelectric element is a simple and effective conversion of the acoustic signal given in an electrical signal.
Beispielsweise kann der Detektor im Inneren des Gehäuses des Feldgerätes angeordnet sein, so dass der Detektor vor äußeren Einflüssen weitgehend geschützt ist.For example the detector can be arranged inside the housing of the field device so that the detector is largely resistant to outside influences protected is.
Insbesondere ist es möglich, das Gehäuse druckdicht auszugestalten, so dass eine darin angebrachte Elektronik zusammen mit dem Detektor auch bei extremen äußeren Bedingungen geschützt ist.Especially Is it possible, the housing pressure-tight to design, so that an electronics mounted therein together protected with the detector even in extreme external conditions.
Insbesondere führt die Anbringung des Detektors im Inneren des Gehäuses dazu, dass keine Löcher für Kabeldurchführungen oder dergleichen vorgesehen sein müssen. Der Sensor ist vollständig im Inneren des Gehäuses angebracht und die Datenübertragung zwischen dem externen Handsender bzw. dem externen Computer oder Benutzer und dem Detektor erfolgt berührungslos durch die Wand des Gehäuses. Sichtfenster, Durchführungen oder dergleichen sind nicht nötig. Dadurch kann die Stabilität des Feldgerätes, seine Robustheit und Haltbarkeit erheblich erhöht werden.Especially leads the Attach the detector inside the case to make sure there are no holes for cable glands or the like must be provided. The sensor is completely in Interior of the housing attached and the data transfer between the external remote control or the external computer or User and the detector is non-contact through the wall of the Housing. Viewing windows, bushings or the like are not necessary. This can improve the stability of the field device, its robustness and durability are significantly increased.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Detektor direkt an einer Innenwand des Gehäuses angebracht. Beispielsweise kann der Detektor die Form eines piezoelektrischen Elements aufweisen, welches an der Innenwand aufgeklebt ist und somit Vibrationen bzw. Schwingungen der Innenwand, welche durch den von außen auftreffenden Schall erzeugt werden, aufnimmt und in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt.According to one another embodiment of the The present invention is the detector directly on an inner wall of the housing appropriate. For example, the detector may be in the form of a piezoelectric Having elements which is glued to the inner wall and thus vibrations or vibrations of the inner wall, which by the impact from the outside Sound is generated, absorbs and into a corresponding electrical Signal converts.
Das Gehäuse kann aus einem schirmenden Material ausgeführt sein, wie beispielsweise einem Metall oder einem ferromagnetischen Material, welches die Transmission von Funkwellen oder magnetischen Signalen verhindern würde.The casing may be made of a shielding material, such as a metal or a ferromagnetic material containing the Avoid transmission of radio waves or magnetic signals would.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Detektor innerhalb einer Elektronik-Einheit angebracht. Beispielsweise können Detektor und Auswerte- bzw. Steuer- und Regelungselektronik in einem Gehäuse innerhalb des Feldgeräts angeordnet sein. Weiterhin ist es möglich, dass der Detektor zumindest teilweise Bestandteil einer integrierten Schaltung ist, welche Teil der Elektronik des Feldgeräts ist.According to one another embodiment of the The present invention is the detector within an electronics unit appropriate. For example, you can Detector and evaluation or control and regulating electronics in one casing within the field device be arranged. Furthermore, it is possible that the detector at least Part of an integrated circuit is which part the electronics of the field device is.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Detektor einen Laser zur Detektion von mechanischen Schwingungen auf, wobei die mechanischen Schwingungen durch das erste akustische Signal erzeugt werden.According to one another embodiment of the According to the present invention, the detector comprises a laser for detection from mechanical vibrations, whereby the mechanical vibrations through the first acoustic signal is generated.
Durch einen solchen Laser ist es möglich, minimale Schwingungsamplituden zu detektieren. Durch eine optische Detektion von mechanischen Schwingungen (beispielsweise der Gehäusewand) ist eine sensitive Detektion möglich. Beispielsweise kann das Laserlicht auf die Gehäuseinnenfläche gelenkt werden, an der es dann reflektiert wird. Das reflektierte Signal kann dann von einer Fotodiode, z. B. interferometrisch, ausgemessen und nachfolgend analysiert werden.By Such a laser makes it possible to have minimal To detect vibration amplitudes. Through an optical detection of mechanical vibrations (for example, the housing wall) a sensitive detection possible. For example, the laser light can be directed to the housing interior, at the it is then reflected. The reflected signal can then be from a photodiode, z. B. interferometrically, measured and subsequently analyzed become.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Feldgerät weiterhin einen Sender zum Aussenden eines zweiten akustischen Signals, wobei das zweite akustische Signal Abfragedaten, die aus der durchgeführten Abfrage resultieren, oder Funktionsüberprüfungsdaten, die aus der durchgeführten Funktionsüberprüfung resultieren, aufweist.According to one another embodiment of the According to the present invention, the field device further comprises a transmitter for Emitting a second acoustic signal, the second acoustic signal Signal query data resulting from the query performed, or Functional test data those from the carried out Function check result, having.
Somit ist ein bidirektionaler Datenaustausch zwischen dem Feldgerät auf der einen Seite und einem Benutzer oder einem entsprechendem Gerät auf der anderen Seite möglich, welcher auf akustischen Signalen basiert.Consequently is a bidirectional data exchange between the field device on the a page and a user or equivalent device on the other side possible, which is based on acoustic signals.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bilden der Detektor und der Sender eine funktionale Einheit. So können Detektor und Sender dieselbe Vorrichtung sein (beispielsweise ein Piezo-Kristall), welche abwechselnd zur Detektion und zum Senden eingesetzt wird.According to a further embodiment of the present invention, the detector and the transmitter form a functional unit. Thus, the detector and transmitter can be the same device (for example a piezo-crystal), which alternately is used for detection and transmission.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Feldgeräts entsprechend den obigen Ausführungsbeispielen zur Füllstandsmessung angegeben. Somit können Füllstandsmessgeräte berührungsfrei durch akustische Signale parametriert, überprüft oder abgefragt werden.According to one another embodiment of the Present invention is the use of a field device accordingly the above embodiments for level measurement specified. Thus, you can Level gauges non-contact be parameterized, checked or interrogated by acoustic signals.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bedienung eines Feldgerätes angegeben, umfassend eine Detektion eines ersten akustischen Signals und eine Parametrierung, Funktionsüberprüfung oder Messwertabfrage als Reaktion auf das detektierte erste akustische Signal.According to one another embodiment of the The present invention is a method for operating a field device indicated comprising a detection of a first acoustic signal and a Parameterization, function check or measured value query in response to the detected first acoustic signal.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise ein erstes akustisches Signal extern abgesetzt und dann im Inneren des Feldgerätes empfangen, woraufhin beispielsweise eine Parametrierung des Feldgerätes durchgeführt wird.According to this embodiment The present invention, for example, a first acoustic External signal and then received inside the field device, whereupon, for example, a parameterization of the field device is performed.
Hierfür weist das akustische Signal, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Parametrierdaten auf, wobei die Parametrierung auf Basis der Parametrierdaten erfolgt.For this purpose points the acoustic signal, according to a another embodiment of the present invention, parameterization data, wherein the parameterization based on the parameterization data.
Somit werden die zur Parametrierung erforderlichen Daten akustisch an das Feldgerät übertragen. Ebenfalls kann eine Funktionsüberprüfung oder eine Messwertabfrage durch ein akustisches Signal getriggert werden.Consequently The data required for the parameterization are acoustically displayed transmit the field device. Also, a function check or a Measured value query be triggered by an acoustic signal.
In einem einfachen Fall kann es sich bei dem akustischen Signal beispielsweise um einen gesprochenen Befehl handeln.In For example, in a simple case, the acoustic signal may be to act a spoken command.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein zweites akustisches Signal ausgesendet, welches Abfragedaten, die aus der durchgeführten Messwertabfrage resultieren, aufweist.According to one another embodiment of the present invention, a second acoustic signal is emitted, which query data resulting from the measured value query, having.
Weiterhin kann das zweite akustische Signal Funktionsüberprüfungsdaten aufweisen, welche aus der durchgeführten Funktionsüberprüfung resultieren.Farther For example, the second audible signal may include functional verification data which from the carried out Function check result.
Somit kann also eine Kommunikation zwischen einem externen Benutzer, Handgerät oder Computer und dem Feldgerät auf akustischem Wege durchgeführt werden. Die Kommunikation kann hierbei unidirektional oder bidirektional sein. Das Feldgerät wird hierbei akustisch parametriert oder abgefragt. Als Reaktion auf die Parametrierung kann beispielsweise ein Feedbacksignal abgesetzt werden, welches den erfolgreichen oder den erfolglosen Abschluss einer Parametrierung dokumentiert.Consequently So can communication between an external user, handset or computer and the field device performed acoustically become. The communication can be unidirectional or bidirectional be. The field device is acoustically parameterized or queried. As reaction For example, a feedback signal can be sent to the parameterization Becoming successful or unsuccessful documented a parameterization.
Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments The present invention will become apparent from the dependent claims.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.in the The following will be preferred embodiments with reference to the figures of the present invention.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.In The following figure description will be for the same or similar Elements use the same reference numbers.
Die
externe Bedieneinheit
Die
akustischen Wellen
Hierbei
wandelt der Detektor
Die
Steuereinheit dient hierbei zur Durchführung eines Arbeitsschrittes
als Reaktion auf das detektierte erste akustische Signal
Bei
diesem Arbeitsschritt kann es sich beispielsweise um eine Parametrierung
des Feldgerätes
Weiterhin
kann es sich bei dem Arbeitsschritt um eine Funktionsüberprüfung des
Feldgerätes
Das
Ergebnis einer solchen Funktionsüberprüfung kann
dann nachfolgend von dem Detektor
Beispielsweise
kann der Detektor
Natürlich können Sender
und Detektor
Das
ausgesendete akustische Signal
Wie
in
Insbesondere kann das Gehäuse schirmend ausgeführt sein, so dass empfindliche Geräte im Inneren des Gehäuses vor äußeren Einflüssen (wie externer elektromagnetischer oder magnetischer Felder) geschützt.Especially can the case shielding executed be so sensitive devices inside the case from external influences (such as external electromagnetic or magnetic fields).
Bei
der externen Bedieneinheit
Wie
in
Das
beschriebene Feldgerät
Besonders gut ist die Erfindung für Füllstandmessgeräte geeignet, jedoch keineswegs auf diesen Einsatzbereich beschränkt. Sie lässt sich überall dort einsetzen, wo Feldgeräte parametriert, überprüft oder abgefragt werden müssen.Especially good is the invention for Level gauges suitable, but by no means limited to this field of application. she can be used anywhere, where field devices parameterized, checked or must be queried.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition to that noted that "comprising" no other elements or excludes steps and "one" or "one" does not exclude a multitude. Further It should be noted that features or steps with reference to one of the above embodiments have been described, also in combination with other features or steps of other embodiments described above can. Reference signs in the claims are not as a limitation to watch.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20120817 |